相敏短路保护在煤矿中的推广.pdf

科技信息。科教前沿o S C I E N C E ＆T E C H N O L O G YI N F O R M A T I O N 2 0 0 8 年第2 5 期 相敏短路保护在煤矿中的推广 单付丰1 2 1 ．安徽理工大学机械工程学院 安徽 淮南2 3 1 0 0 1 ；2 ．淮南矿业集团安装工程分公司 安徽 淮南2 3 2 0 0 1 【摘要】采用相敏短- 路保护。短路电流设塞值比传统计算方法计算值要小的多。传统计算方法计算出短路电流的整定值后，而现在采用相 教短路保护只要取其系数整定就行了。而且确保短路时保护动作，电机起动时。即使线路中的电流大于整定值，保护也不可能动作，提高了对短 路保护的可靠性和安全性。 【关键词】相敏；保护；煤矿 1 ．引言 近年来，随着社会大发展的不断深入，煤炭企业也迎来了大发展 的时期．企业的生产规模和技术水平不断』升，同时制约生产的技术 瓶颈也愈发突出。作为创新犁企业必须想办法从新没备，新技术的运 用和推广中找到解决限制生产力发展的有效路径．使科技兴煤，科技 兴矿落到实处。 2 ．问题 在新时期，煤矿采掘面纵深不断延伸．但与之相对应的电气设备 的容量．电缆的横截面积等相关生产设施没有得到相对应的提高．使 作为煤矿j 大保护之一的短路保护在现场使用受到严重的制约，使用 传统的短路整定方法，要么加大变压器容量，要么增大现有使用电缆 的横截面积，要么采用分段保护的方法。但是想短时期增大变压器容 量可能性不大．采用变压器并联的方法对f 巷道合理布置、资金投入 和安全要求都有很大的难度．而增大电缆横截面的方法最后只有将电 缆并联使用，这样不仅对现在空间相对狭小的巷道质量标准化工程有 一定的影响，而且本身多根电缆的使用无疑增加了电缆的故障点。而 采用分段保护的办法。一是增加了保护开关的使用量。加大了成本投 入。二是分段保护存在一定风险，并且一旦出现故障，多个开关的使用 增大了现场削断故障的难度，可能会延缓排除故障的时间，这于当前 的生产形式足背道f 『I i 驰的。 ‘ 在这种新形式F 。相敏短路保护在煤矿中的运用及推广势在必 行。 ’3 ．相敏保护的原理与运用 相敏短路保护既检测电流义检测电压和电流的相位，由于电机启 动时，电压和电流的相位度数大。而短路时电压和电流相位度数小，相 敏电路只接受相位度数小。阿电流值大的信号．不接受电压电流相位 度数大，启动电流大的信号，所以相敏短路整定值，可以整定的比较 低。也就足电缆再长一点，末端发生短路也可以保证短路保护动作。 当供电线路实际电流达到或超过相敏短路电流设定值时，保护还 可以不动作，还要看供电线路实际功率因数值．当供电线路实际功率 冈数值达到或超过设定值o ．7 5 以后，} 兑明供电线路有短路故障．这时 相敏短路保护才动作，设备才因短路而跳闸断电换句话说，相敏保护 动作有两个条件一是供电线路实际电流要达到或超过短路电流设定 值，二是供电线路实际功率因数要达到或超过相敏设定值o ．7 5 。只有 这两个条件同时满足时，相敏保护才动作，使开关斤跳例断电。 当供电线路发生短路的瞬间，功率因数会突然f 升，大于o ．7 5 ．而 电动机 线路 正常- r 作，包括电动机起动过程．线路中的功率因数在 o ．7 5 以下。相敏保护的最大优点就是降低r 短路保护的设定值．并且 很准确的区分了供电线路中的大电流是短路电流．还是电动机起动电 流。 煤矿井下采掘面的供电场合，由于目前供电线路跃，供电变压器 小，供电电缆截断小等原因，使供电线路远端短路电流小，有的远端短 路电流小于电动机的起动电流，这时如果采用传统的普通方法，就无 法整定，保护也无法上作。如果采用相敏保护。町以把短路电流整定值 降下来，而且保证电动机起动时的大电流 达到或超过短路整定值 不 会使开关跳闸，因为相敏保护的优点正是在于能区分线路中的大电流 是电动机的起动电流，还是线路中的短路电流，如果线路中出现短路 电流。