煤矿井下变电所高压配电装置的技术改造

吕青春

摘要：本文重点分析羊场湾煤矿变电所高压配电装置的现状，明确高压配电装置的问题，说明了相关电力技术的理论知识，阐述了煤矿井下变电所高压配电装置的技术改造方法，提高煤矿井下变电所高压配电系统的运行效率，为实现配电在线监控指明方向。

关键词：高压配电装置 变电所 技术改造

随着羊场湾煤矿的不断发展，煤矿井下变电所高压配电系统的效率也逐渐受到关注，变电所高压配电系统是整个煤矿厂运作的关键，如果高压配电系统出现问题，将会严重影响煤矿井下生产的效率，因此，发现煤矿井下变电所高压配电装置的问题，结合电力相关原理，提出高压配电系统的改进措施，进行技术改造，不仅能够提高电力系统的运行效率，而且保障了羊场湾煤矿的长久发展。

1 煤矿井变电所现状

1.1 特点

羊场湾煤矿井下的变电所高压配电装置特点是规模较大，设备较多，且由于在使用过程中某些设备更新换代较快，导致高压配电装置的型号不统一，性能差异较大，因此严重影响了整体的运行，降低了使用效率。

1.2 现状

由于以上特点，目前，羊场湾煤矿井下变电所高压配电装置的问题具体主要表现为以下几个方面。由于短线路的电流变化较小，线路两端的电流差较小，在电流测试保护灵敏度没有超过一定数值的情况下，一般不适合安装电流速断保护装置，但是，由于我国相关规定，要求煤矿井下必须安装该装置，导致电流速断保护装置往往无法正确判断运行环境，产生越级跳闸的现象。当短路电流较大，且最大电流没有超过设置值，但是整定值超出了范围，直接导致电流速断保护装置越级跳闸。

此外，当煤矿的保护装置动作延时，造成大规模跳闸的现象，如果保护装置动作失误，也会影响到其他配电装置，从而导致大规模跳闸。

2 高压配电改造方向

根据羊场湾煤矿井下变电所高压配电装置的现状，需要重点改造的地方为各变电所内的保护装置，减少越级跳闸的几率，保证变电所的高压配电装置顺利地运行。将计算机网络与电流速断保护装置相互连接，使用计算机对电力保护进行监控，根据计算机记录的各变电所电流的数据对变电所的高压配电装置进行测量、监控、通信和调整，提高运行的精确度，减少人工失误的可能。

对羊场湾煤矿变电所的高压配电装置进行严格的数据监测、分析和控制，对配电设备进行实时的管理，分析电流数据，保证设备运行的效率。根据对电流数据分析的结果，对事故进行预测，及时采取补救措施，规避事故风险，防止配电系统发生越级跳闸的现象。对羊场湾煤矿进行智能的管理，不仅能够提高设备运行的效率，而且能够保障电力安全，有效降低煤矿事故的发生几率，实现减少人工监管的工作量。

3 高压配电改造原理

羊场湾煤矿的高压配电改造主要包括电流速断装置改造和定时限过流保护，高压配电改造原理为配电保护技术改造提供了理论基础和方向指导，提高技术改造的可行性。

3.1 速断保护原理

速断保护是为了防止保护装置在较大电流靠近线路端口附近时保护动作延时，而使用通过提高整定值來限制保护装置动作范围的方法，避免保护时限过长。但是速断保护的动作是按照电流短路时的最大运行方式设置的，因此保护的线路较短，而且受到系统运行方式的影响，无法保护整体线路。对速断保护进行技术改造能够防止配电变压器产生过大电流，造成速断保护的动作失误。

3.2 定时限过电流保护原理

定时限过电流保护是为了保证过限电流保护动作的效率，而对保护动作的时间进行相应的调整，使相邻保护动作的使用时间按照自负荷向电源方向逐渐延长。定时限过电流保护能够有效保证保护动作的选择性，从而避免保护装置产生失误或者无效动作，保证高压配电装置的运行安全。

