隨著科技的發(fā)展，變電所綜合自動(dòng)化水平的提高，高壓開(kāi)關(guān)柜的安全運(yùn)行越來(lái)越重要，停電事故給生產(chǎn)和生活帶來(lái)的影響及損失也越來(lái)越大。陽(yáng)城煤礦暗斜井絞車房原采用無(wú)錫軍工KYGC -Z型高壓柜供電，但自安裝以來(lái)，進(jìn)線柜數(shù)次發(fā)生短路或單相接地故障，煤礦井下供電系統(tǒng)出現(xiàn)大面積停電，并有時(shí)越級(jí)跳閘，嚴(yán)重影響了礦上的安全生產(chǎn)。
1、停電原因分析
大面積停電后，由于沒(méi)有記錄和告警信息，很難準(zhǔn)確判斷故障原因和故障部位，只有通過(guò)故障現(xiàn)象判斷故障點(diǎn)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間測(cè)驗(yàn)和分析，發(fā)現(xiàn)高壓進(jìn)線柜進(jìn)線端1母排表面有熔化和灼傷，絕緣子上伴有黑漬，確定為爬電距離減小到一定程度，進(jìn)線之間或一相與地之間絕緣子表面產(chǎn)生閃絡(luò)，即沿著絕緣子表面產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象，母線電壓降低，造成失壓線圈脫扣，引起大面積停電。爬電距離的變化主要受工作電壓，污染等級(jí)和材料組別影響，對(duì)此逐步采用了更換高品質(zhì)、電壓等級(jí)相符的絕緣子，并加干燥劑，鋁合金加熱器等方法，效果不明顯。經(jīng)過(guò)多次調(diào)研發(fā)現(xiàn)以下影響因素。
1.1周邊的環(huán)境
暗斜井配電硐室濕度大，粉塵污染嚴(yán)重。
1.2設(shè)備的問(wèn)題
KYGC -Z型高壓柜密封度不夠，柜與柜之間，柜與地面均未進(jìn)行良好密封，每經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行，絕緣子等柜內(nèi)設(shè)備表面上落有一層白色粉末，周期短，維護(hù)難度大。
1.3機(jī)械的定位
KYGC -Z型高壓柜機(jī)械定位機(jī)構(gòu)不夠嚴(yán)密，手車易發(fā)生上、下、左、右偏移。
1.4 斷路器選擇
KYGC -Z采用ZN90 -10型彈簧操作機(jī)構(gòu)斷路器，可動(dòng)部件多，可靠性差。
2技術(shù)解決方案
煤礦決定用PBG -10型礦用隔爆高壓真空配電裝置進(jìn)行升級(jí)改造，使過(guò)去存在弊端得到妥善處理，改善了電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，使安全生產(chǎn)得到了保障。
2.1隔爆性能
隔爆外殼和引入裝置等試品，在1 MP水壓下保持10～12 s，無(wú)泄露，外殼不變形，不損傷，從根本上解決了暗斜井絞車房粉塵污染嚴(yán)重，濕度大而引起爬電距離減小造成大范圍停電和人身傷亡事故。
2.2 高壓真空斷路器的選擇
本裝置采用ZNYl - 10/630 - 12.5型永磁機(jī)構(gòu)高壓真空斷路器，在斷路器技術(shù)參數(shù)范圍內(nèi)，可保證安全，可靠地運(yùn)行于相應(yīng)電壓等級(jí)的電網(wǎng)中接受和分配電能，并可在額定電流范圍內(nèi)進(jìn)行頻繁操作或多次開(kāi)斷短路電流。該斷路器采用雙穩(wěn)態(tài)內(nèi)設(shè)欠壓脫扣器永磁機(jī)構(gòu)，并與機(jī)械受動(dòng)脫扣器結(jié)合為一體化設(shè)計(jì)，機(jī)械定位準(zhǔn)確，使手動(dòng)分閘輕便可靠。
永磁機(jī)構(gòu)分閘與彈簧分閘相結(jié)合，使分閘速度的分配更理想，與KYGC -Z中運(yùn)用的ZN90 - 10型彈簧操作機(jī)構(gòu)斷路器比較，可動(dòng)部件大大減少，使其可靠性和機(jī)械壽命大大提高。
