礦井提升機6KV供電電網接地監視保護的應用

摘 要：礦井高壓供電網絡單相接地故障時有發生，輕微的電網接地信號有時并不影響礦井設備的正常運行，但如不能超前關注，就有可能對正常運行的設備造成嚴重影響。本文結合現場實踐，介紹了一種礦井提升機高壓供電電網接地監視保護裝置。該裝置接入提升機安全回路中的“三類故障”，能對故障提前預警并在故障信號尚未消失的情況下閉鎖提升機的下一次運行。

關鍵詞：礦井提升機；6KV電網接地監視；安全預警

礦井提升機是煤礦的咽喉要道，提升機的正常運行對煤礦安全生產的重要性不言而喻。提升機的高壓供電電網不僅要求為雙回路供電，電網本身的保護更是要齊全與完善。電網的突發故障會影響提升機的正常運行，造成緊急制動，對提升設備及人身安全構成嚴重威脅。本文以6KV供電電網的礦井提升機為例，闡述了一種在現場改造并投入使用的提升機電網接地監視保護裝置，具有一定的實際應用價值。

提升機6KV高壓供電電網由兩臺進線柜、兩臺饋線柜、一臺PT柜（電壓互感器柜）、兩臺低壓變壓器柜、一臺備用開關柜組成，如圖1所示。

PT柜即變壓互感器柜，裝設到高壓母線上，將6KV電壓轉換為100V電壓信號。取PT柜電壓互感器二次側的電壓信號，故電網正常時，每一相的電壓信號為60V。系統原理如圖2所示。

在PT柜儀表板安裝3個欠壓型電壓繼電器（圖2中K1，K2，K3），并將每一相的60V監視信號接入對應的電壓繼電器。該電壓繼電器動作整定值范圍為1～439VAC，在接入電壓信號高于整定值時，繼電器動作，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開；低于整定值時，繼電器欠壓失電，其常開、常閉觸點均恢復常態。根據對電網接地以往的數據分析及經驗判斷，如6KV電網某相存在接地時，PT柜對應電壓互感器的二次側相電壓降到50V以下，所以將每一相監視的欠壓型電壓繼電器動作值整定在50V，并將3個電壓繼電器的常開觸點串聯。若電網正常，3個電壓繼電器均動作，3個串聯的觸點信號接通；若電網的某一相存在接地，其對應的電壓繼電器欠壓失電，3個串聯的觸點信號將不能導通。據此，可判斷6KV電網是否存在接地故障。

將6KV電網接地信號引入提升機電控系統的主控PLC（此例引用西門子S7-300PLC）。編寫程序如圖3。

圖3程序含義為：

段57：當輸入PLC的電網接地監視信號（I5.3）為低電位，即電網存在某相接地故障時，I5.3的常閉點接通，驅動中間位M65.5；

段58：中間位M65.5延時30S置位接通延時定時器T46；

段137：延時定時器T46動作后，其常閉點斷開，中間位M132.4置零，這里M132.4我們定義為“6KV電網接地”故障；

段322、323：M132.4（6KV電網接地）故障與提升機的其他三類故障，如“直流電源故障”、“油路阻塞故障”串聯，驅動中間位M40.2，M40.2與M40.1（該中間位同M40.2一樣，也包含了幾種三類故障）串聯驅動M40.3，M40.3定義為提升機的“三類故障”。

通過以上故障信號的選取及程序的編寫，將電網的接地信號串入了提升機的三類故障當中。當提升機正常運行時，如果觸發電網接地故障，提升機發出報警信號，且箕斗或罐籠到位后，如故障仍存在，便不允許提升機的下一勾的運行。

電網接地監視系統可對電網的接地運行故障發出預警，提醒提升機司機注意開車，并為維護人員提供處理故障的依據。且接地故障不被排除，提升機不允許運行，避免了在電網存在故障的情況下提升機運行出現的各種意外狀況，如緊急制動，保護了提升設備，保證了上下井人員的安全。

參考文獻：

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[2]馬笑瀟.深入淺出西門子S7-300PLC[M].北京航空航天大學出版社，2004（08）.

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作者簡介：靳繼波（1985—），男，工程師，山東濟寧人，畢業于山東科技大學自動化專業，電氣工程師。