卜向鋒

(河南登封徐莊鎮(zhèn)教學(xué)三礦，河南登封 452478)

煤礦井下低壓饋電開(kāi)關(guān)應(yīng)用探索

卜向鋒

(河南登封徐莊鎮(zhèn)教學(xué)三礦，河南登封 452478)

鑒于煤礦井下供電系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中的重要作用，礦用隔爆型低壓饋電開(kāi)關(guān)的保護(hù)裝置顯得尤其重要，通過(guò)對(duì)低壓饋電開(kāi)關(guān)保護(hù)器漏電保護(hù)電路改進(jìn)，對(duì)零序電壓及零序電流的相位關(guān)系來(lái)定性確定是本回路發(fā)生漏電還是其他回路發(fā)生漏電，利用附加直流原理來(lái)定量確定絕緣電阻值是否降低到動(dòng)作規(guī)定值，通過(guò)在煤礦井下的使用取得了較好的效果，值得推廣使用。

饋電開(kāi)關(guān);保護(hù)裝置;零序電壓;零序電流;附加直流原理

序言

煤礦井下供電系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中有著非常重要的作用，礦用隔爆型低壓饋電開(kāi)關(guān)作為向生產(chǎn)設(shè)備供電的支線總開(kāi)關(guān)，其保護(hù)裝置顯的愈加尤其重要，其保護(hù)的靈敏性、可靠性、快速性與準(zhǔn)確性直接關(guān)系到煤礦井下的安全生產(chǎn)。但以往的同類產(chǎn)品普遍存在著采樣簡(jiǎn)單、精度低、運(yùn)行遲緩、選擇性判斷不良等缺陷。下面著重從漏電保護(hù)的角度介紹一種新型低壓饋電開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置，使之能盡量避免上述缺陷。

1.漏電故障判斷的現(xiàn)狀分析

從漏電故障判斷方法上看，以往的保護(hù)裝置具有兩種檢測(cè)方法：(1)無(wú)選擇性判斷，只單一的由漏電電阻決定保護(hù)器是否動(dòng)作。這種的方法從實(shí)現(xiàn)方法上看有附加直流法和零序電流法。但這種方法不能區(qū)分是否本身供電回路還是其他回路發(fā)生漏電，往往會(huì)使正?；芈氛`分閘，造成大面積停電，故障查找不方便。以前的饋電保護(hù)器大多采用這種設(shè)計(jì)方法。近年來(lái)，隨著選擇性漏電的判斷方法是日趨成熟，無(wú)選擇性判斷的漏電檢測(cè)方法逐漸被淘汰。(2)零序電流功率方向型判斷方法是目前應(yīng)用較普遍的選擇性漏電判斷方案。其原理是當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生漏電故障后，故障回路產(chǎn)生的零序電流超前零序電壓90°，而非故障回路則滯后零序電壓90°.采用這種方法能有效地區(qū)分哪一回路發(fā)生漏電故障，可準(zhǔn)確的切除故障支路供電，而非故障支路則正常供電，大大減小了由漏電故障引起的停電范圍，提高供電的可靠性。但是單一的功率方向型判斷方法很難對(duì)動(dòng)作值進(jìn)行定量判斷。其動(dòng)作電阻值隨電網(wǎng)電壓、等效電容的變化而變化，而且裝置仍然需要足夠的零序電流才能被有效檢測(cè)出。如果非故障支路的零序電流很小，還必須在三相電網(wǎng)電源側(cè)接入三相電容，人為地構(gòu)成零序回路。

2.改進(jìn)方案理論探討

經(jīng)上述優(yōu)缺點(diǎn)分析，綜合考慮認(rèn)為：低壓饋電開(kāi)關(guān)保護(hù)器漏電保護(hù)應(yīng)該采用功率方向型與附加直流相結(jié)合的方法，即利用零序電流與零序電壓的波形相位來(lái)定性判斷故障回路，利用附加直流來(lái)定量判斷其漏電動(dòng)作值，目的是解決零序電流功率方向型絕緣電阻動(dòng)作值不固定問(wèn)題。這種處理方法既解決了選擇性判斷，又解決了動(dòng)作值不固定的矛盾。

