李雅莊煤礦地面變電所升級改造研究

劉 闖

（霍州煤電集團李雅莊煤礦，山西 霍州 031400）

1 概述

霍州煤電集團李雅莊煤礦始建于1990年5月，1997年3月正式投產，最初計劃生產力為180萬t/a，經相關技術改造后，其生產能力提升至240萬t/a。因地面設備多為70～80年代產品，該類設備已然無法滿足當前安全要求，常會產生嚴重的礦井供電問題，必須對礦井供電系統進行技術更新和改造。

2 地面變電所技術改造

2.1 6kV開關柜技術改造

當其選用中置抽出式手車時，其手車自身有三種位置，分別是檢修、試驗以及運行，三種位置均具有電氣雙重封閉和可靠機械的功能，以此來有效地防范錯誤操作。在外殼設計方面，其所用冷軋鋼板超過3mm，且需進行噴塑處理，使其具備良好的防腐能力。在進行開關柜的收納時，需對其進行良好密封，以此來防止潮濕所帶來的影響，不僅如此，人們還常用加熱器實現對柜內潮氣的去除。對于高壓開關柜而言，其防止誤操作的功能有五種，分別是防止帶接地線合閘、防止帶電掛接地線功能、防止誤分、合斷路器功能、防止誤入帶電間隔功能以及防止帶負荷分合隔離開關功能。不僅如此，它還實現了防止帶電電纜打開高壓室門的問題發生。

當其選用移開式手車時，其柜內所選斷路器為真空斷路器，而母線柜和進線柜所選為高于1250A的斷路器，剩余均超過630A。在布置方面，需將開關柜分為兩排，每排10臺且均靠墻放置，并用封閉母線進行母線柜相互連接。而進線柜，其電流互感器的二次側需安裝三組線圈，以其中一組線圈實現對今后主變差動的維護。

選擇具有免維護蓄電池、防雷功能、雙路交流自動切換功能以及自動充電功能的直流配套，并選擇一套具有操作軟件的操作員工作站、具有變電站自動化操作軟件的后臺監控機以及智能模擬屏。同時測控裝置與繼電保護應具備“四遙”功能，無論是近控還是遠控均可實現。令監控系統通訊接口得到保障，根據電力通訊行業相關規定，還需將R5232與R5484接口進行對接。并對485現場總線與太網予以支持，確保無人值守狀態下仍可正常工作。

2.2 綜合自動化保護監控系統技術改造

遠方遙控進線斷路器主要利用兩套6kV進線來實現，并且其操作回路能夠減少或避免發生防跳閉鎖現象，通過轉換開關柜上的開關便可進行操作。在6kV開關柜上安裝保護測控裝置，為與設計要求相符，其遙信采入點與保護出口數量應充足。

防跳閉鎖所用的操作回路主要由一套6kV分段所提供，而開關的轉換主要在開關柜上進行。并且在6kV開關柜上裝有保護測控裝置，其遙信采入點與保護出口數量應確保充足。

遠方遙控饋線斷路器這一功能主要依據兩套6kV電容器、兩套6kV變壓器以及十套6kV饋線來實現，其操作回路能夠有效減少或避免防跳閉鎖現象的發生，操作開關主要在開關柜上進行。在6kV開關柜上裝有保護測控裝置，其遙信采入點與保護出口數量應確保充足。

利用1套電壓并列，且與電壓互感器的6kV工、且段進行并列裝置的安裝，在進行并列安裝過程中，需關閉隔離開關接點和經分段斷路器。在微機后臺處需進行各遙信量的采集，如裝置故障信號、PT位置信號以及并列信號等。在進行6kV電壓小母線的計量與測量時，首先需進行并列，且并列點需高于9個。而保護測裝置需安置于6kV的開關柜上，以此來實現對遙信采入點和出口的保護。

2.3 直流系統技術改造

2.3.1 充電柜技術改造

高頻開關模塊電流是柜接線充電的主要方式，即采用額定直流電流與單組充電機相結合的方式。接下來將直流經常性負荷、蓄電池容量以及各模塊計算出來，并結合N+1方式法確定其具體數值，確保各充電模塊額定電流處于20A之內。并且整流模塊不僅要有軟啟動特性，同時還滿足浮充電特性以及電池組充電要求。

浮充電和充電方式主要有手動與自動兩種控制方式。其中手動方式對浮充穩壓值、充電穩壓值以及充電限流值進行調整。在結束電池組放電后便進入自動方式，待恢復交流供電后，按照微機控制，整流模塊便可進入自動充電狀態。在充電-浮充自動轉化過程中，其電流轉換動作值不可大于整定值±0.5%，恒壓充電以后，其動作值應處于整定值±0.5%。

對于整流模塊而言，溫度補償功能尤為關鍵，在安裝時應注意，確保安裝位置能夠將蓄電池本體溫度位置充分反映出來。為保證溫度測量更為準確，需安裝兩個測溫探頭，取二者平均值，對其進行調整時，應處于補償值±20%之內，模塊輸出欠壓值為190V～198V，過壓值為187V～295V。交流輸入回差為10±5V，過壓值為475VAC～485VAC；交流輸入回差為15±5V，欠壓值為131VAC～323VAC。

用于保護電流的動作電流精度應嚴格控制在整定值規定范圍內，不可超過整定值±1%。當動作電流精度達到整定值時需要立即采取可靠動作。過流故障報警、缺相以及欠壓與壓力等功能主要依靠整流模塊來實現。任意發生動作都可進入自動保護狀態，并且會將“整流模塊故障”傳向遠方。

2.3.2 饋電柜技術改造

控制母線輸出回路為10路，饋電柜合閘回路為4回，各回路均為20A。用GM系列直流斷路器作為直流開關。其選項裝置與在線絕緣監察型號為ER-ZJ，系統選定單分段系統。

3 結論

（1）根據李雅莊煤礦實際情況，對比10kV與6kV配電系統后，后者更為適合，因此將其用作煤礦配電電壓。

（2）本文涉及到的技術依據主要有配網自動化、設備選型以及主接線選用與開關布置、變電所無功補償等，與預期技術目標相符。

（3）利用技術對直流系統、綜合自動化保護監控系統以及6kV開關進行改造，對其測試合格后，通過相關部門驗收正式運行，且運行狀態較為理想。