１０ｋｖ高压隔爆真空配电装置保护器技术探讨

       论文关键饲：更换；井下高开保护；提高；供电；可靠性；灵敏性

　　论文摘要：为了提高煤矿井下10kV高压隔爆真空配电装置动作的灵敏性和可靠性，避免因开关保护误动、拒动给安全生产带来较大的隐患，经过广泛的现场调查了解和进行理论研究探讨，建议对高压隔爆真空配电装置的保护器进行技术改进，进行更新换代，这样可以大大的提高煤矿井下供电的安全可靠性，动作的灵敏性，对高压开关实现监控和变电所无人值守。 

　　1、概述 
　　随着煤矿生产自动化程度的不断提高，煤矿井下对供电系统的安全性、可靠性、灵敏性的要求越来越高，现在煤矿井下10kv变电所使用的高压隔爆开关和保护随着厂家的不同和更新换代的不同，性能各不相同，运行质量差异较大。 

　　山西新元煤炭有限责任公司井下10kv变电所使用的高压隔爆开关的保护为山西华鑫公司生产的ZDZB-AX型微电脑综合保护器，在设备运行中出现了保护存在误动、拒动和越级跳闸现象，给安全生产带来很大的隐患。造成问题的原因主要有以下几方面： 

　　(1)使用的保护器基本上是半模拟半数字保护，会出现定值飘移，造成保护误动或拒动，同时保护器精度差，定值不能连续调整，只能按倍率调整，无法实现上下变电所的保护配合，导致越级跳闸。 

　　(2)电压互感器、电流互感器精度低(使用的精度等级为3级)，不能很好地满足保护配置的要求。 

　　(3)保护器电源不能短期维持供电，基本上是线l生模拟电源，工作范围小，抗干扰性能差，供电电压波动常引起保护工作不正常。 

　　(4)漏电保护主要采用固定的零序电源定值比较法来实现，没有考虑零序方向和不平衡电流的影响，往往造成误动或拒动。 

　　(5)保护器没有失压保护，失压保护是靠开关的失压脱扣线圈实现的，无法区分电压波动和母线真正失压。 

　　2　综合保护器的技术改进。 

　　2.1、保护器技术参数： 
　　工作电源额定电压：三相交流100V允许偏差－20％-+20％ 
　　电流保护元件：电流定值：0.21n--10In延时定值：0.01～20S 
　　漏电电流保护元件：电流定值：0.02In-2In延时定值：0.01～20S 
　　过(低)电压保护元件：电压定值：2～150V延时定值：0.01～20S 

　　2.2　高压开关综合保护器改造方案 

　　2.2.1、原线路不变的基础上增加1个航空插头和ZBT-11型高压开关综合保护器。 

　　2.2.2、拆除失压线圈。 

　　2.2.3、更换电压互感器。将原3级电压互感器为更换后为0.5级，更换后使供电AC100V电压输出误差得到提高，使高开在运行时对过压、失压能准确判断并能可靠分闸，并能防止高开的误动作，以提高供电质量。 

　　2.2.4、更换电流互感器。原使用电流互感器为3级，为适应更换保护(zBT-II型)的精度，使保护在短路、过流、过载运行计算精确，防止越级跳闸出现大面积停电，更换为0,5级的电流互感器。 

　　2.2.5、更换零序电流互感器，原使用的为1A／100+-5mv更换后为1A／100+1mv，在漏电、单相接地时能更精确运算，准确采集零序电流，并能准确通过cpu运算跳闸，并能分辨是哪段线路漏电。 

　　2.2.6、更换分励线圈。原分励线圈电压等级为DC24，变为DC110的分励线圈，分励线圈在安装时跳闸行程已调整并试验。 

　　2.3、综合保护器整定、参数调整： 

　　2.3.L、在更换保护时，检查原整定参数如过载、短路、漏电及动作时间，在更换后按原参数设定。 

　　2.3.2、更换保护时，进线高开(总开关)漏电时不投入跳闸，只投报警，为不使整个系统停电、停风。 

　　2.3.3、更换保护后，进线高开(总开关)整定中不投入过电压和零序过压，只发告警信号，因为一旦出现过压或零序过压，使整个系统感受过压，如果保护跳闸，会造成大面积停电、停风。 

