提高矿井供电可靠性措施探讨.pdf

1 9 9 8 年第4 期 山 东煤 炭科 技 TD6l l 1 提高矿井供电可靠性措施探讨 山东 省 煤炭 科学 研究 所 兰 丝 凰 一 山 东矿 业学 院济 南分 院 程 学珍 璋 兆庆 一 摘要分析 了矿 区供电系统在过流保护和高压漏电保护方面 关键词供 电系 统 一1 l 前 言 可靠性过流保护 一 一 高压 监测 供 电系 统 的 可靠 性是 煤 矿 企业 对 电力 系 统的基 本要求 随着矿井 开采 年 限的增加 ， 产 量的 增大 ， 机械化 程 度 的提 高 ， 所 需供 电 容 量 不断增大 ， 对供 电可靠 性 的要求 也更高 E l 前 ， 矿 区井 下 供 电一 般 采 取 6 k V 电 缆 下井 ， 由井 下 中央变 电所将 6 k V 高压 通过 电缆送 到 采 区 变 电所 ， 再 由采 区变 电所送 到移 动 变 电站 ， 经 变 电站 降压后 供给用 电设 备 通 过现 场调研 发 现 ， 由于井下供 电容 量大 ， 供 电距 离远 ， 设备 起 动 频 繁 ， 致 使 系统 在 井 下 过 流保 护 和 6 k V 电 阿接 她保 护等 方面 出现 了一些新 的问 题 ， 影 响 了供 电的 可靠 性和矿 井的 高效安 全生 产。 2 提高过流保护措施的可靠性 2 ． 1 过 流保护 系统 中存在 的 问题 过流 保 护是 井 下 综 采工 作 面供 电 系统 的 主要 保护 措施 之 一 ， 在 保 护装 置 中 ， 其 电流 动 的方法 作值可 以根 据供 电系统 的实 际情 况进 行鉴定 但是随着且前设备容量的不断扩大， 供电距离 的不断 延伸 ， 许多综 采工 作面 短路保 护 的动作 值 与保 护灵敏 度不相 适应 ， 保 护装置 或是 不动 作 或是 误 动 作 ， 动 作值 难 以整 定 ， 严重 影 响 了 供 电的可靠 性 。 保 护 装 置灵 敏 度降 低 甚 至保 护失 灵 主要 是 由于综 采机 组 的起 动 电流太 大 引起 的 根 据 现 场 检 测 ， 机 组 在 正常 起 动 时 ， 起 动 电 流一 般 可 选 到 正常 工作 电流 的 6 ～ 8倍 ， 而线 路上 的 短 路 电 流是 一 定 的 ， 一 般 是 工 作 电 流 7 ～ 1 0 倍 ， 线路 短 路 电流 和 设 备起 动 电流 非 常 接近 ， 使 保护整 定非 常困难 2 ． 2 采取相应的措施， 提高保护的可靠性 由于设 备起 动电流 大 、 线路 短路 电流小 引 起 的问题 ， 可 以根 据 系统 的运 行情 况采 取以 下 方法解 决 。 1 人为 增大 短 路 电 流 ， 使起 动 电 流 和 短 路 电流 明显 区别 开 ， 保 证发 生 短路故 障时 保护 关 支护参 数 。根 据菜 园生 建煤矿 的实 际情况 ， 现采 用梯形 巷道 ， 支护 材料 为型钢 巷道 的支 护参 数为 上净宽 为 1 ． 8 m ， 下 净宽 为 2 ． 4 m， 棚 间距 一 般 为 8 0 0 ram ， 特 殊 情 况 下适 当调 节 棚 间 距 作者简介王 侍目 ， 男， 1 9 9 4年毕业 于 中国矿大 采矿 系采矿 工程专业 。 彰 一 维普资讯 山 东煤 炭科 被 I 9 9 8 年第4 期 装置 可靠动作 ， 起 动 时电动 机顺 利起动 。在 电 力系统 中 ， 短路 电流 的大小 主要是 由电 源的 容 量 和系统 的阻抗 决 定 的 ， 在一 定 条件 下 ， 尽 量 选 用大 容 量 的变 压 器和 选 用 截 面大 的供 电 电 缆 减少 系统阻抗 来 相应提 高短 路 电流 的值 。 这种 方法 的缺点 是增 大 了设备投 资 ， 提 高 了煤 炭生 产成本 。 2 在保 护装 置 中增加 相敏保 护 。当设备 处于起 动状态 时 ， 系统 中的阻 抗主要 是 由电感 电抗 决定 的， 因 此起 动 电 流虽 然很 大 ， 但 电网 的功率因数 c Os g 却相对较小 ～般在 0 ， 5 以下 。 