浅谈煤矿高压开关柜的应用.pdf

当代化工研究 Modern Chemical Reseufch2020 10 技术应用与研究 浅谈煤矿高压开关柜的应用 *曲小飞 （山西华鑫电气有限公司山西045000） 摘耍在煤矿高压开关柜应用过程中，会由于开关柜采购、运输、安装、使用及调试过程中频繁发生的多种问题，给实际工作带来不 便.本文着重分析煤矿高压开关柜应用过程中所出现的一系列问题，并总结相关经验，为有关人员提供借鉴. 关键词煤矿高压开关柜；应用；问题 中图分类号TD 文献标识码A A Brief Discussion on the Application of High-voltage Switchgear in Coal Mine Qu Xia o fe i Sh a n xi Hua xin El e c tr ic Co ., Ltd ., Sh a n xi, 045000 Abstract In the application process of high-voltage switchgear in coal mine, many problems frequently occur in the process of procurement, transportation, installation, use and debugging of switchgear, which bring inconvenience to practical work. This paper focuses on the analysis of a series of problems arising from the application of high-voltage switchgear in coal mines, and summarizes relevant experiences, so as to provide reference for relevant personnel. Key words z coal mine high-voltage switch cabinet\ application question 1. 电源进线以及馈出线使用的接线方法 一般情况下在煤矿高压开关柜上经常应用的会出现连 接方式一般为两种，第一直接连接到电缆上，第二由柜顶穿 墙套管直接引出进出线，并且将进出线连接到母线桥梁上， 或者是由母线桥梁在经过穿墙套管直接连接到架空线上。而 另外一部分电缆则由电缆架直接引入到柜顶，连接到柜内体 部或是连接到柜顶上，另外再安装有安全网架。一般情况下 在煤矿高压开关柜订货过程中，虽然一部分单位提供了标准 方案及一次系统图，但是在这些方案及图纸上并不能十分清 楚标注了电源进线以及出现的接线方法。此时应当根据开关 柜的实际安装需求，直接的将该要求呈现于技术协议上，防 止在现场安装时，出现未考虑在内的问题，影响安装进度。 2. 柜体排列平面布置 煤矿高压开关柜生产厂家在整体高压开关柜内隔板母 线、分段支架以及终端护板等部位施工过程中，其主要依据 的标准主要为操作面的详细位置以及柜体的排列顺序。在现 场进出线位置确定时，要求进出线的实际位置符合平面布置 图的布置，特别是在平面布置图上还需要呈现出正确的柜体 操作面方向，以确保高压柜到达施工现场后，能够及时完成 安装工作。然而这一项柜体排列平面布置工作在初期并没有 受到足够重视，这就导致了高压开关柜在进入施工现场后， 发现高压开关柜的规格及标准并不符合现场施工要求，导致 返工，浪费不必要的人力物力。 3. 选择正确的断路器开断容量 在煤矿高压开关柜应用过程中，需选取合适断路器所 考虑在内的多个指标，除了断路器本身的额定工作电流、额 定工作电压以及断路器型号之外，还需要正确的选择何时断 路器开断容量。然而一部分施工图纸中没有选定特定开断容 量，而导致断路器制造商在工程设计时面临重重困难。还有 一部分仪器制造商没有考虑到系统短路时参数变化状况，未 选取合适断路器开断容量浪费大量资金，这就表明了选取合 适开断容量断路器具备的重要意义，其不仅能保证高压开关 柜安全稳定运行，还能降低产品制造投入成本。 4.高压电容器组的连接方式 在高压电容器组连接过程中，一般选择的均为单星形 接线或者是双星型接线方式，但是在一部分施工的一次系统 图中所标明的电容器组的连接方式仍然是以三角形的方式连 接。在自然情况下如果电容器组出现了全击穿短路故障，就 可能会使得整体电容器组发生爆炸或是起火。而一旦高压电 容器的选择连接方式选定为星形连接，那么在全击穿短路故 障发生时，所出现的故障电流会由于受到电容器组的限制而 不容易出现安全事故。也因此，无论高压电容器组并联时的 容量是大还是小，都需要使用双星形接线或是单星形接线方 式。在煤矿开采过程中，应用高压开关柜时所选用的变压器 高压熔断器容量控制在30〜50千伏为范围内，而变压器的高 压测试用的一般为熔丝保护。 放点电阻与电容器的连接图 k-电容与电阻之间的连接系数 图1单项四线电机电容接法 5.