淺談煤礦井下高壓防爆開關失壓保護

鄭成培

(福建能源集團永安煤業有限責任公司京東煤礦,福建三明 366102)

淺談煤礦井下高壓防爆開關失壓保護

鄭成培

(福建能源集團永安煤業有限責任公司京東煤礦,福建三明 366102)

對于煤礦企業來說,煤礦井下供電電網經常出現故障,特別是因短路和雷電過電壓等因素引起井下供電系統內母線電壓瞬時失壓而造成煤礦井下的供電系統中斷,主扇停風等事故的發生。本文針對這類現象,重點研究失壓保護誤發生動作的原因及如何準確區別母線失壓和電壓波動的重要技術策略,重點實現高保開關失壓保護,確保煤礦企業的安全生產。

煤礦 井下 高壓防爆開關 失壓保護

對于煤礦企業來說只有保證煤礦井下排水、通風、瓦斯抽放和提升等設備的安全可靠性運轉,才能保證煤礦企業的安全生產。煤礦井下這些重要設備能夠安全、可靠、穩定的運行,對于煤礦企業的安全生產起著重要的決定性作用。當前不少大型礦井的大型的重要設備一般都采用雙機雙電源配置,而且對于控制保護等一些輔助設備也采用了相互獨立的雙系統,這樣就有效的避免了長時間的停機事故的發生。但是短時間的停機事故卻頻繁發生,查到其中的原因發現絕大多數是因為供電系統內因低電壓閃變而引起的裝置的低電壓保護動作跳閘造成的。如果使煤礦井下通風設備出現突然停風故障,輕的話會影響煤礦的安全生產。重的話可能會造成瓦斯積聚從而引發瓦斯爆炸事故。如果煤礦井下的排水設備出現停電事故,則會容易發生水垂事故并且會損壞管路,所以說在煤礦井下即使出現短時間的突然停機也會給煤礦企業的安全生產帶來很大的危害,影響煤礦企業的健康發展。

1 通常意義上的失壓保護誤發生動作的原因

通常意義上的失壓保護借助失壓線圈之失壓脫扣進行有效的失壓保護。在線電壓降至大概65%的情況下,失壓脫扣線圈能夠自動化地脫扣跳閘。如此就難以對母線切實失壓與電壓波動加以區分,導致母線電壓在未能夠切實失壓的時候,因為波動的電壓而導致失壓線圈的脫扣跳閘。通常高壓開關之失壓脫扣線圈電源屬于三相全波整流,只要線電壓不發生改變,失壓脫扣線圈就不能夠失壓脫扣,因此,對于單相接地來講,不能夠導致失壓脫扣,可是以上其它原因與單相接地而導致的短路故障會使電壓發生波動,這都會導致失壓脫扣線出現一些動作,導致停電現象的出現。失壓保護是不是準確動作的重要技術就是對母線切實失壓與電壓波動的正確區分。

2 準確區別母線失壓和電壓波動的重要技術策略

對母線失壓和電壓波動進行正確區分有著一系列的方法,像是失壓保護帶相應的延時、備自投設備聯鎖和失壓保護、PT斷線判斷聯鎖和失壓保護、電流聯鎖和失壓保護等,通常而言,失壓保護帶0.1s的延時就能夠有效地避免雷電造成的影響,失壓保護帶0.2s的延時就能過有效地避免永久性短路和瞬時短路的制約,而失壓保護帶2s的延時就能夠有效地避免備自投的制約。然而難以避免PT斷線的制約,務必借助PT斷線檢出閉鎖來避免PT斷線的制約。除此之外,倘若讓失壓保護變得更加穩定,使電流和失壓保護聯鎖這種技術策略十分有效,在母線切實失壓的情況下,不能夠將電流供出,借助電流閉鎖失壓保護,能夠防止失壓保護出現一些誤動作。因為安裝備用電源與PT斷線自動投入比較小的比例,因此,憑借延時可以有效地防止絕大多數失壓保護出現誤動作的情況。應當借助延時對母線失壓和電壓波動進行區分,務必確保在母線失壓之后,可以為調整線圈帶來能量以使開關跳開。應當借助閉鎖邏輯對失壓保護出現的誤動作進行避免,這一定要將閉鎖邏輯加進去,這屬于失壓保護需要實現的條件。

3 高保開關失壓保護的實現

對失壓保護誤動作這個問題的解決有兩種方式,一種是借助數字保護器來進行,另外一種是對固有的失壓脫扣線圈進行改進和完善,讓它有著延時跳閘的作用,憑借延時對電壓波動進行躲避。借助綜合保護器進行的失壓保護不但能夠對電壓波動進行避免,還能夠使PT斷線導致的假失壓與備自投導致的短時間的失壓,而對電壓波動進行躲避是完善失壓線圈并且使延時增加的唯一有效方法。

3.1 對失壓線圈的改進和完善而進行的失壓保護

對失壓線圈的改進和完善,僅僅可以使失壓脫扣延時值增加,而難以將閉鎖邏輯加入。改建和完善失壓線圈是將儲能電容加在失壓線圈回路當中,讓失壓脫扣具備失壓延時,這種延時以躲避過電壓波動時間作為標準,通常是0.5s的時間,在對異樣容量電容進行更換的基礎上使延時的時間得以改變,這種方法非常得實用和簡便。

3.2 借助ZBT-11綜合保護器進行失壓保護

作為一種全數字和精度比較高的保護設備的ZBT-11綜合保護器,能夠借助軟件處理采集的電氣量,借助軟件進行延時,并且進行一系列的邏輯運算,以及借助雙后備電源,一個為保護供電,讓保護在母線失電之后3s的時間段內可以準確地進行動作,而另外一個后備電源為使跳閘線圈跳閘,在母線失壓之后10s的時間段內可以穩定性地跳開開關。ZBT-11綜合保護器的失壓保護是這種配置的:能夠調節失壓延時的時間值和失壓保護失壓門坎值,失壓保護通過負荷電流進行閉鎖。事實表明,這種保護器能夠實現理想的應用效果。借助ZBT-11綜合保護是在跳閘線圈對出口動作進行保護,以使失壓脫扣線圈取消,如此就有效地防止了失壓保護誤動作的出現。

4 結語

總之,煤礦因電網波動或短路影響造成停電、停風事例較多,國產的開關產品一般設有欠壓保護,但在瞬間失壓或電壓過低情況下均不能防止電網供電中斷,從而造成風機水泵的頻繁掉電,給煤礦的安全生產帶來很大隱患。將帶瞬時失壓保護功能的饋電開關應用于不允許頻繁斷電的場合,可以有效避免類似事故的發生,對礦井安全生產具有重大的意義。而借助ZBT-11綜合保護器而進行的失壓保護具備穩定、靈活的特點,可以使失壓保護出現誤動作的現象得以解決,能夠大力地應用和推廣。

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鄭成培(1983—),男,漢族,福建省大田縣人,2011年畢業于福建省農業大學電氣工程及其自動化專業。現在福建能源集團永安煤業有限責任公司京東煤礦從事煤礦機電技術管理工作,助理工程師。