煤礦井下高壓隔爆開關失電延時改造

郭家紅

（晉城煤業集團成莊礦， 山西 晉城 048021）

1 成莊礦地面35 kV 變電站供電現狀

成莊礦地面35 kV 變電站電源線為架空線，因大風、打雷造成短路故障是短暫的，能夠在1～2 s 內恢復正常。由于35 kV 以上架空線路均裝有自動切換裝置，在發生因大風、打雷造成短路故障時，保護裝置先動作于跳閘，在經過1～2 s 延時后，自動切換到另一回路，使系統恢復正常供電。另外系統電壓波動也會在1～2 s 后恢復正常。在此期間，開關因系統電壓波動或者瞬間失電失壓跳閘，從地面到井下需要一級一級進行送電，送電時間較長，高瓦斯巷道極易發生瓦斯積聚，進而引發其他事故。

2 成莊礦高壓隔爆開關存在問題分析

目前，成莊礦井下使用的高壓隔爆開關（以下簡稱高開）主要為永磁機構，在系統發生電壓波動或者瞬間失電時，高開機構配置的失壓線圈動作，高開跳閘。在1～2 s 內系統恢復正常后，從地面到井下需要一級一級進行送電，少則十多分鐘，多則0.5 h 才能夠使得所有系統恢復正常運行。單回路停電時，風機可以切換到另一回路運行，如果雙回路電源全部停電，并在極短時間內恢復時，因恢復送電時間較長，極易造成瓦斯超限，引起其他事故發生。

對井下使用的永磁高開進行改造，在永磁高開控制回路增加失電延時繼電器，使得高開在失電狀態下延時分閘，躲過系統電壓波動，防止高開誤動作，并且可減少送電時間，保障供電安全。

3 改造前后高壓隔爆開關工作原理對比

3.1 改造前高開工作原理

電動合閘過程：按合閘按鈕SB6，本安回路接通，本安繼電器ibk 常開點（A6-B6）接通，KM1 有電動作，KM1-1 接通合閘線圈，在儲能電容C1 作用下斷路器合閘，輔助常開QF-1 接通自保。合閘后斷路器輔助常閉FZ1-2 打開，切斷合閘回路，保護合閘線圈；輔助常開FZ1-3 接通，為下次分閘作準備。

電動分閘過程：按SB7，本安自保回路斷開，本安繼電器ibk（A7-A8）接通，KM2 得電動作，KM2-1接通分閘線圈，在C2、C1 共同作用下斷路器分閘。

失壓分閘過程：發生系統電壓波動或失壓時，繼電器J2 失電，J2-1 常閉點閉合，在C3 作用下，KM2得電動作，KM2-1 接通分閘線圈，在C2、C1 共同作用下斷路器分閘。改造前高開原理圖如圖1 所示。

圖1 改造前高開原理圖

3.2 改造后高開工作原理

改造后高開原理圖如圖2 所示。為保證永磁高開失壓延時跳閘，需在永磁開關分閘回路串入一失電延時繼電器，失電時，分閘回路線圈延時得電，使得永磁開關失電延時分閘。電動合分閘過程與改造前一致。

圖2 改造后高開原理圖

失壓分閘過程：發生系統斷電時，繼電器J2 失電，時間繼電器J3 失電，J2-1 常閉點閉合，J3-1 常閉點延時閉合（時間繼電器J3 延時0～10 s 可調），在C3 作用下，KM2 得電動作，KM2-1 接通分閘線圈，在C2、C1 共同作用下斷路器分閘。

如果在地面110 kV、35 kV 變電站線路發生故障，在1～10 s 內恢復時，高開得電，因本安繼電器ibk（A7-A8）為常閉點，來電瞬間，KM2 得電動作，KM2-1 接通分閘線圈，在C2、C1 共同作用下斷路器分閘。所以需將本安繼電器ibk（A7-A8）回路接到分閘按鈕常開點，這樣在10 s 時間范圍內，即使失電后再來電，高開也不會出現分閘現象。

4 實施效果

使用具有失壓延時可調功能的高開后，縮小了停電范圍，減少了送電時間，降低開關誤動作次數，大大提高了井下供電系統的可靠性與連續性，為安全生產，特別是局部通風機的供電提供了可靠保障。