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10kv高壓隔爆真空配電裝置保護器技術(shù)探討論文
關(guān)鍵飼：更換；井下高開保護；提高；供電；可靠性；靈敏性
摘要：為了提高煤礦井下10kV高壓隔爆真空配電裝置動作的靈敏性和可靠性，避免因開關(guān)保護誤動、拒動給安全生產(chǎn)帶來較大的隱患，經(jīng)過廣泛的現(xiàn)場調(diào)查了解和進行理論研究探討，建議對高壓隔爆真空配電裝置的保護器進行技術(shù)改進，進行更新?lián)Q代，這樣可以大大的提高煤礦井下供電的安全可靠性，動作的靈敏性，對高壓開關(guān)實現(xiàn)監(jiān)控和變電所無人值守。
1、概述
隨著煤礦生產(chǎn)自動化程度的不斷提高，煤礦井下對供電系統(tǒng)的安全性、可靠性、靈敏性的要求越來越高，現(xiàn)在煤礦井下10kv變電所使用的高壓隔爆開關(guān)和保護隨著廠家的不同和更新?lián)Q代的不同，性能各不相同，運行質(zhì)量差異較大。
山西新元煤炭有限責任公司井下10kv變電所使用的高壓隔爆開關(guān)的保護為山西華鑫公司生產(chǎn)的ZDZB-AX型微電腦綜合保護器，在設(shè)備運行中出現(xiàn)了保護存在誤動、拒動和越級跳閘現(xiàn)象，給安全生產(chǎn)帶來很大的隱患。造成問題的原因主要有以下幾方面：
(1)使用的保護器基本上是半模擬半數(shù)字保護，會出現(xiàn)定值飄移，造成保護誤動或拒動，同時保護器精度差，定值不能連續(xù)調(diào)整，只能按倍率調(diào)整，無法實現(xiàn)上下變電所的保護配合，導致越級跳閘。
(2)電壓互感器、電流互感器精度低(使用的精度等級為3級)，不能很好地滿足保護配置的要求。
(3)保護器電源不能短期維持供電，基本上是線l生模擬電源，工作范圍小，抗干擾性能差，供電電壓波動常引起保護工作不正常。
(4)漏電保護主要采用固定的零序電源定值比較法來實現(xiàn)，沒有考慮零序方向和不平衡電流的影響，往往造成誤動或拒動。
(5)保護器沒有失壓保護，失壓保護是靠開關(guān)的失壓脫扣線圈實現(xiàn)的，無法區(qū)分電壓波動和母線真正失壓。
2 綜合保護器的技術(shù)改進。
2.1、保護器技術(shù)參數(shù)：
工作電源額定電壓：三相交流100V允許偏差－20％-+20％
電流保護元件：電流定值：0.21n--10In延時定值：0.01～20S
漏電電流保護元件：電流定值：0.02In-2In延時定值：0.01～20S
過(低)電壓保護元件：電壓定值：2～150V延時定值：0.01～20S
2.2 高壓開關(guān)綜合保護器改造方案
2.2.1、原線路不變的基礎(chǔ)上增加1個航空插頭和ZBT-11型高壓開關(guān)綜合保護器。
2.2.2、拆除失壓線圈。
2.2.3、更換電壓互感器。將原3級電壓互感器為更換后為0.5級，更換后使供電AC100V電壓輸出誤差得到提高，使高開在運行時對過壓、失壓能準確判斷并能可靠分閘，并能防止高開的誤動作，以提高供電質(zhì)量。
2.2.4、更換電流互感器。原使用電流互感器為3級，為適應更換保護(zBT-II型)的精度，使保護在短路、過流、過載運行計算精確，防止越級跳閘出現(xiàn)大面積停電，更換為0,5級的電流互感器。
2.2.5、更換零序電流互感器，原使用的為1A／100+-5mv更換后為1A／100+1mv，在漏電、單相接地時能更精確運算，準確采集零序電流，并能準確通過cpu運算跳閘，并能分辨是哪段線路漏電。
2.2.6、更換分勵線圈。原分勵線圈電壓等級為DC24，變?yōu)镈C110的分勵線圈，分勵線圈在安裝時跳閘行程已調(diào)整并試驗。
2.3、綜合保護器整定、參數(shù)調(diào)整：
2.3.L、在更換保護時，檢查原整定參數(shù)如過載、短路、漏電及動作時間，在更換后按原參數(shù)設(shè)定。
2.3.2、更換保護時，進線高開(總開關(guān))漏電時不投入跳閘，只投報警，為不使整個系統(tǒng)停電、停風。
