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摘要:目前,常村煤礦供電保護(hù)系統(tǒng)存在著定值整定困難以及越級跳閘等問題,這些問題的存在對于供電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行會帶來極為不利影響。從常村煤礦目前供電保護(hù)系統(tǒng)實(shí)際問題出發(fā),分析了常村煤礦供電系統(tǒng)越級跳閘問題具體原因,并且設(shè)計(jì)了常村煤礦供電保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)改造方案,從實(shí)際運(yùn)行情況來看,常村煤礦供電保護(hù)系統(tǒng)經(jīng)過技術(shù)改造之后運(yùn)行穩(wěn)定,最大限度地防止了越級跳閘問題出現(xiàn),值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:煤礦;供電保護(hù)系統(tǒng);越級跳閘;技術(shù)改造
1常村煤礦供電系統(tǒng)問題分析
最近幾年時間,常村煤礦在開采過程中所使用的機(jī)械設(shè)備數(shù)量越來越多,開采作業(yè)的機(jī)械化水平逐步得以提升,而且井下開采作業(yè)面也逐步的擴(kuò)大,使得供電系統(tǒng)也隨著煤礦開采的不斷深入而一直延伸[1]。另外,由于常村煤礦井下作業(yè)條件具有一定特殊性,使得供電系統(tǒng)面臨著一定的安全問題。
1.1供電系統(tǒng)中越級跳閘問題嚴(yán)重
在常村煤礦之中,作業(yè)面所采用的保護(hù)裝置為速斷過流保護(hù)裝置,因?yàn)槊旱V作業(yè)面所面臨的環(huán)境相對較為復(fù)雜,同時作業(yè)面設(shè)備在供電過程中所涉及距離相對長,設(shè)置有3端線路,不存在相應(yīng)的時間極差,供電系統(tǒng)之中供電線路的具體保護(hù)定值無法準(zhǔn)確加以確定,未能設(shè)置最小的保護(hù)區(qū)間。而且,由于煤礦開采過程中不同級別的采區(qū)之間所設(shè)置變電站存在級聯(lián)問題,因此,僅僅借助于設(shè)置時間極差這一方法針對不同供電線路加以整定基本無法實(shí)現(xiàn),在供電系統(tǒng)之中,在出現(xiàn)短路問題情況下便經(jīng)常發(fā)生越級保護(hù)問題,使得作業(yè)面出現(xiàn)了較大范圍停電現(xiàn)象,對于作業(yè)的安全性影響極大[2]。
1.2漏電保護(hù)不能夠進(jìn)行有效比較使得誤動作頻出
常村煤礦所采用的漏電保護(hù)裝置其自身所擁有抗電磁干擾性能相對差,進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳輸以及數(shù)據(jù)信息處理對應(yīng)速度均相對慢,不同的支路之中零序電流唯有結(jié)合其具體狀況加以辨別,不能夠確保將不同的支路和其上級支路加以對比分析。若是發(fā)生接地問題亦或是漏電問題情況下,因?yàn)槌4迕旱V所采用的保護(hù)裝置不具備集中選線這一功能,使得非故障供電線路存在誤拉閘問題,而在進(jìn)行供電恢復(fù)過程中則需要消耗相對長的時間。
1.3供電系統(tǒng)保護(hù)裝置功能不夠齊全
目前常村煤礦所應(yīng)用到的供電系統(tǒng)保護(hù)裝置對應(yīng)功能不夠齊全,無法很好地達(dá)到供電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行需求。常村煤礦所應(yīng)用的保護(hù)裝置僅僅可以針對線路之中存在的故障信息加以記錄,但是未能應(yīng)用相應(yīng)的故障錄波軟件,不能夠?qū)收闲畔⒓右苑治?。在進(jìn)行定值修改時,也只能是借助于設(shè)置在現(xiàn)場的一些按鈕加以實(shí)現(xiàn),進(jìn)行供電系統(tǒng)的整定過程中不僅整個工作較為繁瑣,同時又會消耗大量的時間,使得人工作業(yè)強(qiáng)度進(jìn)一步增大。另外,常村煤礦所應(yīng)用的供電系統(tǒng)保護(hù)裝置其通訊能力相對較差,井下供電系統(tǒng)保護(hù)裝置與井上監(jiān)控裝置之間沒有有效的通訊,所以,無法實(shí)現(xiàn)“遙信”、“遙控”以及“遙測”等功能,需要人工對井下供電系統(tǒng)加以巡查,而且對于高爆開關(guān)進(jìn)行操作過程中同樣需要借助于人工完成。
2常村煤礦供電系統(tǒng)越級跳閘問題具體原因
