主扇风机房10kV高压开关柜控制保护系统的改进方案

王子峰，苏贵春，王常兴

（1.山西铺龙湾煤业有限公司，山西 左云 037104；2.山西煤炭进出口集团有限公司 山西 太原 030006）

主扇风机房10kV高压开关柜控制保护系统的改进方案

王子峰1，苏贵春1，王常兴2

（1.山西铺龙湾煤业有限公司，山西 左云 037104；2.山西煤炭进出口集团有限公司 山西 太原 030006）

针对铺龙湾矿10kV通风机高压开关柜当前出现的缺陷问题进行了分析，并提出了改进方案。

开关柜；控制保护；缺陷问题；改进方案

铺龙湾矿现在运行的FBCDZ—NO.23/2×185，10kV通风机是由“运城市安运风机有限公司”生产，10kV电源进线柜、母线联络柜、风机起动柜、换向柜均由“山西千丰电气设备有限公司”配套。上述高压开关柜中，由于设计欠妥和错误接线，使其控制保护系统留下缺陷和隐患，导致运行通风机停电停风，影响了矿井的安全生产。对此，技术人员，近一年来多次与生产厂家沟通磋商、向其索取相关技术资料，制定了缺陷和隐患的改进方案予以实施，改进试验的效果达到了预期目的。主要改进如下：

1 更改10kV1号、2号电源进线和母联开关“三合二”不合理接线

两进线及母联开关的“三合二”接线（见图1），导致1号、2号电源线不能并列倒运行，使得运行主扇必须停电。将“三合二”改为“三合三”之后，1号、2号电源线可并列倒运行，运行主扇可不停电。

2 改正2号风机起动柜控制电源的错误接线

风机起动柜控制电源的正确接线，应是2号风机起动柜控制电源取自2号进线线路PT二次220 V。由于厂家将其错接至1号进线线路PT二次220 V。故在2号电源带2号风机运行状态下，因检修需要1号电源停电及线路PT停电时，便造成2号风机起动柜控制电源失压跳闸、运行主扇停电。改正错接线后，经试验其隐患消除。

图1 两进线接线图

3 改正1号、2号进线及母联开关柜低电压跳闸回路不合理接线

见图1，原不合理接线的后果是：当正常手动合闸时，断路器合上后又即刻通过低压跳闸回路跳闸。改正方法是：在低压跳闸回路中加入断路器一对延时闭合辅助接点，以保证手动合闸的成功。

4 解决1号、2号进线及母联柜过电流、低电压保护的拒动问题

见图1，1号、2号进线及母联柜过电流、低电压保护的电源均取自线路PT二次侧的220V，当通风机等设备发生短路故障时，引起主电源及线路PT二次电压的降低，造成过电流、低电压保护装置的拒动而不跳闸，越至上级（35kV变电站）保护动作跳闸。解决的方法是：在线路PT二次侧增加一个UPS不间断工作电源保证保护电源的可靠稳定定性。

5 解决风机起动柜和换向柜的“欠压保护”误动问题

4个风机起动柜（见图2）和2个换向柜（见图3）的“欠压保护”是靠“合闸闭锁电磁铁”和“五极真空接触器线圈”因失压或欠压释放实现的相关断路器跳闸；其在正常电压运行时为吸合状态，电源取自进线PT二次侧220V。但是，当10kV系统因短路或雷击引起瞬间失压或欠压，均会导致“欠压保护”瞬动、相关断路器跳闸、通风机停电。解决方法是：将“欠压保护”电源取自UPS不间断工作电源，不受系统电源波动时失压或欠压造成的误动。再者，要改“欠压保护”原来的瞬时动作为延时动作，即靠对应的1号或2号进线柜“低压延时跳闸”保护实现。

6 解决两个线路PT二次侧电压切换中发生的低压反高压的重大隐患

见图4，一般的1号（或2号）风机起动柜和换向柜控制电源，均取自1号（或2号）线路PT二次侧电源220 V。当1号（或2号）进线电源及路线PT停电时，1号（或2号）起动柜和换向柜控制电源则通过切换装置取自2号（或1号）线路PT二次侧电源，以保证通风机的正常运行。但是，原来的切换装置采用二只微型中间继电器。依据以往实践教训，曾因中间继电器接点卡住或粘连发生低压反送高压的事故，即经切换装置将运行中的线路PT二次侧220V反送至停电线路PT二次侧、一次侧，停电主线路会出现10 kV高压。解决方法是：拆掉二只微型中间继电器，以双电源自动转换装置代替，从根本上消除低电压反送高压的重大隐患，实现本质安全型电器接线（其接线及功能见下述）。

7 双电源自动转换开关和U PS不间断工作电源的功能及接线（见图4）

（1）双电源自动转换开关是终端型切换装置，接于双路电源供电系统中，当一路电源发生故障中断供电时，可自动将负载电路从一路电源投入另一路电源，以保证负载电路的正常供电。（2）山特UPS-K500不间断工作电源具有稳压和市电供电模式转换为电池供电模式的功能。稳压范围为交流162 V～268 V，即市电在此范围时可稳压输出交流220 V。当市电电压低于162V时，可在≤10ms内转换为电池模式供电。直流逆变交流的输出电源为交流220 V，备用时间小于3min。

图2 起动柜二次原理图

图3 换向柜二次原理图

图4 新装1#、2#PTAC220V电压转换及UPS电源接线示意图

8 双电源自动转换开关和U PS功能传动试验及改接线的正确性检验（见图4）

双电源自动转换开关电源Ⅰ、Ⅱ分别接入1号进线线路PT二次侧220 V和2号进线线路PT二次侧220V，负荷侧接入UPS市电电源侧，1号、2号进线柜、1号、2号风机4个起动柜和2个换向柜的控制电源，均接入UPS负荷侧。（1）当断开双电源自动转换开关电源Ⅰ时，开关自动将负荷回路转换至电源Ⅱ，所有高压柜控制电源无异常，且无断路器跳闸。（2）UPS不间断工作电源在电池逆变工作模式：①当断开UPS电源即由市电转电池模式时，未发生断路器跳闸；②在1号、2号进线柜模拟过流保护动作，相关断路器跳闸正常；③在1号（或2号）进线柜模拟低压延时保护动作后，本进线柜及相关风机起动柜、换向柜断路器均能可靠跳闸。（3）负荷测试：测得UPS负荷电流为0.92A，转换开关（额定电流20 A）及UPS（500VA/300W）荷载能力满足。

Improvement Plan of Control and Protection System of10 kV Highvoltage Switch Cabinet in Main Fan Room

WANG Zi-feng1,SU Gui-chun1,WANG Chang-xing2
(1.Shanxi Pulongwan Coal Co.,Zuoyun Shanxi 037104;2.Shanxi Coal Import and Export Group,Taiyuan Shanxi 030006)

The defects of high-voltage switch cabinet of10kV fan were studied and corresponding improvement plan was presented.

switch cabinet;control and protection;defect;improvement plan

TD612

A

1672-5050（2012）09-0061-03

2012-06-10

王子峰（1970—），男，山西应县人，大学本科，助理工程师，从事电气管理等工作。

刘新光