隨著科技的發(fā)展，變電所綜合自動化水平的提高，高壓開關柜的安全運行越來越重要，停電事故給生產(chǎn)和生活帶來的影響及損失也越來越大。陽城煤礦暗斜井絞車房原采用無錫軍工KYGC -Z型高壓柜供電，但自安裝以來，進線柜數(shù)次發(fā)生短路或單相接地故障，煤礦井下供電系統(tǒng)出現(xiàn)大面積停電，并有時越級跳閘，嚴重影響了礦上的安全生產(chǎn)。
1、停電原因分析
大面積停電后，由于沒有記錄和告警信息，很難準確判斷故障原因和故障部位，只有通過故障現(xiàn)象判斷故障點，經(jīng)過長時間測驗和分析，發(fā)現(xiàn)高壓進線柜進線端1母排表面有熔化和灼傷，絕緣子上伴有黑漬，確定為爬電距離減小到一定程度，進線之間或一相與地之間絕緣子表面產(chǎn)生閃絡，即沿著絕緣子表面產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象，母線電壓降低，造成失壓線圈脫扣，引起大面積停電。爬電距離的變化主要受工作電壓，污染等級和材料組別影響，對此逐步采用了更換高品質(zhì)、電壓等級相符的絕緣子，并加干燥劑，鋁合金加熱器等方法，效果不明顯。經(jīng)過多次調(diào)研發(fā)現(xiàn)以下影響因素。
1.1周邊的環(huán)境
暗斜井配電硐室濕度大，粉塵污染嚴重。
1.2設備的問題
KYGC -Z型高壓柜密封度不夠，柜與柜之間，柜與地面均未進行良好密封，每經(jīng)過一段時間運行，絕緣子等柜內(nèi)設備表面上落有一層白色粉末，周期短，維護難度大。
1.3機械的定位
KYGC -Z型高壓柜機械定位機構不夠嚴密，手車易發(fā)生上、下、左、右偏移。
1.4 斷路器選擇
KYGC -Z采用ZN90 -10型彈簧操作機構斷路器，可動部件多，可靠性差。
2技術解決方案
煤礦決定用PBG -10型礦用隔爆高壓真空配電裝置進行升級改造，使過去存在弊端得到妥善處理，改善了電網(wǎng)運行穩(wěn)定性和可靠性，使安全生產(chǎn)得到了保障。
2.1隔爆性能
隔爆外殼和引入裝置等試品，在1 MP水壓下保持10～12 s，無泄露，外殼不變形，不損傷，從根本上解決了暗斜井絞車房粉塵污染嚴重，濕度大而引起爬電距離減小造成大范圍停電和人身傷亡事故。
2.2 高壓真空斷路器的選擇
本裝置采用ZNYl - 10/630 - 12.5型永磁機構高壓真空斷路器，在斷路器技術參數(shù)范圍內(nèi)，可保證安全，可靠地運行于相應電壓等級的電網(wǎng)中接受和分配電能，并可在額定電流范圍內(nèi)進行頻繁操作或多次開斷短路電流。該斷路器采用雙穩(wěn)態(tài)內(nèi)設欠壓脫扣器永磁機構，并與機械受動脫扣器結合為一體化設計，機械定位準確，使手動分閘輕便可靠。
永磁機構分閘與彈簧分閘相結合，使分閘速度的分配更理想，與KYGC -Z中運用的ZN90 - 10型彈簧操作機構斷路器比較，可動部件大大減少，使其可靠性和機械壽命大大提高。
2.3 專用智能綜合保護器的引用
PBG - 10裝置是將10 kV的三相電源引入隔爆接線腔．，由真空斷路器作為控制開關，經(jīng)負載接線腔輸送到下級負荷，真空斷路器為GZB - ARM - 9110型嵌入式綜合保護器口]。綜合保護器是三相交流中性點不直接接地供電系統(tǒng)中專用的高級智能繼電保護裝置，有電參量采集與測量、過流、短路、監(jiān)視、漏電、過壓等保護，以及遙測、遙信、遙控等功能。當出現(xiàn)以上故障時，真空斷路器會自動“分閘”、切斷電源，對供電系統(tǒng)進行保護，并有中文LCD顯示屏顯示故‘障性質(zhì)‘8]。
2.3.1 工作原理及框圖
嵌入式綜合保護器主要由ARM主控制模塊、交流采樣模塊、CAN通信模塊和1/0模塊以及人機接口等組成，工作原理框圖如圖1所示。
2.3.2漏電保護
漏電保護采用功率方向型，當零序電壓、零序電流有效值均超過設定值，且它們的相位值達到一定范圍時，根據(jù)所預設的時間實施漏電保護。改變原來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的缺點。
2.3.3失壓保護
失壓脫扣線圈在線電壓降低到65%左右時就沒有延時地自動脫扣跳閘，這樣，就無法區(qū)分電壓波動和真正失壓，導致了在沒有真正失壓的情況下，由于電壓波動造成大面積停電，而PBG -10隔爆型真空配電裝置，去掉傳統(tǒng)失壓脫扣線圈，增加失壓保護功能，并增加一個連續(xù)可調(diào)的失壓延時時間，來躲過電壓波動，以避免由電壓波動而引起開關誤跳。
2.3.4故障顯示功能
嵌入式綜合保護器能記錄故障跳閘時刻的時間值，并上傳主機，主機通過廣播校時命令對所有數(shù)字綜合保護器的時鐘芯片定時、校時，便于主機通過故障事件的時刻記錄，就可分析跳閘順序事件，及故障原因，有利于分析故障，定位故障，減少故障查找與排除時間，減少停電時間，并提供故障分析報告。
3、結語
通過技術分析和解決方案情況，利用PBG - 10升級改造原KYGC -Z高壓進線柜，設備隔爆性能好，粉塵和濕度大，被有效遏制，選用嵌入式綜合保護器，定值可調(diào)，實現(xiàn)了上下級保護配合有效地避免了越級跳閘，失壓保護的改進也避免由于電壓波動而引起的誤跳，漏電保護方面，除了濾除不平衡電流外，選用功率方式型，避免了保護器誤動或拒動。應用至今，再也沒有發(fā)生過大面積停電事故，效果比較理想。
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