长距离供电系统使用相敏保护昀实践.pdf

2 0 0 2 年第1 期 N o ．12 0 0 2 煤炭科技 C O A LS C I E N C E ＆T E C H N O L O G YM A G A Z I N E 5 5 文章编号1 0 0 8 3 7 3 1 2 0 0 2 O l 0 0 5 5 一0 3 长距离供电系统使用相敏保护昀实践 刘秋根 徐州矿务集团有限公司坨城煤矿，江苏徐州z 2 1 1 4 2 摘要供电系统随着线路距离的增长，其最远点两相短路电流越来越小。为保证保护装置动作 可靠，提出了采用相敏保护降低保护装置整定值的方法，并介绍了x L M 一1 型相敏保护器的原理、 改装方法，以及在姹城煤矿7 1 1 1 工作面的使用情况。 关键词供电系统；短路电流；整定值；相敏保护；灵敏度 中图分类号T D 6 1 4 ．5文献标识码B 1 长距离供电存在的问题 式中西∞一蓍言茗主薯蔷墓罗变压器最远点 煤矿井下低压供电系统中，短路保护是保护系 统的重要组成部分，因此，对短路保护装置来说，应 做到动作灵敏、可靠。矿井低压电网短路保护装置 整定细则规定过电流继电器的整定值，以最远点 两相短路电流值进行校验，应符合下面公式的要求 玎2 ’／J ≥1 ．5 j 。过电流继电器的电整定值，A ； 1 ．5 保护装置的可靠动作系数。 当校验的灵敏度不能满足上述公式时，一般采 取以下措施①加大干线或支线电缆截面；②选用移 动变电站，以缩短低压干线电缆的长度；③采用大容 量或阻抗压降百分值较小的变压器。采取以上三种 结合，以增强防灾抗灾能力，为矿井安全生产、稳产、 高效奠定基础。徐州矿务局1 9 5 8 、1 9 6 2 、1 9 6 3 年曾发 生3 次瓦斯爆炸的事故。人们痛定思痛，下决心强化 通风安全管理，杜绝瓦斯事故。数十年来，徐州矿务 局认真贯彻执行党的安全生产方针和陆续出台的安 全法规，加强领导，健全机构，依靠科技，完善装备， 加大投入，不断改造通风系统，扩大通风能力。提高 检测手段，强化瓦斯管理。推行质量标准化，经常排 查处理事故隐患。仅“八五”期间该局在通风安全方 面就投入安技措费用55 5 5 ．8 万元，完成了大量的风 机安装、系统改造、通风降阻和防尘供水、防火注浆 等工程。还购进了监测系统、注水钻机、对旋风机、断 电仪、便携仪、自救器等大批通防仪表、设备，增强矿 井防灾抗灾能力，已连续3 7a 杜绝瓦斯爆炸事故。 由于生产规模不断扩大，机械化程度日益提高， 开采强度加大，开采条件复杂，产尘量增加，加之该 局开采煤层的煤尘均具有较强爆炸性，以及管理失 控，1 9 7 3 ～1 9 8 6 年间，相继发生6 次煤尘爆炸事故， 平均2 ～3 年一次，造成重大伤亡和严重损失，成为煤 尘事故的重灾区，受到部、省、局、矿各级领导的关 注。通过及时对干部职工进行事故案例教育，使广大 职工牢记事故教训，重视防尘工作。局、矿先后成立 防尘领导组、防尘灭火科和煤尘专管、防尘队等；配 备防尘、测尘专业人员；加强对防尘工作的领导，落 实齐抓共管责任制；多次组织会战，完善防尘系统、 装备；贯彻执行部颁煤矿粉尘防治规范，学习新汶 经验，全面推行综合防尘措施，开展综合防尘达标活 动；组织科研攻关，不断掌握煤层注水、湿式打眼、自 动喷雾洒水、煤机内外喷雾、磁水降尘等先进技术； 攻克爆破、割煤、放顶、机掘、综采放顶煤等高产尘工 序粉尘治理难点；不断排查问题隐患，消除煤尘飞扬 堆积等，扭转了事故多发的被动局面，取得宝贵的防 尘经验和显著的社会、经济效益。 作者简介古惠田 1 9 4 1 一 ，男，河南南阳人，大专文化， 曾任徐州矿务局防尘灭火科科长和高级工程师。 收稿日期2 0 0 l 一1 2 2 3 万方数据 5 6煤炭科技 2 0 0 2 年第1 期 措施，目的是为了增大短路电流值。 ’ 以上措施必须投入大量的资金和设备。由于坨 城煤矿地质条件复杂，巷道压力大，起伏不平，工作 面的供电距离较远，工作面及运输巷使用设备多，有 的工作面上就有两部刮板输送机，较难整定。