目前,在常村煤礦供電系統(tǒng)之中,存在的主要問題便是越級跳閘的問題,而出現(xiàn)越級跳閘問題的原因又較為復(fù)雜,所以,需要結(jié)合常村煤礦具體情況,針對發(fā)生越級跳閘問題的具體原因加以探究。常村煤礦現(xiàn)階段依舊采用的是速斷過流裝置,在上圖之中相應(yīng)的方塊結(jié)構(gòu)便為速斷過流裝置,因?yàn)椴淮嬖跁r間極差,使得其必須對于整條線路加以保護(hù)。其中705號供電線路之中所設(shè)置的速斷過流裝置具體保護(hù)區(qū)間為由705開關(guān)起始至1#變電所之中1號進(jìn)線高爆開關(guān)區(qū)間對應(yīng)供電線。2#變電所對應(yīng)的2號高爆開關(guān)速斷過流裝置具體保護(hù)區(qū)間為2#變電所對應(yīng)的2號負(fù)載饋線區(qū)間。若是2#變電所對應(yīng)的2號高爆開關(guān)負(fù)載饋線和母線相接近部位出現(xiàn)短路問題,因?yàn)榇烁弑_關(guān)至1#變電所對應(yīng)的2號高爆開關(guān)對應(yīng)供電線長度為620m,兩者發(fā)生短路情況下所出現(xiàn)的電流值大小幾乎一致,如此便會使得速斷過流保護(hù)的具體定值不易進(jìn)行整定,而且在發(fā)生短路問題情況下出現(xiàn)的電流值又相對大,會導(dǎo)致越級跳閘問題的出現(xiàn),使得1#變電所對應(yīng)的Ⅰ段母線以及2#變電所對應(yīng)的Ⅰ段母線均會出現(xiàn)斷電現(xiàn)象。
3常村煤礦供電保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)改造方案
3.1供電保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)改造方案概述
此次所進(jìn)行的供電保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)改造其借助于點(diǎn)對點(diǎn)光纖局域網(wǎng),確保供電系統(tǒng)實(shí)時運(yùn)行信息能夠達(dá)到全站共享的目標(biāo),確保把不同采區(qū)之中變電所內(nèi)的全部高爆開關(guān)對應(yīng)模擬量和開關(guān)量等數(shù)據(jù)信息都集中于井上控制系統(tǒng)之中的測控設(shè)備上,這樣便能夠確保保護(hù)測控設(shè)備能夠?qū)崟r地結(jié)合具體數(shù)據(jù)開展保護(hù)匹配工作[3]。把3端供電線路和多端供電線路所涉及區(qū)間看做是相對大節(jié)點(diǎn),然后針對這一節(jié)點(diǎn)利用基爾霍夫定理加以判別,從而得出此區(qū)域內(nèi)供電系統(tǒng)的平衡情況,最終通過判別結(jié)果得出發(fā)生故障問題的位置,保障出現(xiàn)饋線故障問題情況下聯(lián)絡(luò)線處于可靠狀態(tài),不會出現(xiàn)動作,這樣便能夠防止發(fā)生越級跳閘的問題。所設(shè)計(jì)的供電保護(hù)系統(tǒng)改造方案如圖2所示。在所有開采區(qū)域內(nèi)變電所的全部進(jìn)線高開內(nèi)側(cè)部位設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)裝置,確保線路之中電流數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)以及開入量數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)均能夠達(dá)到數(shù)字化轉(zhuǎn)化的目標(biāo),然后借助于點(diǎn)對點(diǎn)光纖局域網(wǎng)絡(luò)將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息輸送至設(shè)置在1#與2#變電所之中的光信號傳輸接口裝置之中,而且還可以收到設(shè)置于井上測控設(shè)備所發(fā)出的出口命令信息,確保實(shí)時地對開關(guān)裝置進(jìn)行控制,保障開關(guān)能夠準(zhǔn)確完成跳閘動作、合閘動作等。測控設(shè)備會依照所接收到的相應(yīng)數(shù)據(jù)信息開展邏輯計(jì)算工作,然后借助于隔爆類型的光傳輸接口裝置將所作出的相應(yīng)控制指令下發(fā)到各個保護(hù)裝置之中,確保對供電系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)的保護(hù)。
3.2供電保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)改造方案實(shí)施
