主扇風機房10kV高壓開關柜控制保護系統的改進方案

王子峰，蘇貴春，王常興

（1.山西鋪龍灣煤業有限公司，山西 左云 037104；2.山西煤炭進出口集團有限公司 山西 太原 030006）

主扇風機房10kV高壓開關柜控制保護系統的改進方案

王子峰1，蘇貴春1，王常興2

（1.山西鋪龍灣煤業有限公司，山西 左云 037104；2.山西煤炭進出口集團有限公司 山西 太原 030006）

針對鋪龍灣礦10kV通風機高壓開關柜當前出現的缺陷問題進行了分析，并提出了改進方案。

開關柜；控制保護；缺陷問題；改進方案

鋪龍灣礦現在運行的FBCDZ—NO.23/2×185，10kV通風機是由“運城市安運風機有限公司”生產，10kV電源進線柜、母線聯絡柜、風機起動柜、換向柜均由“山西千豐電氣設備有限公司”配套。上述高壓開關柜中，由于設計欠妥和錯誤接線，使其控制保護系統留下缺陷和隱患，導致運行通風機停電停風，影響了礦井的安全生產。對此，技術人員，近一年來多次與生產廠家溝通磋商、向其索取相關技術資料，制定了缺陷和隱患的改進方案予以實施，改進試驗的效果達到了預期目的。主要改進如下：

1 更改10kV1號、2號電源進線和母聯開關“三合二”不合理接線

兩進線及母聯開關的“三合二”接線（見圖1），導致1號、2號電源線不能并列倒運行，使得運行主扇必須停電。將“三合二”改為“三合三”之后，1號、2號電源線可并列倒運行，運行主扇可不停電。

2 改正2號風機起動柜控制電源的錯誤接線

風機起動柜控制電源的正確接線，應是2號風機起動柜控制電源取自2號進線線路PT二次220 V。由于廠家將其錯接至1號進線線路PT二次220 V。故在2號電源帶2號風機運行狀態下，因檢修需要1號電源停電及線路PT停電時，便造成2號風機起動柜控制電源失壓跳閘、運行主扇停電。改正錯接線后，經試驗其隱患消除。

圖1 兩進線接線圖

3 改正1號、2號進線及母聯開關柜低電壓跳閘回路不合理接線

見圖1，原不合理接線的后果是：當正常手動合閘時，斷路器合上后又即刻通過低壓跳閘回路跳閘。改正方法是：在低壓跳閘回路中加入斷路器一對延時閉合輔助接點，以保證手動合閘的成功。

4 解決1號、2號進線及母聯柜過電流、低電壓保護的拒動問題

見圖1，1號、2號進線及母聯柜過電流、低電壓保護的電源均取自線路PT二次側的220V，當通風機等設備發生短路故障時，引起主電源及線路PT二次電壓的降低，造成過電流、低電壓保護裝置的拒動而不跳閘，越至上級（35kV變電站）保護動作跳閘。解決的方法是：在線路PT二次側增加一個UPS不間斷工作電源保證保護電源的可靠穩定定性。

5 解決風機起動柜和換向柜的“欠壓保護”誤動問題

4個風機起動柜（見圖2）和2個換向柜（見圖3）的“欠壓保護”是靠“合閘閉鎖電磁鐵”和“五極真空接觸器線圈”因失壓或欠壓釋放實現的相關斷路器跳閘；其在正常電壓運行時為吸合狀態，電源取自進線PT二次側220V。但是，當10kV系統因短路或雷擊引起瞬間失壓或欠壓，均會導致“欠壓保護”瞬動、相關斷路器跳閘、通風機停電。解決方法是：將“欠壓保護”電源取自UPS不間斷工作電源，不受系統電源波動時失壓或欠壓造成的誤動。再者，要改“欠壓保護”原來的瞬時動作為延時動作，即靠對應的1號或2號進線柜“低壓延時跳閘”保護實現。

6 解決兩個線路PT二次側電壓切換中發生的低壓反高壓的重大隱患

見圖4，一般的1號（或2號）風機起動柜和換向柜控制電源，均取自1號（或2號）線路PT二次側電源220 V。當1號（或2號）進線電源及路線PT停電時，1號（或2號）起動柜和換向柜控制電源則通過切換裝置取自2號（或1號）線路PT二次側電源，以保證通風機的正常運行。但是，原來的切換裝置采用二只微型中間繼電器。依據以往實踐教訓，曾因中間繼電器接點卡住或粘連發生低壓反送高壓的事故，即經切換裝置將運行中的線路PT二次側220V反送至停電線路PT二次側、一次側，停電主線路會出現10 kV高壓。解決方法是：拆掉二只微型中間繼電器，以雙電源自動轉換裝置代替，從根本上消除低電壓反送高壓的重大隱患，實現本質安全型電器接線（其接線及功能見下述）。

7 雙電源自動轉換開關和U PS不間斷工作電源的功能及接線（見圖4）

（1）雙電源自動轉換開關是終端型切換裝置，接于雙路電源供電系統中，當一路電源發生故障中斷供電時，可自動將負載電路從一路電源投入另一路電源，以保證負載電路的正常供電。（2）山特UPS-K500不間斷工作電源具有穩壓和市電供電模式轉換為電池供電模式的功能。穩壓范圍為交流162 V～268 V，即市電在此范圍時可穩壓輸出交流220 V。當市電電壓低于162V時，可在≤10ms內轉換為電池模式供電。直流逆變交流的輸出電源為交流220 V，備用時間小于3min。

圖2 起動柜二次原理圖

圖3 換向柜二次原理圖

圖4 新裝1#、2#PTAC220V電壓轉換及UPS電源接線示意圖

8 雙電源自動轉換開關和U PS功能傳動試驗及改接線的正確性檢驗（見圖4）

雙電源自動轉換開關電源Ⅰ、Ⅱ分別接入1號進線線路PT二次側220 V和2號進線線路PT二次側220V，負荷側接入UPS市電電源側，1號、2號進線柜、1號、2號風機4個起動柜和2個換向柜的控制電源，均接入UPS負荷側。（1）當斷開雙電源自動轉換開關電源Ⅰ時，開關自動將負荷回路轉換至電源Ⅱ，所有高壓柜控制電源無異常，且無斷路器跳閘。（2）UPS不間斷工作電源在電池逆變工作模式：①當斷開UPS電源即由市電轉電池模式時，未發生斷路器跳閘；②在1號、2號進線柜模擬過流保護動作，相關斷路器跳閘正常；③在1號（或2號）進線柜模擬低壓延時保護動作后，本進線柜及相關風機起動柜、換向柜斷路器均能可靠跳閘。（3）負荷測試：測得UPS負荷電流為0.92A，轉換開關（額定電流20 A）及UPS（500VA/300W）荷載能力滿足。

Improvement Plan of Control and Protection System of10 kV Highvoltage Switch Cabinet in Main Fan Room

WANG Zi-feng1,SU Gui-chun1,WANG Chang-xing2
(1.Shanxi Pulongwan Coal Co.,Zuoyun Shanxi 037104;2.Shanxi Coal Import and Export Group,Taiyuan Shanxi 030006)

The defects of high-voltage switch cabinet of10kV fan were studied and corresponding improvement plan was presented.

switch cabinet;control and protection;defect;improvement plan

TD612

A

1672-5050（2012）09-0061-03

2012-06-10

王子峰（1970—），男，山西應縣人，大學本科，助理工程師，從事電氣管理等工作。

劉新光