卜向锋
(河南登封徐庄镇教学三矿,河南登封 452478)
煤矿井下低压馈电开关应用探索
卜向锋
(河南登封徐庄镇教学三矿,河南登封 452478)
鉴于煤矿井下供电系统在煤矿安全生产中的重要作用,矿用隔爆型低压馈电开关的保护装置显得尤其重要,通过对低压馈电开关保护器漏电保护电路改进,对零序电压及零序电流的相位关系来定性确定是本回路发生漏电还是其他回路发生漏电,利用附加直流原理来定量确定绝缘电阻值是否降低到动作规定值,通过在煤矿井下的使用取得了较好的效果,值得推广使用。
馈电开关;保护装置;零序电压;零序电流;附加直流原理
煤矿井下供电系统在煤矿安全生产中有着非常重要的作用,矿用隔爆型低压馈电开关作为向生产设备供电的支线总开关,其保护装置显的愈加尤其重要,其保护的灵敏性、可靠性、快速性与准确性直接关系到煤矿井下的安全生产。但以往的同类产品普遍存在着采样简单、精度低、运行迟缓、选择性判断不良等缺陷。下面着重从漏电保护的角度介绍一种新型低压馈电开关保护装置,使之能尽量避免上述缺陷。
从漏电故障判断方法上看,以往的保护装置具有两种检测方法:(1)无选择性判断,只单一的由漏电电阻决定保护器是否动作。这种的方法从实现方法上看有附加直流法和零序电流法。但这种方法不能区分是否本身供电回路还是其他回路发生漏电,往往会使正常回路误分闸,造成大面积停电,故障查找不方便。以前的馈电保护器大多采用这种设计方法。近年来,随着选择性漏电的判断方法是日趋成熟,无选择性判断的漏电检测方法逐渐被淘汰。(2)零序电流功率方向型判断方法是目前应用较普遍的选择性漏电判断方案。其原理是当电网发生漏电故障后,故障回路产生的零序电流超前零序电压90°,而非故障回路则滞后零序电压90°.采用这种方法能有效地区分哪一回路发生漏电故障,可准确的切除故障支路供电,而非故障支路则正常供电,大大减小了由漏电故障引起的停电范围,提高供电的可靠性。但是单一的功率方向型判断方法很难对动作值进行定量判断。其动作电阻值随电网电压、等效电容的变化而变化,而且装置仍然需要足够的零序电流才能被有效检测出。如果非故障支路的零序电流很小,还必须在三相电网电源侧接入三相电容,人为地构成零序回路。
经上述优缺点分析,综合考虑认为:低压馈电开关保护器漏电保护应该采用功率方向型与附加直流相结合的方法,即利用零序电流与零序电压的波形相位来定性判断故障回路,利用附加直流来定量判断其漏电动作值,目的是解决零序电流功率方向型绝缘电阻动作值不固定问题。这种处理方法既解决了选择性判断,又解决了动作值不固定的矛盾。
表一 馈电开关故障一览表
该低压馈电开关保护器漏电保护电路改进方案思路是,通过对零序电压及零序电流的相位关系来定性确定是本回路发生漏电还是其他回路发生漏电,利用附加直流原理来定量确定绝缘电阻值是否降低到动作规定值。为保证零序电压与电流检出值的通用性,在零序电压回路中增加了有源移相电路。同时,在零序电流回路增加了可调比例放大电路。该低压馈电开关保护器为避免干扰,为了提高速度采用双CPU结构,利用一个CPU专门用来进行选择性漏电保护,对零序电压及零序电流进行信号采集及分析处理,一旦发生自身漏电,且绝缘值达到规定值,则首先输出保护动作,然后通过中断方式向主控CPU发出故障类型通知,驱动保护动作及LCD显示。表一为各种故障一览表。
该低压馈电开关保护器为了实现选择性漏电横向判断,首先对电压互感器检测出的零序电压信号及由零序电流互感器检测出的零序电流信号进行数字化处理。对两个数字信号进行相位比较,如果在一个周波(20MS)内检测两者重合时间大于3MS,则视同相位关系,判为本回路发生漏电,保护器立即分闸,反之视为其他回路发生的漏电,保护器不执行分闸动作,从而实现了选择性判断。为解决两信号相位关系的偏移问题,在零序电压电流检测出回路中增加了可调比例放大电路,可以方便解决因相位偏差造成的判断不准问题,从而避免了误动作,大大提高了可靠性。
另外,通过程序编制,实现在开关每次投入运行前系统进行自检,若发现绝缘降低,则系统自动闭锁并显示,提醒操作人员检查处理,避免事故发生。串联运行时根据馈电等级确定纵向动作延时时间,从而实现纵向定时限保护,避免越级跳闸现象的发生。
经改进后的低压馈电开关保护器,同时具有绝缘超前闭锁、横向选择性判断、纵向定时限保护的功能,在漏电判断方面更科学、动作更准确、可靠性更好,大大提高了供电的可靠性,有较大的推广价值。
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">文献标识码:A
A
1671-3974(2012)03-0056-02
2012-04-25
卜向峰(1975-),男,中专,河南登封徐庄镇教学三矿机电科,从事机电设备管理工作。