供電系統選擇性斷電保護試驗與可靠性分析

張興貴

(遼寧同創電器設備制造有限公司，遼寧 鐵嶺 112000)

1 引言

目前，我國煤礦井下低壓供電系統及裝備落后，國家組織的專家組會診結果表明，井下供電系統不完善、供電設備老化、超期服務、故障率高。因此，必須在煤礦井下低壓供電系統中大力推廣選擇性斷電技術，確保供電系統安全。

2 目前井下低壓供電系統的可靠性分析

我國煤礦井下空間狹窄，空氣潮濕及電氣設備和電纜易受砸、碰、壓而使絕緣損壞，所以井下容易發生人身觸電、漏電及短路事故。如果缺乏必要和可靠的保護裝置，容易引起井下火災和瓦斯、煤塵爆炸。煤礦井下安全供電是根據井下的特殊工作條件，采取相應措施，防止上述故障產生和發展，確保人身、設備的安全，提高供電的可靠性。

提高系統可靠性主要從以下兩方面考慮:一是提高組成元件的可靠性，需要對元件、設備的可靠性進行分析;二是研究系統的最佳設計、使用和維修方案，以便在可靠性較低的元件、設備條件下，構成可靠性較高的系統。

3 選擇性斷電技術方案

隨著供用電的安全性、可靠性和供電質量不斷提高的要求，保護裝置類型不斷更新，目前對供電系統要求做到具有選擇性、快速性、靈敏性和動作可靠性。

在供電系統的運行過程中，往往由于電氣設備絕緣損壞，操作維護，違章作業打開接線腔時，必須實現選擇性斷電功能，縮小停電范圍，保證其他用電設備的正常運轉。選擇性漏電采用附加直流和零序功率方向式保護原理，前者確定動作值，后者選擇故障支路。

3.1 附加直流電源漏電保護

附加直流電源漏電保護的電氣原理圖如圖1所示。

圖1

3.2 零序功率方向式保護

零序功率方向式保護線路圖如圖2所示。

圖2

4 推廣選擇性斷電技術的必要性

(1)瓦斯爆炸事故是由于瓦斯超限達到爆炸濃度，遇到火源引燃瓦斯造成的事故，其中，火源是一個很重要因素。煤礦井下電火源是引起瓦斯爆炸事故的重要火源之一，采取選擇性斷電技術有利于徹底解決由于工人違章操作引起的故障電火。因此，推廣應用這一技術有利于提高煤礦安全水平，是必要的。

(2)我國煤礦井下防爆電氣的防爆性能存在著局限性，選擇性斷電技術的推廣應用，使煤礦低壓供電系統安全性得到了極大提高，從而提高了煤礦整體防爆安全水平。

5 選擇性斷電技術的應用范圍

在我國煤礦井下低壓供電系統中應大力推廣該供電系統，極具實用價值。對于具有選擇性漏電保護的低壓供電系統，可使用分級閉鎖設備，設計三級選擇性斷電，即總饋電開關為一級，分支饋電開關為二級，電磁起動器為三級。上下級動作保護時限級差為200～500ms，可根據需要人為整定。違章作業開蓋時間大于1min，打開主腔時間大于10ms，即打開接線腔蓋板或主腔前，保證上級開關斷電，完全滿足上級斷電時間的要求，實現選擇性斷電功能，從而提高整個供電系統的可靠性。

6 總結

通過我們在井下現場的應用運行試驗，解決了原供電系統中自身存在的一些問題，徹底杜絕了違章開蓋作業產生電火花引起的人身觸電傷亡和重大瓦斯爆炸事故，極大地提高了礦井低壓供電系統整體防火、防爆水平，大大降低了事故率，提高了供電系統的安全性、可靠性，具有良好的安全、經濟效益，極具廣闊的推廣前景。

隨著計算機技術的發展，人們逐漸將計算機技術引入漏電保護系統，從而構成可通信的、具有快速選擇性漏電保護系統，以實現快速、無級差的漏電保護，確保人身安全。可通信的、智能快速選擇性斷電技術的應用是目前漏電保護的發展趨勢。

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