　　2.3.4、更换保护后，总开关整定中不投失压保护，为防止电压过低跳闸大面积停电，过载也不投入。 

　　2.3.5、更换保护后，总开关整定中只投入短路、过流保护，短路根据所带负荷的最大设备整定，过流按总负荷的1.5倍整定。 

　　2.3.6、更换保护后，分开关在整定中投入短路、过载保护，根据原数据进行整定，过流不投入使用。漏电I段投入跳闸，根据电缆长度和系数计算漏电电流整定，零序电压根据躲过开口三角形输出的最大不平衡零序电压整定，一般为15～30V，在漏电Ⅱ只投告警以提示用户有漏电或接地故障，整定按躲过本线路本身的容性电流的1.5倍整定。 

　　2.3.7、更换保护后，瓦电闭锁是根据用户的使用情况自行投入，可选择常开或常闭，现在都没有投入使用。 

       2.4、整定完所有参数时各功能试验： 

　　2.4.1、用遥控器操作合、分闸各5次，应可靠合、分闸，并显示正常。 

　　2.4.2、在门上操作启动按钮时应可靠合闸，显示应相符，按停止按钮时应可靠分闸，并正常显示，各试验5次。 

　　2.4.3、在门上操作漏电按钮应可靠动作并显示漏电故障，并能记忆，故障指示红灯亮，试验2次应正常。 

　　2.4.4、在门上操作移位、确认、取消三个按钮能对保护所有参数进行查询及修改，试验各5次应正常。 

　　2.4.、门上的照明按钮按下时箱体内的灯应亮，并能观察导电杆的插入是否到位，以防止误操作。 

　　2.4.6、合闸后应用手动分闸可靠，试验5次应正常，手动合闸5次并可靠正常。 

　　3　保护器改进的优点 

　　3.1、采用双CPU的设计结构，使保护器具备很强的保护和通讯功能，同时降低了CPU的负载率。 

　　3.2、采用高速高精度低功耗A／D转换芯片，使保护器具有很高的保护和测量精度。

 
　　3.3、采用智能型开关电源，确保保护器在失电后能够可靠动作并把故障数据上传到地面。 

　　3.4、提高电压、电流互感器的精度等级(提高到0.5级)，根据负荷情况进行合理整定等环节。 

　　3.5、高可靠性的高速串行存储器用于保存定值和保护器动作事件，所有数据掉电不丢失。 

　　3.6、改进漏电保护性能。 

　　3.7、保护器上增加失压保护功能 

　　3.8、保护器结构简洁紧凑，接触安全可靠，易维护和抗干扰能力强。 

　　4　综合保护器改进后的保护功能 

　　4.1、短路保护：当负荷侧出现短路故障时，保护器配置有三段式定时限过电流保护。 

　　4.2、电缆绝缘监视保护：对高压开关负荷侧使用的双屏蔽电缆的屏蔽芯线，屏蔽地线之间实现绝缘监视保护功能。 

　　4.3、具备风电闭锁和瓦斯电闭锁的远程断电功能。 

　　4.4、采用高速高精度A／D芯片能够精确实时采集三相电压和电流。 

　　4.5、改造失压脱扣方式，由原失压线圈脱扣改进为保护器供出信号驱动分励线圈动作跳闸。 

　　5　应用实例 

　　2009年3月山西新元煤炭有限责任公司矿井通过对井下10kv变电所的高压隔爆真空配电装置保护器的改造，共改造更换高开保护器52台，全月未出现1次大面积停电和越级跳闸现象，开关试验动作灵敏可靠，先进的人机界面系统，更加体现了人性化的设计理念，供电系统传输数据准确可靠，故障记录掉电不丢失，增强了抗干扰能力，具有联网通讯接口，实现了远方监测监控和“四遥”功能。提高了供电的质量，确保了安全、可靠、动作灵敏，为矿井的正常生产提供了极大的保障。