煤矿单相接地电容电流限制措施讨论.pdf

内蒙古科技与经济 Inner Mongolia Science Technology Economy 2020年6月 第12期总第454期 June2020 No.2 Tota l No.454 媒矿草栢接地电客电旎浪制措施讨N 杨文斌，杨洁 （内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司，内蒙古呼和浩特010020） 摘 要摘 要在新建的现代煤矿（矿井“电力 系统中，一般设置35kV 总变电所向各10kV 分变电所供 电，配电线路大多数采用高压绝缘电缆％针对供电电缆化问题，发生单相接地故障后，由于电缆的特性 接地电弧中含有大量高频电弧，而传统的消弧线圈只能补偿工频电弧电流，这就使得不能熄*的电弧可 能烧毁电缆绝缘，进而引发相间短路％对于该问题通过设置配网故障综合管控系统来解决％ 关键词单相关键词单相接地；电容电流；消弧线圈；配网故障综合管控系统 中图分类号中图分类号TD611 文献标识码文献标识码A 文章编号文章编号10076921（2020）12009901 在新建的现代煤矿（本文中的煤矿指井工矿 不包含露天煤矿）电力系统中，煤矿供电的双电源线 路一般取自地区110kV变电站35kV母线侧，并由 架空线路引入到煤矿35kV总变电所。煤矿其他的 用电点由35kV总变电所10kV母线配出，配电线 路大多数采用高压绝缘电缆。总变电所对于单相接 地故障的保护，传统采用接地变压器中性点经消弧 线圈接地的方式来补偿单相接地故障电流，通过补 偿使接地故障电流小于10A,达到电弧自熄灭条件 以此来消除单相接地故障的措施。从实际使用而 言，这种保护是否精准、可靠，有待商榷 煤矿35kV总降变电站向各个10kV分站供电 的线路大多采用交联聚乙烯绝缘电缆，高压绝缘电 缆与架空线的可恢复性绝缘不同，交联聚乙烯属于 不可恢复的固体绝缘，故障发展的特征和速度也和 架空线单相接地故障有本质区别对以往事故数据 的统计说明，电缆线路一旦发生单相电弧接地故障 极容易发展为相间短路事故下面针对煤矿电力系 统的特点做出分析 1 单相接地故障分析单相接地故障分析 煤矿10kV电力系统，采用中性点不接地系统 对于单相接地故障传统采用接地变压器中性点经消 弧线圈接地的方式来保护，按规程系统可以带故障 运行2h以下研究证明，消弧线圈主要补偿的是工 频电弧电流 对于架空线路组成的电力系统，单相电弧接地 由于高频电流很小而且衰减很快，对故障的发展起 主要作用的是稳态工频电容电流当对地电容电流 超过电弧的最小自熄电流时，采用中性点经消弧线 圈接地方式来保护按照稳态交流电的相量分析 法，当系统发生单相接地故障时，消弧线圈提供的感 性电流Il滞后于零序电压90，而系统电容电流Ic 比零序电压超前90消弧线圈的感性电流与电容 电流方向恰好相反，即电弧电流有效值Ih Ic Il 补偿后，接地电弧电流减小，电弧不能自行维 持，很快就会熄灭，达到了补偿的效果所以对于架 空线路，中性点不接地电力系统，消弧线圈可以有效 的保护单相接地故障 对于电缆组成的电力系统，系统发生单相接地 故障时，电弧中含有大量的高频电弧电流，传统的消 弧线圈只能补偿工频电弧电流，由于消弧线圈的感 抗随频率的提高而增加，对高频电流的补偿效果随 频率的提高而减弱，不能补偿高频电流另外，目前 查找接地点无快速可靠的技术手段，结果导致故障 点接地弧光不能及时息弧，从而引发单相接地故障 危害扩大，弧光接地过电压及铁磁谐振过电压击穿 系统内绝缘薄弱点，发生短路放炮、电缆着火等事 故 2 消消弧线线圈的危害 采用 线圈 地 流会 成以 下几个方面的危害 由于不能补偿高频电弧电流，会使得电弧不能 满足自行熄灭的条件，进而引发相间短路，导致跳闸 事故，而且电网运行远远维持不了现行规程规定的 2小时，使得中性点不接地系统供电可靠性高的优 点丧失 单相接地故障发生后，由于电缆电网故障发展 迅速，传统人工拉路选线的方法失灵，只能采用自动 选线装置而消弧线圈的补偿方式（欠补偿或过补 偿）改变了故障线路零序电流的方向和幅值，这些自 动选线装置必须依赖的工作条件全被破坏，选线的 准确率难以保证 3 配网故障综合管控系统网故障综合管控系统 针对上述问题，采用某公司开发的配网开关消 弧装置，装置的核心组成包括1套PT、1台分相接 地快速开关、、台电压监视控制器YK和1台微机 综合控制器ZK,详见图1 装置的原理是系统发生弧光接地后，当PT开 口三角电压U4由低电平变成高电平时，表明系统 发生故障，微机综合控制器ZK立即启动中断，进入 故障类型判别和线路零序电流的数据采集程序，微 机综合控制器根据电压互感器的二次输出信号进行 