开关会瞬时动作。 采用相敏短路保护。短路电流设定值比传统计算方法计算值要小 的多，也就足说，传统计算方法计算出短路电流的整定值后，而现在只 要取其系数整定就行了，而且确保短路时保护动作，电机起动时，即使 线路中的电流人于整定值，保护也不可能动作，提高了对短路保护的 可靠性和安全性。 现场试验及使用实例 1 ．淮南矿务局潘二矿综采工作面1 5 3 2 3 ．1 1 4 0 伏、供电距离8 0 0 米，负荷为4 7 5 K W 、运输机5 0 0 K W ，转载机7 5 K W 。变压器6 3 0 安。普 通开关短路保护整定3 0 0 0 安，而用相敏短路保护短路整定1 7 0 0 安。 相敏短路保护末发生误动作。下井之前，在地面做了真实试验。作相敏 短路保护试验，11 4 0 伏带5 5 0 K W 电机夺载同时启动，普通短路保护 整定到2 5 0 0 安跳闸，3 0 0 0 安不跳闸，而用相敏保护试验。短路保护整 定在9 0 0 安不跳闸。短路保护试验．用升流器分别整定到1 2 5 0 安和 2 7 5 0 安分别通入模拟短路电流信号，都能町靠动作，然后模拟短路电 流值不变．将短路整定值分别整定为1 5 0 0 安和3 0 0 0 安．再通人不变 的短路电流信号。开关保护不跳闸。为进一步检验相敏保护性能．又在 地面做了真实短路试验，移变5 0 0 K V A ，电压6 6 0 伏，敷设电缆折合长 度5 0 平方，1 1 0 0 米，远端短路电流为6 4 0 安，试验相敏短路，短路整 定5 5 0 安，短路i 次，均可靠动作。从现场运行和地面两次真实试验， 证明相敏短路保护按照预定的优点都能町靠动作。 2 ．淮南矿务局张集煤矿1 2 1 1 1 掘进工作面．最长距离保护2 9 0 0 米。使用综掘机 5 1 5 0 1 5 0 K W 、1 1 4 0 伏、电流9 0 安，油泵电机1 1 4 0 伏、3 5 安。普通开关短路整定9 0 X 7 3 5 6 3 0 3 5 6 6 5 6 6 5 X 1 ．5 9 9 7 ．5 1 0 0 0 安用普通开关短路保护最长保护距离2 2 6 4 米。9 5 平方电缆要 多并联1 2 0 0 米，方能满足2 9 0 0 米末端短路电流要求。用相敏保护可 以不并1 2 0 0 米电缆，可以节省电缆投资2 0 万元。并且节省大量机电 人力。 4 ．结论 通过在淮南煤矿地面的试验以及采掘面现场的使用．验证了相敏 保护的先进性和可靠性，提高了供电的安伞性。有效的解决了煤矿井 下采掘面在新形势下短路保护出现的瓶颈．在现有的相关乍产设备末 得到提高I j { 『．给食业的现场管理和经济效益都带来很大的提升。体现 了科技兴矿的宗旨。为相敏短路保护的进一步的推广打F 了坚实的基 础。e 作者简介单竹丰 1 9 7 0 - - ，男。工程师，1 9 9 7 年毕业于安教理工太学机械 设计压制造专业，先后从事煤矿综采技术管理和综采工作面机电设备安装、拆 除技术和管理工作。现在安教理工大学机械工程学院读工程硕士。 [ 责任编辑韩铭】 l 上接第5 8 页 能效果并改善了工作环境。但由于热负荷的发展限制。 没有满负荷运行，设计效果尚未完全显示出来。还有待于今后在实践 中总结，进一步完善和调整。此丁程运行是否正常直接关系到居民生 活质量，在设计过程中应遵循技术先进、经济合理、安全适用的原则。 因此，我们的技改方案一定要做到严谨合理。为工程的成功提供町靠 的前提保证。l 窭 【参考文献】 [ I ] 常冬．王学信等．变频循环水泵在电厂巾的应用f J ] ．热点技术．2 0 0 6 ．3 ． 【2 】罗武龙，姜银维．马钢热电总，．节能技术及对策探讨[ J ] ．安徽冶金．2 0 l o ．2 ． [ 责任编辑韩铭】 万方数据