2.3.3、更換保護后，進線高開(總開關(guān))整定中不投入過電壓和零序過壓，只發(fā)告警信號，因為一旦出現(xiàn)過壓或零序過壓，使整個系統(tǒng)感受過壓，如果保護跳閘，會造成大面積停電、停風。
2.3.4、更換保護后，總開關(guān)整定中不投失壓保護，為防止電壓過低跳閘大面積停電，過載也不投入。
2.3.5、更換保護后，總開關(guān)整定中只投入短路、過流保護，短路根據(jù)所帶負荷的最大設(shè)備整定，過流按總負荷的1.5倍整定。
2.3.6、更換保護后，分開關(guān)在整定中投入短路、過載保護，根據(jù)原數(shù)據(jù)進行整定，過流不投入使用。漏電I段投入跳閘，根據(jù)電纜長度和系數(shù)計算漏電電流整定，零序電壓根據(jù)躲過開口三角形輸出的最大不平衡零序電壓整定，一般為15～30V，在漏電Ⅱ只投告警以提示用戶有漏電或接地故障，整定按躲過本線路本身的容性電流的1.5倍整定。
2.3.7、更換保護后，瓦電閉鎖是根據(jù)用戶的使用情況自行投入，可選擇常開或常閉，現(xiàn)在都沒有投入使用。 2.4、整定完所有參數(shù)時各功能試驗：
2.4.1、用遙控器操作合、分閘各5次，應可靠合、分閘，并顯示正常。
2.4.2、在門上操作啟動按鈕時應可靠合閘，顯示應相符，按停止按鈕時應可靠分閘，并正常顯示，各試驗5次。
2.4.3、在門上操作漏電按鈕應可靠動作并顯示漏電故障，并能記憶，故障指示紅燈亮，試驗2次應正常。
2.4.4、在門上操作移位、確認、取消三個按鈕能對保護所有參數(shù)進行查詢及修改，試驗各5次應正常。
2.4.、門上的照明按鈕按下時箱體內(nèi)的燈應亮，并能觀察導電桿的插入是否到位，以防止誤操作。
2.4.6、合閘后應用手動分閘可靠，試驗5次應正常，手動合閘5次并可靠正常。
3 保護器改進的優(yōu)點
3.1、采用雙CPU的設(shè)計結(jié)構(gòu)，使保護器具備很強的保護和通訊功能，同時降低了CPU的負載率。
3.2、采用高速高精度低功耗A／D轉(zhuǎn)換芯片，使保護器具有很高的保護和測量精度。
3.3、采用智能型開關(guān)電源，確保保護器在失電后能夠可靠動作并把故障數(shù)據(jù)上傳到地面。
3.4、提高電壓、電流互感器的精度等級(提高到0.5級)，根據(jù)負荷情況進行合理整定等環(huán)節(jié)。
3.5、高可靠性的高速串行存儲器用于保存定值和保護器動作事件，所有數(shù)據(jù)掉電不丟失。
3.6、改進漏電保護性能。
3.7、保護器上增加失壓保護功能
3.8、保護器結(jié)構(gòu)簡潔緊湊，接觸安全可靠，易維護和抗干擾能力強。
4 綜合保護器改進后的保護功能
4.1、短路保護：當負荷側(cè)出現(xiàn)短路故障時，保護器配置有三段式定時限過電流保護。
4.2、電纜絕緣監(jiān)視保護：對高壓開關(guān)負荷側(cè)使用的雙屏蔽電纜的屏蔽芯線，屏蔽地線之間實現(xiàn)絕緣監(jiān)視保護功能。
4.3、具備風電閉鎖和瓦斯電閉鎖的遠程斷電功能。
4.4、采用高速高精度A／D芯片能夠精確實時采集三相電壓和電流。
4.5、改造失壓脫扣方式，由原失壓線圈脫扣改進為保護器供出信號驅(qū)動分勵線圈動作跳閘。
5 應用實例
2009年3月山西新元煤炭有限責任公司礦井通過對井下10kv變電所的高壓隔爆真空配電裝置保護器的改造，共改造更換高開保護器52臺，全月未出現(xiàn)1次大面積停電和越級跳閘現(xiàn)象，開關(guān)試驗動作靈敏可靠，先進的人機界面系統(tǒng)，更加體現(xiàn)了人性化的設(shè)計理念，供電系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)準確可靠，故障記錄掉電不丟失，增強了抗干擾能力，具有聯(lián)網(wǎng)通訊接口，實現(xiàn)了遠方監(jiān)測監(jiān)控和“四遙”功能。提高了供電的質(zhì)量，確保了安全、可靠、動作靈敏，為礦井的正常生產(chǎn)提供了極大的保障。
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