表一 饋電開(kāi)關(guān)故障一覽表

3.改進(jìn)方案的實(shí)現(xiàn)措施

該低壓饋電開(kāi)關(guān)保護(hù)器漏電保護(hù)電路改進(jìn)方案思路是，通過(guò)對(duì)零序電壓及零序電流的相位關(guān)系來(lái)定性確定是本回路發(fā)生漏電還是其他回路發(fā)生漏電，利用附加直流原理來(lái)定量確定絕緣電阻值是否降低到動(dòng)作規(guī)定值。為保證零序電壓與電流檢出值的通用性，在零序電壓回路中增加了有源移相電路。同時(shí)，在零序電流回路增加了可調(diào)比例放大電路。該低壓饋電開(kāi)關(guān)保護(hù)器為避免干擾，為了提高速度采用雙CPU結(jié)構(gòu)，利用一個(gè)CPU專門(mén)用來(lái)進(jìn)行選擇性漏電保護(hù)，對(duì)零序電壓及零序電流進(jìn)行信號(hào)采集及分析處理，一旦發(fā)生自身漏電，且絕緣值達(dá)到規(guī)定值，則首先輸出保護(hù)動(dòng)作，然后通過(guò)中斷方式向主控CPU發(fā)出故障類型通知，驅(qū)動(dòng)保護(hù)動(dòng)作及LCD顯示。表一為各種故障一覽表。

該低壓饋電開(kāi)關(guān)保護(hù)器為了實(shí)現(xiàn)選擇性漏電橫向判斷，首先對(duì)電壓互感器檢測(cè)出的零序電壓信號(hào)及由零序電流互感器檢測(cè)出的零序電流信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理。對(duì)兩個(gè)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行相位比較，如果在一個(gè)周波(20MS)內(nèi)檢測(cè)兩者重合時(shí)間大于3MS，則視同相位關(guān)系，判為本回路發(fā)生漏電，保護(hù)器立即分閘，反之視為其他回路發(fā)生的漏電，保護(hù)器不執(zhí)行分閘動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)了選擇性判斷。為解決兩信號(hào)相位關(guān)系的偏移問(wèn)題，在零序電壓電流檢測(cè)出回路中增加了可調(diào)比例放大電路，可以方便解決因相位偏差造成的判斷不準(zhǔn)問(wèn)題，從而避免了誤動(dòng)作，大大提高了可靠性。

另外，通過(guò)程序編制，實(shí)現(xiàn)在開(kāi)關(guān)每次投入運(yùn)行前系統(tǒng)進(jìn)行自檢，若發(fā)現(xiàn)絕緣降低，則系統(tǒng)自動(dòng)閉鎖并顯示，提醒操作人員檢查處理，避免事故發(fā)生。串聯(lián)運(yùn)行時(shí)根據(jù)饋電等級(jí)確定縱向動(dòng)作延時(shí)時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)縱向定時(shí)限保護(hù)，避免越級(jí)跳閘現(xiàn)象的發(fā)生。

4.結(jié)論

經(jīng)改進(jìn)后的低壓饋電開(kāi)關(guān)保護(hù)器，同時(shí)具有絕緣超前閉鎖、橫向選擇性判斷、縱向定時(shí)限保護(hù)的功能，在漏電判斷方面更科學(xué)、動(dòng)作更準(zhǔn)確、可靠性更好，大大提高了供電的可靠性，有較大的推廣價(jià)值。

Coal Mine Underground Low Voltage Feeder Switching Application Exploration

BO Xiang－feng
(Henan Dengfeng Xu Town Jiaoxue Third Coal Mine，Dengfeng Henan，452478)

In view of the important role of the coal mine power supply system in the production of coal mine safety，mining explosion proof low voltage feeder switch protection device is particularly important.To improve the low pressure feeder switch protector leakage protection circuit，use the phase relationship of the zero－sequence voltage and zero－sequence current to qualitatively determine whether the circuit leakage or other circuit leakage，use additional DC principle to quantitatively determine whether the insulation resistance value is reduced to the action specified value or not，which has achieved good results through the usage in underground coal mine，and it is worth popularizing.

feeder switch;protector;zero－sequence voltage;zero－sequence current;additional DC principle

TD611 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

A

1671－3974(2012)03－0056－02

2012－04－25

卜向峰(1975－)，男，中專，河南登封徐莊鎮(zhèn)教學(xué)三礦機(jī)電科，從事機(jī)電設(shè)備管理工作。