礦用隔爆型時序鑒別集中選漏保護裝置在煤礦的應用

白建濤

摘要：隨著近幾年來國內煤炭行業的迅猛發展，煤礦企業現代化程度也在增加，井下電網越來越完善，中央變電所、采區變電所、配電點等供電場所的饋電開關、磁力啟動器等設備數量眾多，因不能及時查找出故障開關，而造成停電事故不斷發生。礦用隔爆型時序鑒別集中選漏保護裝置，根據其原理及設計上的相應功能及優勢，可以解決上述難題，完全滿足保障井下供電系統的連續性和可靠性的需要。

關鍵詞：變電所 配電點 故障開關 選漏保護裝置

1 概述

隨著石槽村煤礦井下采掘工作面的繼續深入，井下各采區變電所、配電點、工作面的設備日益完善，各種饋電開關、磁力啟動器等設備數目相應增加，而井下開關發生突發性開關故障，造成的停電事故卻時有發生。如何在總控制下的數個開關中，準確判斷出故障開關，以便及時進行檢修，減少因故障排查所浪費的時間，已逐漸成為保障井下供電系統穩定，提升供電效率的突出問題。在石槽村煤礦+1010采區2#變電所安裝的DLXJ-Ⅰ/1140（660）礦用隔爆型時序鑒別集中選漏護裝置經過現場實踐取得了良好的效果。

2 集中選漏保護裝置

礦用隔爆型時序鑒別集中選漏保護裝置（簡稱集中選漏保護裝置），采用近20年來的最新技術EDA和CPLD開發專用集成電路ASIC作為核心器件，實現低壓母線和饋出線的縱向和橫向選漏保護，包括集中性漏電保護和分散性漏電保護，即把饋出線單相漏電選線、母線單相漏電判選、三相對稱分散性漏電監選等三項功能優化組合于一體，是針對不同模式的漏電故障集中選擇性保護裝置。

該集中選漏保護裝置主要在交流50Hz、額定電壓分別為660V、1140V的中性點不接地的礦用低壓電網，在有零序電抗器補償的低壓電網或不帶零序電抗器補償的簡單電網中能得到很好的應用。

3 工作性能

3.1 性能特點 集中選漏保護裝置不僅能保證被保護的低壓電網任何線路上發生人身觸電或經1kΩ電阻接地的漏電故障，其保護動作時間不超出30mA·S人身安全值；而且能對漏電故障進行定性和定位，具體指明是三相對稱分散性漏電（SXLD），還是（單相對地）集中性漏電；是某饋出線單相接地漏電（KXLD），還是母線范圍單相接地漏電（MXJD），該裝置的使用可以在很大程度上降低井下因漏電造成的人員傷亡、設備損壞事故，促進了煤礦的井下安全生產。

3.2 技術性能 應用時序鑒別與幅值鑒別相結合故障監測判斷原理、電子設計自動化（EDA）技術和復雜可編程邏輯器件（CPLD），將用以鑒別各種漏電故障的時序邏輯電路和組合邏輯電路“軟件化”，燒錄到一片CPLD器件中，從而形成時序鑒別集中選漏芯片（專用集成電路ASIC），并以比ASIC為核心構成礦井低壓電網集中選漏保護模塊，可實現饋電開關的跳閘保護。

4 構成原理

4.1 集中選漏保護的系統構成原理圖。（圖1）

圖1 集中選漏保護的系統構成原理圖

圖1中，KB0代表總饋電開關的主觸點及輔助觸點，KB1～KBn代表各分路饋電開關的主觸點及輔助觸點；除這兩部分觸點之外的各元件和連接線路都處在低壓集中選漏防爆外殼內。低壓集中選漏防爆外殼有多個小喇叭口，低壓集中選漏保護裝置通過小喇叭口借助多芯電纜將各分饋電開關的零序電流信號送到低壓集中選漏保護裝置，并且集中選漏保護裝置將漏電跳閘信號送到各饋電開關，并將各饋電開關真空斷路器的工作狀態傳遞到單片機管理系統。

4.2 漏電故障的實際應用 圖2是配電網絡拓撲結構及工作狀態示意圖，主要顯示低壓電網結構及各斷路器（DLQ）和各漏電故障指示燈（KXLD、SXLD、MXJD）等的圖型符號所表示的工作狀態。現分別舉例說明：

4.2.1 電網正常運行時的屏2顯示內容：圖3中表示主母線輸入端，以及支路：支1、支2、支3、支4、支5、支6為正常供電狀態，而支7、支8為正常停電或屬于備用狀態。此狀態屬于電網正常的運行狀態。

圖4中表示當主母線正常，而支路2出現單相漏電現象時，集中選漏保護裝置有選擇性地將其鎖定為故障線路，隨之動作使故障線路真空斷路器（DLQ）跳閘，以免其影響全線路的運行狀態，并及時將故障線路的信息傳送至液晶顯示儀上。

4.2.2 電網發生故障時，第二頁面（屏2）顯示的內容（圖3）。

4.2.3 當電網母線發生單相接地時的屏2顯示內容（圖4）。

情況一：支路運行正常，而主母線發生單相接地漏電，集中選漏保護裝置判斷出母線故障，并使總饋電開關斷路器（DLQ）跳閘，母線接地（MXJD）燈亮；由于總饋電開關切斷了電網電源，各饋出線的斷路器（DLQ）均“無壓釋放”，全部斷開。這時母線接地（MXJD）燈亮。

情況二：集中選漏保護裝置鑒別出三相對稱性漏電，并使總饋電開關跳閘，三相漏電（SXLD）燈亮；各饋出線的斷路器（DLQ）均“無壓釋放”，全部斷開。這種分散性漏電故障屬于無選擇性漏電保護范疇。

5 該集中選漏裝置在石槽村煤礦實際使用中的不足

開關總饋與分饋漏電保護不能很好的配合：石槽村煤礦采用饋電開關自帶的漏電保護裝置，包括分支開關的選擇性漏電保護裝置和總開關的集中漏電保護裝置。在使用的過程中分支開關的選擇性漏電保護裝置與總開關的集中漏電保護裝置很難達到良好的配合，偶爾會導致在出現分支漏電的情況下總開關漏電動作跳閘而分支選漏卻不起作用，影響供電系統的供電安全。

6 結論

石槽村煤礦目前使用的集中選漏保護裝置，通過信號檢測、信號反饋等手段，對總饋電開關及負荷所帶的最多可達的8臺饋電開關進行全面檢測，任何一臺開關發生故障，都可以直接顯示在集中選漏保護裝置的液晶顯示儀上，相比于以前的人工對開關進行逐臺遙測的做法，診斷效率有了很大的提升，極大的方便了維修工作，保證了井下供電系統的安全運行及供電設備的高效運轉。

參考文獻：

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