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試論煤礦設備電氣保護的發展

發表時間:2020-07-31
 試論電氣保護的發展


 
摘要:隨著微機技術的應用與發展,以單片機為核心的高壓開關智能綜合保護技術,能夠較好地完成對多路信號進行處理,增強和增加了保護的功能,本文主要探討了煤礦高壓供電設備電氣保護的發展,其應用對于提高供電質量、保證人身 、完善電網保護都具有很重要的現實意義。


關鍵詞:煤礦設備電氣保護高壓防爆智能控制
一、引言
煤礦井下工作的環境惡劣,負荷波動大,工況很不穩定,瓦斯煤塵積聚、滴水冒頂事故等會使電氣設備絕緣強度逐漸降低;同時由于工作人員維護不當或操作錯誤、輸電線路的導線斷裂等原因,經常會出現漏電及單相接地故障。接地故障若不及時排除,電網各相線會運行在線電壓下,長期運行將導致絕緣擊穿,甚至發生三相或兩相短路事故[1]。所以,為了避免事故的發生,保障人身 ,有效減小事故范圍,研究高性能的高壓防爆開關智能保護控制系統具有重要現實意義和發展遠景。
二、電氣保護的發展與應用

500短篇超污多肉推荐 目前煤礦供電設備有礦用一般型高壓開關柜、高壓防爆配電裝置、移動變電站(或礦用變壓器)、饋電開關及磁力啟動器等,其電氣保護裝置的類型繁雜多樣,功能品質不一而足。高壓設備主要是高壓開關柜與高壓防爆配電裝置。其中礦用一般型高壓開關柜大多應用于礦井地面變電所及低瓦斯礦井的井底車場,總進風巷和主要進風巷,其通用的繼電保護裝置一般均以電磁感應式為主,用以實現反時限的過載、定時限的過流、瞬動短路、失壓(或欠壓)及漏電(也稱接地)保護等功能。因其結構簡單,工作可靠,現場具備一定的維護水平[2]。

隨著PBG系列和BGP系列開關的大量應用,逐漸過渡到真空斷路器階段。高壓保護裝置伴隨著高壓開關的發展也經歷了從過流繼電器和高壓熔斷器到模擬為主模數結合保護再到智能綜合保護三個階段。前兩個階段的保護器參數的分散性大,易受環境的干擾,可靠性較差,優點是結構簡單,成本低,因此得到了較為廣泛的應用。智能保護器能夠把多項保護功能通過MCU進行處理,使得保護功能增加,而同時成本不會增加太多,因此具有很強的發展空間。近幾年來推廣的高壓防爆真空斷路器、綜合保護器(或電子繼電保護單元)及電能計量裝置等,具有漏電監視、過流、失壓及過壓等保護功能,可顯示電壓、電流和故障類型等。真空斷路器既能電動合、分閘,又能手動合、分閘。
目前市場上以北京順城電子技術公司的GSZJ-H5_A型系列高壓開關數碼綜合保護監控器為主,采用了先進的微機技術,依據煤礦井下特殊環境而專門設計,是10KV、6KV和3.3KV各型變壓器中性點不接地供、變電系統中電力開關專用 多功能綜合保護裝置。該保護器可以安裝在PBG系列及BGP系列等礦用防爆型高壓開關內使用,可以替代各種模擬綜保,實現老開關的改造更新,它不但擁有國內所有模擬綜合保護器具有的全部功能,而且還具有遙測、遙信、遙控、搖調等四遙功能。此外,還有湘潭華宇電子電器廠開發的ZLZB-5X系列為電腦智能綜合保護裝置,各種保護、顯示及控制功能與順城電子的GSZJ-H5_A型綜保大致相同。
然而目前這些智能高壓綜合保護器都以單一的51單片機進行保護控制,由于51單片機片內資源有限,這樣必然會造成對系統功能擴展的局限。另外,8位的51單片機數據處理速度只能使綜保的各種保護動作時間在國標允許的上限范圍徘徊,例如,以順城電子的GSZJ-H5_A型綜保為例,實測短路動作時間在80~100ms之間,接近 8739-1998規定的短路動作時間
隨著電力系統的發展和對其 運行要求的不斷提高,除了要增強煤礦井下高壓電網繼電保護的快速響應性之外,數據通訊是礦用智能保護控制系統功能擴展的另一焦點。近幾年,國家不斷地加大對井下作業的要求力度,全國各大煤礦已經開始籌備井下各種高低壓電器的通信設施建設工作,從磁力啟動器到饋電開關再到高壓防爆開關,逐級向上通訊數據。以四川攀煤集團為例,通過天津天礦電器設備有限公司與重慶煤科院合作,完成了將饋電開關與井上總站的數據通訊。所以,研究井下現場總線通訊技術將會成為未來的一個發展趨勢,為此保護控制系統也要具備總線接口,需要進行功能擴展。
三、結束語
采用高壓開關保護把變壓器及被保護線路看作一個整體,高壓側電壓高,但電流小,從現代變電站實際情況考慮,在高壓側保護具有重要的經濟意義。智能保護控制系統在開發過程中,充分發揮了微機的靈活、快速、準確等特點,使繼電保護技術得以不斷的完善和進步,在功能上都顯著優于傳統的模擬式保護。
相關標簽: 煤礦設備,