郭海波

（潞安集團慈林山煤業(yè)夏店煤礦，山西 長治 046000）

隨著煤礦開采自動化程度的提升，煤礦井下用電設(shè)備數(shù)量不斷增多。通風、排水等設(shè)備是煤礦生產(chǎn)中的重要設(shè)備，這些設(shè)備能否安全運行，對煤礦安全生產(chǎn)起著決定性作用。礦井通風、排水等重要設(shè)備均采用雙電源、雙回路供電，基本杜絕了長時間停機事故，但是短時間停機事故的頻率還是很高，特別是由于上級變電站電網(wǎng)波動，造成礦井地面部分設(shè)備、井下設(shè)備全部失電，礦用隔爆開關(guān)需人工手動合閘才能恢復井下供電，給夏店煤礦人力、物力造成很大損失。因此，迫切需要對礦用隔爆高壓開關(guān)中的欠壓保護裝置增設(shè)失壓延時脫扣功能，躲過上級變電站電網(wǎng)波動時間，保證井下用電設(shè)備在供電短時間故障恢復后正常工作。

1 供電概況

夏店煤礦現(xiàn)有2座35kV變電站，一次電壓為35kV，二次電壓為6kV，雙回路電源分別引自侯堡220kV變電站和后灣110kV變電站，正常情況下后灣站為主回路，侯堡站熱備。2座35kV變電站分別通過副立井、副斜井、西風井敷設(shè)雙回路電纜至井下中央變電所、機頭變電所及三一采區(qū)變電所。

2 改造方案

2.1 改造方案原理

礦用開關(guān)一般裝設(shè)有欠壓保護，但在瞬間失壓或電壓過低的情況下均不能防止電網(wǎng)供電中斷，從而造成風機斷電。對失壓保護誤動作這個問題的解決方式有兩種：一是借助數(shù)字保護器來進行；另外一種是對固有的失壓脫扣線圈進行改進和完善，讓它有延時跳閘的作用，憑借延時對電壓波動進行躲避。改進失壓線圈：將儲能電容加在失壓線圈回路當中，讓失壓脫扣具備延時，這種延時以躲過電壓波動時間為準，通常是0.5s的時間，這種方法非常實用和簡便。

2.2 改造方案設(shè)計

夏店煤礦井下變電所防爆高壓開關(guān)有永磁和彈簧兩種操作機構(gòu)，其中部分永磁開關(guān)的永磁斷路器為單穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，由9V電壓維持開關(guān)的合閘狀態(tài)，在增設(shè)失壓延時保護前，需將單穩(wěn)態(tài)永磁體更換為雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。永磁體更換后的電源模塊基礎(chǔ)圖如圖1所示。改造時，將一個3000 /100V的電容器C6并聯(lián)到失壓跳閘控制回路的J2繼電器（如圖2所示），在保證當上級電網(wǎng)波動，井下高壓饋電開關(guān)失壓后，J2繼電器能夠延時失壓的同時，保證跳閘控制回路中的輔助點J2-1能夠延時閉合，以達到延時跳閘的效果，實現(xiàn)延時失壓保護的功能。

圖1 改造前的電源模塊基礎(chǔ)圖

圖2 改造后的電源模塊基礎(chǔ)圖

對于JGP9L-6Y型隔爆高壓饋電開關(guān)而言，不僅需將一個100 /50V的電容器C7并聯(lián)到J4繼電器兩端，同時需將J3繼電器（100V）接入100/36V變壓器一側(cè)，將J3的輔助接點J3-1與電控分閘回路串聯(lián)到一起（如圖3所示）。以保證饋電開關(guān)斷電后，在電容器C7放電的作用下，J4繼電器失電動作比J3繼電器延緩100ms，A7、A8兩個J4繼電器的常閉接點滯后于J3-1常開接點閉合，達到該分閘的分閘功能喪失，只有J2繼電器可以實現(xiàn)分閘作用的目的。常閉接點J2-1只有等C6電容器放完電J2繼電器失壓后才能閉合，從而是分閘線圈C3與KM2的回路導通，通過C3電容器的放電作用，KM2吸合實現(xiàn)開關(guān)延時失壓保護。

圖3 控制模塊

彈簧結(jié)構(gòu)的高壓防爆饋電開關(guān)的合閘功能靠彈簧結(jié)構(gòu)維持，當電網(wǎng)波動開關(guān)失壓時，線圈Q3的失壓彈簧結(jié)構(gòu)動作，導致開關(guān)跳閘，改造時，將一個680 /250V的電容器并聯(lián)到失壓線圈Q3兩端，并將一個100V的時間繼電器的常閉點與合閘線圈回路串聯(lián)，實現(xiàn)失壓延時保護。

3 結(jié)語

通過改造，夏店煤礦井下所有防爆高壓饋電開關(guān)均實現(xiàn)失壓延時保護，在實際運行過程中收到了很好的效果，改造運行成功后，大大降低了因電網(wǎng)波動造成礦井失電進而引發(fā)瓦斯積聚等事故的幾率。該方案簡單、實用，僅需增加電容即可，無需研發(fā)經(jīng)費，普通電工即可操作。改造后，保護裝置運行穩(wěn)定，具有較高的推廣價值。