选择主母线 在煤矿高压开关应用过程中，在一次系统图上需直接 表明出所选定的主母线的材料及规格，但是一部分施工单位 所设计出来的一次系统图纸却并不包含所选定的主母线材料 或者是规格，这就不符合有关要求，在主母线选择过程中所 当代化工研究 OO Modent Chemical Reseach 技术应用与研究 2020 ・ 10 选定的材料及规格，除了能够保证主母线在高压开关柜应用 过程中能够满足主母线在长期额定工作电流条件之下温度限 度，同时如果高压开关柜中的系统出现短路故障也能够经受 的起动热稳定的考验。也因此，必须选取合适主母线，同时 由设计单位在一次系统图设计过程中，直接计算出应当选定 的主母线的规格。 6. 选择高海拔地区元器件 一般情况下空气密度会随着海拔的升高而降低，此种情 况下在高海拔地区选择元器件过程中必须注重散热条件的影 响，因为在高海拔地区高压元器件运行过程中，其温度势必会 升高，但是空气中的温度同海拔高度增加，呈现负增长趋势。 所以如果在高海拔地区使用高压元器件，因为元器件的额定电 流始终保持不变，但是气压随着海拔的升高而逐渐降低，元器 件的空气绝缘强度也在逐渐减弱，这就不断削减元器件外表的 绝缘强度。也因此，在高海拔地区选择元器件的过程中，可以 直接的使用热缩材料将母线包裹在内，确保元器件之间具备更 高空气间隔。又由于高海拔地区往往位于高原地区，交通并不 方便，在一些电子仪器设备的购买、运输以及之后的安装调试 及使用过程中，都面临着更多困难，因此在元器件购买时必须 明确这一部分困难，并提出相应解决措施。 7. 交流操作控制电源容量问题 一般，煤矿高压开关柜应用过程中所应用的二次操作 电源应用的往往为220伏交流供电电源，为了确保供电系统 具备较高可靠性及有效性，所选用的切换装置往往为双电源 切换装置。在两路电源中，一路电源主要有变压器经过中间 变压器进行供电，电路电源则由电压互感器经过中间变压器 进行供电，因此需选取合适中间变压器的容量。其中一路电 源主要是由电压器进行供电，因此中间变压器的容量大小在 规定范围内并不影响供电效果；后者所选定的中间变压器的 容量就不能超过标准值，而必须考虑到供电的电压互感器所 能够承受的最大压力。但是，一部分使用单位一次图纸过程 中，直接选定中间变压器的容量，而并没有确定电压互感器 的最大极限容量，这样不能够满足变压器容量的需求，因此 必须根据煤矿高压开关柜的实际状况以及实际的需求，而正 确的选取合适的电源容量。 8.真空断路器过电压保护 由于真空断路器的体积较小，重量较轻，在断路器应用 过程中不会污染周围环境及空气，具备较长寿命，又能够频 繁进行操作等一系列优点。在6〜10伏系统中广泛的使用了 真空断路器，然而由于该断路器具备较快的分断速度，容易 产生威胁到电动机以及变压器的匝间绝缘以及主绝缘，也因 此，在真空断路器的使用过程中，必须使用一定的限制过电 压的措施，比如说可以应用并联氧化锌避雷器或是使用负载 侧并联组容吸收装置而限制过电压，但是在一部分设计图纸 设计过程中，设计师却忽略了过电压限制措施的标注。 图3 zn 63-12固定式真空断路器 9.系统运行方式及一次接线方案之间关系 整体煤矿高压开关柜系统的运行方式密切的联系到一次 接线方案中，比如说在煤矿高压开关管理过程中，一部分使 用单位使用的供电方式为2路电源供电方式，同时还要求除 供电方式外还必须配备有BZT装置。在此情况下，一次接线 往往分为单母线部分段以及单母线分段两种基本形式，其中 前者从2路电源进线运行方式主要为一供电一备用，或是互 为备用，如果需要应用到BZT装置功能作为备用电源，必须 还需要额外装设电压互感器，以确保备用电源具备有同标准 值相适应的三相电源电压值，而在工作电源母线侧还必须对 于目前三相电压值进行检验，确保三相电压值降到标准值以 下或是直接消除，这两种基本形式会随着运行方式的不同有 着不同的对于一次接线方案的要求，同时单母线分段系统运 行方式也不相同。 比如说二段的供电主要依靠二路径线电源进行，作为备 用电源，也可以直接的由一路电源供电目前始终处于投切状 况。如果主母线失电，能够自动投入备用电源，完成供电。也 因此系统的运行方式直接的关联到一次接线方案的选择，所以 使用单位在订货过程中就必须根据煤矿高压开关柜系统的运行 方式以及所提供的一次系统图纸，选取合适的一次接线方案。 总而言之，在煤矿应用高压电压开关柜时，必须考虑到 以上多种因素，确保进入到煤矿中高压电压开关柜满足地下作 业基本要求，能够正常运行，为煤矿企业获取更高经济效益。 【参考文献】 [1] 薛瑞，高维翔,卞连兵，等.电弧光保护装置在煤矿高压开关 柜中的应用[J ].煤矿机电, 2016 5 86-88. [2] 王敬.煤矿高压开关柜中电弧光保护装置的应用[J ].能源 与节能,2018,158 11 152-153. [3] 程应顺，王涛，王博.直流控制电源在煤矿井下高压开关柜 中的应用[J ],中国煤炭,2015, v. 41; No. 4731286-8794. [4] 张润果.浅谈高压开关柜中电力互感器的运用[J ].科技情 报开发与经济,2010, 20 8 224-225. 【作者简介】 曲小飞 1988-,男，山西华鑫电气有限公司；研究方向 成套配电，开关柜，变压器.