在 短路状 态时 ， 系统 中 的阻抗 主要 是 由 钱路 上 的电阻 阻抗 决 定 的 ， 这 时系统 的功 率因 数与其他 C OS 0一致很大 ， 接近于 I 。根据相 敏角 C OS g 在不 同状 态下 的大小差异， 来判 断 系统 是 处 于起 动状 态或 是 短路 故 障 状 态是 非常 可行 的 。在 保 护 装置 中增 加 相 敏保 护 电 路， 先由相敏 角 C OS g判断系统所处的状态， 再 由保护装 置动 作 值决定 是否动 作 。 这 样可把 保 护装 置 的电流 动作 值 整 定 在安 全规 程 允许 的范 周 内， 当流过 保护 装置 的 电流大 于它 的动 作 值时井不一定动作 ， 需 同时检测 C o s g值 的大小， 若 C OS ⑦在 0 ． 5 下 ， 说 明系统正处 于起动 状态 ， 装置不 动作 ； 若 C 0s 接近 I ， 刚 说 明 发生 了短 路故 障 ， 保护 装置 便迅 速 动作 由此可以较好地解决短路保护的可靠性 问遥 。 存在 的 问题 是 现有保 护装 置需改 装 ， 技 术要 求 比较 高 。 3 6 k V 电网 的安全 监测 3 ． 1 6 k V 电目的现就 高压 漏 电 保 护装 置 也是 矿 井 电 网 的主 要 保护之一 ， 目前大部分矿区使用 的高压漏电保 护装 置 ， 实 质上是 接地 保护 装置 。随 着矿井 用 电量 的增 大 ， 供 电距离 的延 伸 电缆 网络 不断扩 大， 导致 了 高压 电网对 地 电容电流 的增 大。许 多大 型矿井 的 6 k V 电 网对地 电容 电流 已经超 过 2 0 A， 单相接 地 电流 在投 有采 取措 施时就 是 电 网对地 电容 电 流 。我 国 煤 矿 安 全 规程 规 定 “ 矿 井 高压 电 网的单 相 接地 电容 电流不 超 过 2 0 A， 否 剜必 须采取 限制 措施 。 有些 矿井 已 采 取 将 电 网 中性点 经 消 弧线 圈接 地 的方 式 对 单相接地 电流进 行 补偿 。但仍 存 在 下 问题 ①补偿以后即使单相接地 电流限制在 1 0 A 以 内 ， 当电网发生 单 向接 地 时仍 有 电弧或 电火 花 及 过电 压发生 ， 甚至 过 电压发生 的几 率 和过 电压值更大。②补偿后接地电流不能为零， 否 则电网发生谐振其危 害更大。 另外这种方法不 能 防止较 严重 的暂态 过 电压 的发生 ， 井且 这种 补偿 方式 需要 较大 的投 资 。 3 ． 2 栗 取安 全监测 方 法， 保 证 电网安全 运行 煤 矿 6 k V 电 网主 要 是 由 电缆构 成 的， 因 此 电 网的绝 缘 特别 是 电缆 的绝 缘 的 监测 是 保 证 6 k V 电网安 全 的重要 保证 电缆 绝缘 的老 化一般是缓慢发生的， 当其绝缘水平缓慢下降 还 远 没有 发 展 为接地 ， 更 没有 发 展 为 短路 时 ， 通 过绝缘 监铡 装置 ， 可监测 整个 电 网的绝 缘 电 阻 值。 如绝缘 下 降到 超出 运行标 准允 许值 或发 展 为接地 事故或 接地 短路 的可 能之 前 ， 发 出报 警信号， 以便现场工作人员有计划有 目的的处 理其存在的隐患， 就能防止该接地事故或接地 短 路 的发生 ， 也就 可靠地 避免 了电弧或 电火 花 以及过 电压这些 危 险情况 的发 生 ， 从 而避 免 了 如 电缆放 炮 、 燃 烧 、 火 灾等 许多 事故 的发生 。 此 外 在 电网上 同时装 设选择 性接 地保 护装 置 ， 当 电 同万 一发 生 突 发性 单 相接 地 或 绝 缘 监测 器 虽 已发 出绝 缘 隐患 的报警 信号 ， 但 尚未及 时处 理 从 而发 展 为接地 事故 时 ， 选 择性 保护 装置 能 及时在 0 ． 2 s内迅 速切 除单 项接 地故 障 。许 多 科 研 院所 一直 在这方 面进 行 研究 ， 目前 已有 成 熟 的 产 品 ，如 山东 矿业 学 院 研 制 的 电 弼漏 电 保 护安全 监控 系统 ， 已在许 多 矿 区推广 使用并 取得 了较 好的经 济敬 益和社 会效 益 。 维普资讯