为了保 证供电的安全可靠性，在该矿7 1 1 1 等工作面使用江 苏省锡山市第三电力设备厂生产的x L M 一1 型矿用 低压选择性漏电相敏短路保护器，取得了较为理想 的效果。 2X L M 一1 型相敏保护器的原理及改装 方法 2 ．1 基本原理 煤矿井下使用的刮板输送机和带式输送机，其 电机为鼠笼式异步电动机，正常启动时启动电流为 额定电流的6 ～7 倍，启动电流大，属于感性电流，电 动机启动时功率因数很低 一般在o ．5 以下 。当系 统出现短路故障时，其短路电流为阻性电流，功率因 数很高 接近于1 。相敏保护就是利用相敏检测电路 来区分启动电流和短路电流两者之间功率因数的差 别，达到保护的目的。正常情况下短路保护的整定值 为 ，≥，Q 一 ∑，。 采用相敏短路保护的整定值为 J ；≥O ．7 J Q 。。 芝。 采用相敏保护后，由于短路保护整定值有较大 的下降，一般能够满足灵敏度要求。 2 ．2 改装方法 x L M 一1 型相敏保护器是利用D w 8 0 系列馈电 开关改装的，其改装方法是拆下开关本体和出线端 铜排，改为装有电流互感器的电缆软线，原铜排回 收，将控制变压器、电子板、通用继电器等装在开关 本体上，组装后把本体重新装入外壳内。 3X L M 一1 型相敏保护器在坨城煤矿．7 1 1 1 工 作面的使用情况 坨城煤矿7 1 1 1 工作面位于该矿南二采区，由离 其最近的一2 6 0m 南二变电所供电。从变电所馈出3 条供电线路，分别向7 1 1 1 工作面回风巷、中间运输 巷、下运输巷供电。向下运输巷供电的电缆换算长度 为13 2 5m ，共有两部带式输送机、3 部刮板输送机， 总负荷为1 8 6 ．2k W 。向中间运输巷供电的电缆换算 长度为12 3 0m ，共有一部带式输送机、3 部刮板输 送机，总负荷为1 4 6 ．2k w 。两巷电机功率最大的设 备都位于供电负荷的最远点，为工作面刮板输送机， 电机功率为5 5k W 。其供电方式如图1 所示。 输巷 7 1 1 1 下运输巷 1 、2 、3 D w 8 0 一3 5 0 型馈电开关；4 、5 ～一加装x L M 一1 型相敏保 护器的D w 8 0 一3 5 0 型馈电开关 图17 l l l 工作面供电方式 经计算，下运输巷最远点的两相短路电流踏， 一6 3 0A ，中间运输巷最远点的两相短路电流理’一 6 7 0A 。而上述两巷D w 8 0 一3 5 0 馈电开关 即图1 中的 开关4 、5 的过电流继电器整定值J ；≥5 5 0A ，取J 5 5 0A 。 则下运输巷整定值灵敏度瑙’／J 一6 3 0 ／5 5 0 一 1 ．1 5 ，中间运输巷整定值灵敏度蹬’／厶一6 7 0 ／5 5 0 1 ．2 2 ，显然，均不能满足灵敏度要求。 采用X L M 一1 型矿用低压选择性漏电相敏短路 保护器，对图1 中的开关4 、5 进行了改装，由于不需要 躲开大电机启动电流，仅需按正常负荷电流考虑，因 而，取整定值，一4 0 0A 。 则下运输巷整定值灵敏度疆’／，一6 3 0 ／4 0 0 1 ．5 7 ，中间运输巷整定值灵敏度赌’／J 。一6 7 0 ／4 0 0 一 1 ．6 7 ，均能满足灵敏度要求。 X L M l 型相敏保护器自1 9 9 7 年7 月在坨城煤矿 7 1 1 1 工作面投入使用以来，情况良好，能够有效地躲 开电机启动电流而未发生误动作。该工作面实行质 量标准化管理，在运行中未发生过短路故障，在现场 采用模拟短路试验方法进行实验，其动作性能灵敏 可靠。 自从在7 1 1 1 工作面使用成功后，该矿又在1 1 2 5 、 9 3 0 5 等供电距离较长的工作面安装使用了相敏保护 器，均取得了较为满意的效果。 4 结束语 实践证明，X L M 一1 型相敏保护器有以下优点， 值得推广应用 1 相敏保护的整定值由于不需躲开电机的启 动电流，其整定值比其他过电流继电器的整定值大 为降低，使供电距离得以延长，因此，特别适用于供 电距离较长， 下转第6 2 页 万方数据 6 2煤炭科技2 。。