2.3 專用智能綜合保護(hù)器的引用
PBG - 10裝置是將10 kV的三相電源引入隔爆接線腔．，由真空斷路器作為控制開(kāi)關(guān)，經(jīng)負(fù)載接線腔輸送到下級(jí)負(fù)荷，真空斷路器為GZB - ARM - 9110型嵌入式綜合保護(hù)器口]。綜合保護(hù)器是三相交流中性點(diǎn)不直接接地供電系統(tǒng)中專用的高級(jí)智能繼電保護(hù)裝置，有電參量采集與測(cè)量、過(guò)流、短路、監(jiān)視、漏電、過(guò)壓等保護(hù)，以及遙測(cè)、遙信、遙控等功能。當(dāng)出現(xiàn)以上故障時(shí)，真空斷路器會(huì)自動(dòng)“分閘”、切斷電源，對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，并有中文LCD顯示屏顯示故‘障性質(zhì)‘8]。
2.3.1 工作原理及框圖
嵌入式綜合保護(hù)器主要由ARM主控制模塊、交流采樣模塊、CAN通信模塊和1/0模塊以及人機(jī)接口等組成，工作原理框圖如圖1所示。
2.3.2漏電保護(hù)
漏電保護(hù)采用功率方向型，當(dāng)零序電壓、零序電流有效值均超過(guò)設(shè)定值，且它們的相位值達(dá)到一定范圍時(shí)，根據(jù)所預(yù)設(shè)的時(shí)間實(shí)施漏電保護(hù)。改變?cè)瓉?lái)漏電保護(hù)主要采用固定的零序電源定值比較法來(lái)實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有考慮零序方向和不平衡電流的影響，往往造成誤動(dòng)或拒動(dòng)的缺點(diǎn)。
2.3.3失壓保護(hù)
失壓脫扣線圈在線電壓降低到65%左右時(shí)就沒(méi)有延時(shí)地自動(dòng)脫扣跳閘，這樣，就無(wú)法區(qū)分電壓波動(dòng)和真正失壓，導(dǎo)致了在沒(méi)有真正失壓的情況下，由于電壓波動(dòng)造成大面積停電，而PBG -10隔爆型真空配電裝置，去掉傳統(tǒng)失壓脫扣線圈，增加失壓保護(hù)功能，并增加一個(gè)連續(xù)可調(diào)的失壓延時(shí)時(shí)間，來(lái)躲過(guò)電壓波動(dòng)，以避免由電壓波動(dòng)而引起開(kāi)關(guān)誤跳。
2.3.4故障顯示功能
嵌入式綜合保護(hù)器能記錄故障跳閘時(shí)刻的時(shí)間值，并上傳主機(jī)，主機(jī)通過(guò)廣播校時(shí)命令對(duì)所有數(shù)字綜合保護(hù)器的時(shí)鐘芯片定時(shí)、校時(shí)，便于主機(jī)通過(guò)故障事件的時(shí)刻記錄，就可分析跳閘順序事件，及故障原因，有利于分析故障，定位故障，減少故障查找與排除時(shí)間，減少停電時(shí)間，并提供故障分析報(bào)告。
3、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)技術(shù)分析和解決方案情況，利用PBG - 10升級(jí)改造原KYGC -Z高壓進(jìn)線柜，設(shè)備隔爆性能好，粉塵和濕度大，被有效遏制，選用嵌入式綜合保護(hù)器，定值可調(diào)，實(shí)現(xiàn)了上下級(jí)保護(hù)配合有效地避免了越級(jí)跳閘，失壓保護(hù)的改進(jìn)也避免由于電壓波動(dòng)而引起的誤跳，漏電保護(hù)方面，除了濾除不平衡電流外，選用功率方式型，避免了保護(hù)器誤動(dòng)或拒動(dòng)。應(yīng)用至今，再也沒(méi)有發(fā)生過(guò)大面積停電事故，效果比較理想。
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