煤矿变电所高压配电装置改造研究.pdf
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1、102/矿业装备 MINING EQUIPMENT管 理0 引言随着煤炭工业的发展,煤矿生产逐步转向大型化、自动化开采模式,而煤矿生产离不开高压配电设备稳定的电力供应,通过该装置的技术改造可以提升装置运行的安全性,减少线路发生短路、越级跳闸等事故。但是,在煤矿高压配电装置使用过程中存在一系列问题,需要理论联系实际,认真分析导致煤矿高压配电装置故障的原因,研究其保护的机理,才能在实际工作中找到解决策略,为煤矿企业的高质量发展提供充足电力保障。1 煤矿变电所高压配电系统面临的问题1.1 高压配电装置区管理混乱伴随着煤矿开采的深入,井下生产用电量也随之增加,需要配置更大电压的配电装置来满足井下生产的
2、需要。部分煤矿企业没有建立完善的配电设备采购制度,只关注高压配电器的使用功能,采购不同厂家、不同型号、不同参数的配电器件,造成与原有配电装置不匹配的问题,给煤矿变电所高压配电装置管理增加了难度。在一些临时用电场所,煤矿机电管理和维护人员随意架设临时用电线路来解决缺电难题,在一定程度上造成供电线路分布杂乱,同时也存在较大的安全用电风险。此外,由于煤矿机电检修管理制度的缺失,井下电气设备老化速度加快,电线腐蚀而暴露在环境中,配电线路杂乱无章,这些都是煤矿变电所高压配电装置管理中经常存在的问题。1.2 局部电流短路现象煤矿高压配电装置时常出现电流短路问题,这可能与变电所输出电压较大,电气设备超负载运
3、行,绝缘保护失效等因素有关。煤矿企业长周期运转导致高压配电装置出现较大的安全隐患。一方面,一些煤矿生产单位为了追求生产任务,在井下私自架设电线,不按照规定接入高耗电设备,随意拼凑用电设施,缺少必要的断电保护装置,不能准确计算电路安全所需电阻,从而引发局部电流短路现象。另一方面,一些煤矿机电维修人员在高压配电设备抢修过程中,由于专业维修经验不足,在维修结束后没有及时拆除短路接地保护,或者没有安装三相短路接地保护装置,都会促使高压电荷在配电装置表面聚集。一旦人员靠近,就会形成触电短路,造成不必要的人员伤亡事故。1.3 失压保护延迟引发线路跳闸失压保护是在电路发生停电事故或者运行电压小于额定电压所采
4、取的保护措施。当发生电路失压现象时,继电保护装置会自动切断母线开关,并发出预警信号,防止进一步损坏电气设备。在煤矿高压配电设备上发生失压保护延迟,电气设备磁感线圈上的瞬时感应电煤矿变电所高压配电装置改造研究张斌(山西汾西矿业(集团)有限责任公司供用电分公司,山西介休 032000)摘要:煤矿变电所高压配电装置安全平稳运行直接影响着煤矿企业的生产效益,值得煤矿企业管理人员的高度重视。针对煤矿高压配电装置运行过程存在的问题,探讨引起煤矿电气线路故障的原因,结合高压配电装置的保护机理,强化对煤矿高压配电装置的改造,以期对煤矿高压配电装置高效运行提供有益的帮助。关键词:煤矿供电;高压配电装置;保护机理
5、;技术改造2023.7 矿业装备/103流增大,形成局部短路电流,如果没有及时断开线路开关,极有可能引发用电设备跳闸,破坏了煤矿企业正常生产秩序。高压配电装置失压延迟产生的原因多与管理人员违规操作有关,比如临时拼凑配电零部件,私自架设高压用电设备,缺乏多级用电应急保护措施等,都会引起高压配电装置受损,如果失压保护发生在母线上,将会引发连续跳闸事故,必须引起煤矿机电维修管理人员的高度重视。2 煤矿高压配电装置保护机理2.1 高压配电速断保护电流速断保护是一种即时性电路保护策略,当电路中出现较大的短路电流,并且超过设备规定的整定值,此时触发继电保护动作,引发断路器跳闸。电流速断保护用在电气设备出现
6、漏电或异常运行的情况,通过线路电流自检发现异常电流位置,触发附近电流速断保护机制,从而保护煤矿从业人员和机电设备的安全。电流速断保护具有接线简单、动作可靠,故障切除效率高的特点,但是也具有一定的局限性,受保护的线路距离较短,保护范围受配电设备运行方式变化的影响较大。在煤矿企业高压配电设备保护线路应用中,速断保护是保障煤矿安全生产及设备用电需求的第一道安全屏障,很多煤矿企业将速断保护与定时限功率双向保护措施结合,避免高压配电设备非正常跳闸的几率。采用定时限功率双向保护措施,为夜间电气操作人员提供一种硬性防护,既保障了实际电流不超过规定值,又在一段时限内触发保护动作效应,更加符合企业生产实际1。2
7、.2 定时限过电流保护定时限过流保护体现了过流保护动作响应时限的选择性,即相邻保护装置的响应时间沿着电路负荷的电源方向依次增大,每套保护装置响应时间的时限相同,与局部短路电流的大小无关。煤矿高压配电装置采用定时限过流保护,配电装置保护系统运行的电流不受设备实际输出功率影响,引起各装置触发保护的电流均按照需要保护元件各自的最大载荷电流进行整定,从而确保整个路线上各元件保护动作都能启动。当高压配电装置线路某一处发生短路电流,相邻的各电气元件受保护动作的时限均增加nt(t为响应时间),经过整定计算后嵌入继电保护装置。采用定时限过流保护的动作响应时间与短路电流大小呈反比关系,即短路电流越大,继电保护响
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