3.3 反时限过电流保护原理

反时限过电流保护与定时限过电流保护相反，是使保护装置的动作时间随短路电流的增大而减小。在进行电流保护的过程中，反时限过电流保护能够较快地保护线路端口附近的故障，有效实现距离保护装置最近的电流保护。

4 高压配电改造措施

4.1 建设在线监测系统

建设在线高压配电监测系统，将在线监测系统分为采集、监测和控制三大功能，其中配电数据的采集主要是运用在线监测系统对煤矿变电所高压配电装置容易发生故障的的位置进行电流数据的监测和管理。监测主要是将采集到的电流数据进行简单的处理后，对数据信息进行综合的整理和分析，诊断高压配电的故障原因，有利于缩短故障的处理时间，提高系统运行效率。高压配电在线监测系统的控制主要是对整个系统的数据进行控制，在预测到故障时，发出警告，能够使变电所的操作人员及时了解，排除故障。

4.2 改造高压配电速断保护

为高压配电系统增加电抗器，根据变电所的高压配电装置的电流情况，合理地选择抗电器型号，将短路电流控制在合理的范围内，在电流超过一定限度时，较为低级的速断保护先进行跳闸，避免越级跳闸的发生，从而减小跳闸的规模，避免影响其他设备的运行。改造型号老旧的设备，减少变电所的设备性能差异，避免老旧设备影响新型设备的运行效率，导致新型设备的功能难以发挥。在煤矿井下的变电所使用干燥剂，较少短路的发生。对变电所的高压配电装置进行漏电保护，对电缆的开关进行电流的监控，根据实际情况选用合理的高压选漏系统，根据煤矿井下的情况，重新配置参数，减少漏电事故的发生。

4.3 完善供电管理

加强煤矿井下变电所的配电管理，建立完善的管理机制，对供电人员进行合理的分工，加强供电人员专业知识的培训，提高相关人员的故障处理能力，规范操作和保养流程，严格控制工作质量和效率，实施监督机制，保障煤矿井下变电所高压配电的安全。

5 技术改造评价

通过对煤矿井下变电所高压配电装置的技术改造，能够有效解决羊场湾煤矿高压配电的问题，减少越级跳闸现象的发生，保障配电系统顺利运行。

在越级跳闸问题上，技术改造措施重点改进了羊场湾煤矿的电力监控系统，将速断保护、定时限过保护和反时限过保护相互结合使用，保护电力系统的各级直接能够按照设置的次序运行。

在对人力监控上，建立在线监控系统能够实现对电流的监测和控制，而且精确度高，动作失误少，能够减少人力资源的浪费，避免人为导致的故障。

在故障排查上，对配电系统进行失压保护，增加了保护动作的时间设置，能够有效避免电压不稳造成的大规模跳闸现象，使故障记录更加精确，有利于工作人员对故障进行排查和分析。能够将电流监控进行可视化的输出，使相关人员能够直观地了解设备运行的状态，帮助人工对高压配电系统的控制，提高供电的可靠性和安全性。

在电力资源的损耗上，建立有效的管理系统，能够及时掌握各种设备耗电数据，为减少能耗提供研究方向。

6 结束语

针对羊场湾煤矿井下变电所高压配电装置设备性能不一致，系统运行效率较低，常常发生越级跳闸等问题，结合速断保护原理、定时限过电流原理和反时限过电流保护原理，对羊场湾煤矿井下变电所高压配电装置进行技术改造。

建设在线监测系统，引进先进的计算机技术，使用计算机对高压配电装置的电流进行监控，对电流数据进行收集、分析、处理等，预测高压配电系统的故障，提高故障排查和维修的效率，改进高压配电的速断保护，按照煤矿井下的实际情况，合理设置电流保护数值，避免越级跳闸，减少大规模断电事故。

完善变电所配电管理机制，提高员工专业技能，保障羊场湾煤矿井下变电所高压配电系统的顺利运行。

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