单相接地、断线运行等故障类型和相别的判断 当系统发生单相接地故障时，装置通过真空断 路器的快速涡流驱动机构，在15ms内把弧光接地 转换为金属接地，熄灭电弧 （下转第128页） 收稿日期2020-04-13 ・99・ 总第454期内蒙古科技与经济 为重要，因此在库房中建立系统的熏蒸 和良好 的通风系统将防治工作变得操作简单、安全、系统和 高效是 要的 温湿度是有害生物生存的必要条件之一，建立 统、智能的 温系统将温度长期、稳定的控制 在14C〜16C之间，湿度为50/〜65 ，是 储 存过程中有效控制微生物和虫害 危害的有力保 证 时在库房完善紫 菌系统能 生物的 防治变得操作简单，安全和方便 时，在 的内墙和 上油漆和防霉剂 的使用 制霉菌起到良好的防治效果因此，库 房完 的 是 保存 有力的保障 3. 2 防治措施的多元化 采用地 生物和虫害的防治措施，主要 括温湿度的控制、利用 剂熏蒸、紫 菌法 一的 只 类的有害生物 有效，如将温度控制在20C时，湿度控制为50〜 65时 于防治霉菌的发生，但对于虫害20C是 比较合适的 温度，虫害能继续 和危害当 温度低于16C，害虫 缓慢，但 些处于 温下、正常流通的使用 的 保存又 成了新的 因此科学、合理地 防治措施 有效地结合起来是保障 危害的有效方法 用熏蒸和紫外照射 能有效 细菌和真 菌，同时也能防治虫害，然后进 温和 处理 能防治细菌、真菌和虫害的繁衍 进行有效保 护因此，有害生物的 防治效果比 3. 3 规范化管理 为了保障库房的 、整洁，防治有害生物的侵 入，应该 房的 制定一 的 制度 3. 3. 1 定时对库房进行全面系统的清理、检查对 库房的检查工作主要包括库房 的运行情况，以 房的温度湿度的检查、库房防水，以 房储藏 的纸 资料进 面的检查，查看是否有被虫蛀、 发 情况，一经发现 采取相应的措施进行处 ，以防微生物和虫害大面积的危害 上接第99页 同时系统过 限制在线电压 以内，阻止了故障向相间短路发展 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 亠 一 叩一 T x - - T x - - GN-隔离开关、JZ分相接地快速开关、YH-电压互感器、RD-高压熔断器、YK-电压监测控制器 DR■半导滋自限流抑制器、LEP-大能容能■吸收器、LH-电流互感SsZK-W机塚合控制器 图图1配网故障综合管控系统一次系统图障综合管控系统一次系统图 发生断线故障时，装置发出 信号并输出 3.3.2 对进出库房的人员进 的管理人本身 就是一个微生物附着的一个载体，在人的衣服上存在 大量的微生 类，因 人员和相关的人员在进 房时，要求换上库房中的工作服和拖鞋，以减少 生物的带入和 的带入，有利于保 房的良好 的卫生同时要求在相关人员查阅资料时，戴上手套 以防手上细菌传到书籍上系统 的出入人员的 规范 ，有利用阻 来微生物源 3. 3. 3 定时 房进 面的 卫生对 有害生物危害的防治 重要的作用，虽然对库房 的 和出入人员的规范 ，但时间长了以后 房还是会 染，因此在 的时期内要对库房 进行一 面的 ，有 房的 ，定期通风处 、紫 菌和熏蒸处 有利于控制微生物和害 虫的生长在全面的 整理的过程中，有 检 查库房是否出现湿度过大、书籍发 情况，便于及 时对危 时处理 ［参考文献［参考文献 「1“ 芬，丁建利”对 生物的分 离鉴定及防治河北科技图苑，2001,14 5 173〜74” 「2“ 蔡洪涛”藏书中微生 类的 析「J“ 青海师范大学学报自然科学版999 1 53 〜55. “ . 生物对 、档案的危害及其防 治“.枣庄师范专科学校学报，2002,192 89 〜91. “ ，张乃光 ”中国 案 、 分类地位、名录和分布“.图书馆论坛, 1997，6 41 〜43. “ 芬” 案 类、危害及防治“. 河北科技图苑000,1 72〜73. “ 葛宝华.溫度和湿度对 寿命的影响与阴 雨季节的图书保护“.河北科技图苑，1996, 12425,63. 一个DO信号，作为 闭锁的条件 于 项目，普遍使用 供电的电 力系统，配网故障综合 统可以更有效的 ； 相接地故障带来的 4 结结 矿电力系统中共电线路采用 I 越来 的时候，煤矿电力系统发生单相接地故障 能够及时、准确的 故障，对于提高电力系统运 行的可靠性和煤矿 生产 重大 本文通过 矿电力系统的 ，提出了采用 网故障综合 统来代替 线圈实现 相 地故障的保护，可以及时 故障，提高供电可靠 性具有在行业内推广应用的价值 ［参考文献［参考文献 「1“ 电力系统分析「M“武汉华中科技大 学出版社0166. 「2“ 顾永辉.煤矿电工手册M“.北京煤炭工业 出版社0058. ・128・