此次針對常村煤礦供電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造是采用的全數(shù)字改造方案,在此技術(shù)改造方案之中,將作業(yè)面供電系統(tǒng)之中以及較易發(fā)生越級跳閘問題的6kV供電線路之中均設(shè)置上智能保護(hù)裝置,借助于光纖局域網(wǎng)把實(shí)時所收集到的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)綔y控設(shè)備之中,在實(shí)現(xiàn)了全站數(shù)據(jù)信息實(shí)時共享目標(biāo)前提下依照下列具體原則進(jìn)行配置保護(hù)工作:(1)不同的變電所所對應(yīng)聯(lián)絡(luò)線路之中均設(shè)置雙側(cè)差動保護(hù)裝置,同時設(shè)置上3端供電線路的差動保護(hù)裝置[4];(2)不同的變電所所對應(yīng)母線之中均設(shè)置上母線差動保護(hù)裝置;(3)不同的負(fù)荷供電線路之中均設(shè)置上對整個供電線路有保護(hù)作用的過流速斷保護(hù)裝置。依照常村煤礦目前供電系統(tǒng)實(shí)際情況。此次針對常村煤礦供電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行的改造確保了不同的保護(hù)裝置都設(shè)置有相對精準(zhǔn)的動作控制范圍,在供電系統(tǒng)之中出現(xiàn)了相應(yīng)的故障問題情況下,保護(hù)動作都可以依照最小斷電區(qū)域這一保護(hù)原則進(jìn)行動作,而且能夠進(jìn)行全數(shù)字化控制,確保對供電系統(tǒng)的保護(hù)更為靈活,能夠有效解決常村煤礦供電系統(tǒng)存在的越級跳閘故障問題。
4常村煤礦供電保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)改造實(shí)際效果
此次針對常村煤礦供電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息全站實(shí)時共享的目標(biāo),而且所設(shè)計(jì)供電保護(hù)系統(tǒng)擁有相對強(qiáng)的錄波功能,所以,在發(fā)生保護(hù)動作情況下便能夠?qū)崿F(xiàn)全站錄波操作,對于供電系統(tǒng)之中的電流值、電壓值以及開關(guān)量等數(shù)據(jù)加以全面記錄,可以將出現(xiàn)故障問題時相關(guān)信息完成橫向?qū)Ρ纫约翱v向?qū)Ρ龋瑥亩_保更加準(zhǔn)確找到故障問題,給常村煤礦工作人員可以在最短時間之中將供電系統(tǒng)故障問題清除工作給予了非常大的支持,作業(yè)人員能夠借助于終端顯示裝置在井上控制室之中進(jìn)行查看,對波形開展分析工作,同時也能夠?qū)⑾鄳?yīng)信息傳輸至調(diào)度室。在常村煤礦供電保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)改造實(shí)際運(yùn)行近兩年的時間內(nèi),從實(shí)際運(yùn)行情況可以看出,所進(jìn)行的供電保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)改造運(yùn)行非常穩(wěn)定,相關(guān)設(shè)備所擁有的功能較為齊備,而且擁有相對強(qiáng)的擴(kuò)展功能,便于作業(yè)人員進(jìn)行日常巡檢以及維護(hù),確保了對供電系統(tǒng)的保護(hù)擁有更為優(yōu)良的選擇性以及迅速性,最大限度地避免了越級跳閘問題出現(xiàn),可以達(dá)到常村煤礦作業(yè)面供電保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的相關(guān)要求。
5結(jié)束語
煤礦井下作業(yè)環(huán)境相對而言較為復(fù)雜,供電系統(tǒng)在運(yùn)行過程中也會受到很多外界因素的干擾,便極易導(dǎo)致供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題。若是供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題,將會嚴(yán)重影響到煤礦正常開采作業(yè),還有可能導(dǎo)致井下瓦斯聚集,對于井下作業(yè)人員人身安全造成極大威脅。常村煤礦結(jié)合自身供電系統(tǒng)實(shí)際情況,通過建立防越級跳閘保護(hù)系統(tǒng),對供電保護(hù)系統(tǒng)加以改造,在經(jīng)過一年多的運(yùn)行之后,經(jīng)過改造后的供電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,日常維護(hù)作業(yè)較為簡便,能夠?qū)╇娤到y(tǒng)進(jìn)行有效保護(hù),取得了良好的運(yùn)行效果,值得其他煤礦推動應(yīng)用。
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作者:劉峰 單位:同煤集團(tuán)晉華宮礦