矿井低压电网选择性漏电保护探究

矿井低压电网选择性漏电保护探究
摘要:通过对矿井低压电网漏电保护必要性,以及影响漏电保护装置的因素的分析,阐述了非选择性和选择性的漏电保护系统的特点与矿井低压电网选择性漏电保护的发展趋势。

关键词:矿井低压电网选择性漏电保护
矿井电网大部分为电缆供电, 由于供电环境劣, 电缆线路经常发生单相漏电或单相接地故障,仅会引起人身触电, 而且还可能导致瓦斯、煤尘炸, 甚至是电气雷管提前引爆,因此,矿井低压电网选择性漏电保护具有很重要的意义。

一、矿井低压选择性漏电保护应用和发展的必要性
五十年代以来,我国煤矿井下采用的漏电保护装置在防止低压电网人身触电和漏电故障的进一步扩大方面起到了良好作用,但过去用的祸电保护装置只能无选择地断开总馈电开关,停电面大,查找故障点困难尤其是采、掘共用一台变压器时,相互影响,常常因单一的漏电故障造成无计划的停电、停风、危及矿井安全。

原煤炭部的统计资料表明掘进工作面是瓦斯煤尘事故的多发地点,全国国营煤矿大约70 —80% 的瓦斯煤尘爆炸事故发生在掘进工作面。

按《煤炭工业部掘进安全技术装备系列化标准》要求,这些掘进头都必须装设单独的局扇供风,而且对各台局扇供电均要实现“三专二阑锁,即专用变压器、专用电缆、专用开关、风、电瓦斯闭锁。

然而这一安全措施的实施工作难度较大,一是装备投资数额巨大,煤矿、受能力准予适应,二是使用于采区的这些专用变压器应为厢爆型产品。

但我国目前生产的防爆干变系列,至今尚无较小的容量段次。

如要符合规定,则往往造成变压器的“大马挚小车,负载率极低。

若采用普通矿用变压器使负载率较为合理,但在防爆佳能方面又与《煤矿安全规程》直接相抵碰。

选择性漏电保护是为解决上述问题中发展起来的新技术。

它可区别哪是故障支路,哪是非故障支路。

只有故障支路开关分断没,而非故障支路仍正常供电。

同时还具有当各支路发生三相均衡漏电或当支路发生不平德据电,但相应的选择性检漏拒动以殛当采区变电所的变压器副边至备支睹馈电开关的电源侧发生漏电时,电源开关总检漏装置经适当的延时后动作,起后备保护作用的功能。

二、矿井低压电网漏电保护系统的研究
1、非选择性和选择性的漏电保护系统的特点
非选择性的漏电保护系统多由两级漏电保护装置组成,上下级漏电保护装置可以采用不同的保护原理,即上一级漏电保护装置既可以采用零序电压原理, 也可以采用附加直流电源的原理,但各分支线路的漏电保护装置多采用零序电压保护原理,没有横向选择性,而上下级漏电保护装置之间采用时间差的原理, 可以
实现纵向选择性。

正因为横向没有选择性,该漏电保护系统称之为非选择性的。

关于纵向选择性问题,若从运行维护角度看,当然是有用处的,再从后备保护的角度看,对安全也有好处。

只因为没有横向选择性,纵向选择性的优点也不能允分发挥,而动作时间长的缺点却变得突出了。

选择性的漏电保护系统多由两级漏电保护装置组成,各分支线路的漏电保护装置既可以采用零序电流保护原理,也可以采用零序功率方向保护原理,达到横向选择性的目的。

不过,采用零序电流保护原理的先决条件是故障支路和非故障支路的零序电流必须有较大的差别,这在井下低压电网中一般是不具备的, 因而不得不像英国那样,人为地增加一个零序电流回路,而且该回路的零序电流值还必须要足够大才行,这样就会增大漏电电流,使漏电故障更加危险;上下级漏电保护装置之间的选择性主要靠时间差的原则来解决,因此,它们的保护原理并不要求相同。

即上一级漏电保护装置既可以采用零序电压保护原理,也可以采用附加直流电源的保护原理。

一般讲,最好采用附加直流电源的保护原理, 因为它可以反映电网绝缘阻抗的对称下降故障,以弥补下一级漏电保护装置在原理上的不足,起后备保护作用。

2、矿井低压电网漏电保护系统的发展趋势
从运行角度考虑,自然是要求漏电保护系统有选择性,但从安全考虑,选择性漏电保护系统又存在动作时间长、触电的危险性增大的问题,因此,既要考虑漏电保护装置动作的选择性,又要满足人身触电的安全要求,还要适合我国现行的中性点不接地方式的特点。

目前选择性漏电保护在我国井下低压电网的使用中误动、拒动现象时有发生,严重影响矿井的安全生产。

同时由于上级选择性漏电保护装置动作存在延时,使靠近供电电源的选择性漏电保护装置的动作时间较长,在该保护范围内人身触电的危险性就较大。

从而出现了漏电保护装置动作的选择性与人身触电的安全性之间的矛盾。

随着计算机技术的发展,人们逐渐将计算机技术引入漏电保护系统,从而构成可通信的、具有快速选择性漏电保护系统,以实现快速、无级差的漏电保护,确保人身安全。

根据矿井低压电网情况,其可通信的、智能快速选择性漏电保护系统应是目前漏电保护的发展趋势。

系统可采用两级分布式结构,总自动馈电开关处的漏电保护装置( UGF )为主站,设有两个R S485通信接口,除与分支馈电开关处的下级漏电保护装置( DGF ) 通信外,还可通过另一个接口与矿井安全监测系统相联,便于地面调度系统实时地了解井下低压电网的绝缘变化和漏电情况。

DGF智能漏电保护装置通过RS485构成现场总线, 可以挂接多个保护装置;另外,总自动馈电开关与分支馈电开关问的距离一般不超过lOO m,故RS485 的通信距离完全能满足要求。

综合上述,通过对矿井低压电网选择性漏电保护必要性的分析,对矿井低压电网漏电保护系统的研究的叙述,矿井低压电网选择性漏电保护对矿井进行安全生产时很重要的,且具有较高的稳定性和可靠性。

参考文献:
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