2 年第1 期 具，由计量科备案和隔离。该厂计量器具流转中的每 一个环节都能得到有效控制。 认真提高计量检测率 计量检测率是同考核企业生产、经营管理和技 术进步等密切相关的一项指标，既可反映企业计量 工作的素质，又可充分反映企业管理的科学性和效 益的可信程度。在提高能源利用、工艺过程控制、产 品质量主要参数和经营管理等工作中计量检测率都 很重要。随着各矿检修技术水平不断提高，检修任务 大大缩减和进入市场经济时代，该厂只有检修、制造 并举，以开发新产品为主，才能生存。工艺过程控制、 产品质量主要参数等的计量检测率就显得格外重 要。计量科在搞好全厂计量工作的同时，千方百计提 高新产品工艺和质量检测率，据统计，新产品的工艺 和质量检测率已达到1 0 0 ％。 努力提高计量技术素质 较好的计量技术素质是保证计量数据准确可靠 的基础。为确保计量“三率”，该厂努力加强计量管理 工作，提高技术素质。 1 管好计量标准器该厂现有计量标准器2 3 件。 为充分发挥现有标准器的作用，该厂对标准器单独 建立管理台账，每台标准器详细注明名称、型号规 格、出厂编号、准确度、生产厂、出厂日期、检定周期、 检定日期、有效日期、检定单位、存放地点和保管人 不作它用。计量标准器通过周期检定，始终处于受 控、完整、完好、合格状态。使量值传递和溯源有了可 靠的物质 硬件 保证。另外计量标准器建有一套完 整技术资料，包括计量标准器的技术报告、考核证 书、量值传递图、检定合格证书和操作规程。 2 强化计量器具管理，加强监督力度该厂现有 计量器具32 6 5 件，涉及长、热、力、电等专业，而专职 计量人员少。为此，他们采取层层落实、保证重点、分 类管理、全面监督的原则，每一个单位由厂部任命一 名兼职计量员，负责协助厂计量科工作。对该厂所有 计量器具采用A 、B 、C 分类和标识管理。对关键工序 和特殊工序进行重点管理，把所有计量器具都输入 计算机，并建立计量器具总、分台账；计量器具标准 器台账；计量器具强检台账。每年编制计量器周检、 抽检计划。每月底打印下发下月的计量器具周检计 划，同时进行数据汇总与处理，实现了计量器具的动 态管理。专职计量员每周对现场计量器具巡查一次， 发现问题及时处理。并把计量器具的周检率、抽检率 分别与各单位质量考核挂钩，纳入单位月底考核指 标，保证计量器具的周检率达9 8 ．5 ％以上，抽检合格 率达1 0 0 ％，从而改变了各级领导干部和职工的思想 观念，保证了计量工作的顺利运行。 作者简介郭春晖 1 9 6 3 一 ，男，江苏丹阳人，1 9 9 0 年毕业 于华东工学院机械制造工艺及设备专科，徐州矿务集团有限 公司机械厂计量稃助理工程师。 员。并做到计量标准器只用来实施量值传递和溯源， 收稿日期2 0 0 1 一0 6 2 8 上接第5 6 页 电机功率较大的供电系统中。 2 x L M 一1 型相敏保护器在改装后，原开关的 过流保护装置仍然保留，使短路故障得到双重保护。 该产品还具有选择性漏电保护功能，增加了D w 8 0 型绩电开关的保护功能。 3 一台相敏保护器的价格仅两干元左有，比采 用移动变电站等方式缩短供电距离，投资大为降低， 而且也避免了小设备使用大直径电缆的浪费，经济 上的效益亦很可观。 作者简介刘秋根 1 9 6 5 一 ，．男，江苏东台人，1 9 9 4 年毕业 于中国矿业大学机电专业，徐州矿务集团有限公司姹城煤矿 机电科工程师。 收稿日期2 0 0 l 一0 6 0 9 由徐州矿务集团有限公司设计研究院、夹河煤 矿合作完成的“立井钢丝绳罐道中间水平稳罐装置 研究”于2 0 0 2 年1 月8 日通过了由江苏省科学技术厅 组织、江苏省煤炭工业局主持的技术鉴定。 该课题通过调查钢丝绳罐道的现场使用情况和 对提升容器摆动量实测资料的研究，设计了一套集 机、电、液一体化的钢丝绳罐道中间水平稳罐装置， 经工业性试验表明操作简单，维护量小，使用效果 明显，减少了运行时间和电耗，有良好的推广应用前 景，研究水平达到国内领先。 王勤芝 万方数据