主水泵低压双回路供电线路及设备的研究应用

高香如

（同煤集团四台矿机电科，山西 大同 037003）

1 概况

宏达煤业公司属资源整合矿井，基础差，技术力量薄弱，井下供电设备和线路不完善。四台矿作为“一对一”援助单位，积极研究解决井下双回路供电问题。宏达矿在主排水泵供电系统改造中，按照《煤矿安全规程》的要求，主排水泵供电必须实现双回路，即当一回路供电因故障中断时，另一回路立即可靠投入，以防止由于供电中断，使主排水泵停止工作，矿井涌水不断增加，淹没水位越来越高，以致淹没采掘工作面，甚至整个矿井，对矿井安全造成影响。但以前往往是采用高压电源下井才能实现双回路供电，主水仓还需增设高压开关。低压系统由于电控设备的原因无法真正实现双回路供电，因而主水泵在一回供电中断，另一回投入时必须重新供电，影响时间长，可靠性差，对矿井主排水泵的安全运行造成威胁。

2 研制成果

经本矿机电部门人员多次研究、探讨、设计，对宏达矿井下主排水泵采用低压双回路供电线路和华荣集团制造的KBZ2系列馈电开关设备组成，共有3台，其中，1台I段母线开关，1台II段母线开关，1台母联开关。当I段母线投入时，II段开关不能合闸，联路开关可合闸；当II段母线投入时，I段开关不能合闸，联络开关亦可合闸，这样保证了3台水泵在任何情况下都能有电，使水泵具备启动条件，具体见图1。

图1 宏达矿主水泵供电系统图

利用馈电开关来实现两段母线的切换投入，其主要原理图1就是在I段进线开关内部安装两个中间继电器KA4与KA8，在II段开关内部安装1个中间继电器KA4，通过将I、II段开关的KA4常闭触点共同串接在联络开关的KA1继电器回路，将联络开关的断路器辅助常闭触点QF和I段开关的中间继电器KA4的常闭触点串接在II段开关的继电器KA1回路，将联络开关的断路器辅助常闭触点QF和II段开关的KA4常闭触点串接在I段开关的继电器KA1回路。这种电气相互闭锁的设计可有效地保证两段母线仅有一段母线投入，两段母线绝对不能同时投入，保证了线路在倒闸过程中的电气安全。同时为了保证两段母线的检漏功能，还特别设计了KA8中间继电器，将I段开关的KA4常闭触点与II段开关的KA8常开触点共同投入至II段开关的检漏回路，保证了在II段母线投入时II段开关具有附加直流电源检测的漏电保护功能；将II段开关的断路器辅助常闭触点QF与II段开关的中间继电器KA8常开触点共同串接入到I段开关的检漏回路，使得在I段母线投入时，I段开关亦具有附加直流电源检测功能。

3 创新点

该供电电路设计不仅使双回路供电实现安全可靠，而且具有以下特点：①保护功能齐全。该设备具有过载、短路、欠压、断相、欠压三相不平衡、漏电闭锁、瓦斯断电、对称性漏电和选择性漏电保护功能，保证了线路的供电安全。②适用范围广。可适用380 V、660V、1140V各种电压等级的电网，额定工作电流有200A、400A、500 A、630 A可满足不同负荷的需求。③切换的快速、可靠性高。该设备采用电动合闸，电动、手动相结合的分闸方式，使线路倒闸做到快速、准确。与过去机械式合闸机构相比，故障率大大降低，可靠性大为提高。④安全性。通过中间继电器KA4和KA8及断路器辅助触点之间的多层闭锁实现了I段开关合闸，II段开关不能合闸，保证了母线投入的唯一性，避免了短路事故的发生，保证了电网供电的安全。

4 效益

4.1 经济效益

应用低压双回路供电系统可节约高压开关及供电电缆等设备费、材料费58万元，节约人工安装费6万元，共计节约资金64万元。

4.2 社会效益

该系统于2011年8月30日安装完毕并投入运行以来，两段母线相互切换安全可靠，未发生一起电气故障，实现了双回路供电的快速、安全，避免了由于线路倒运行出现的影响主排水泵正常运转的事故和电气安全事故。实现了主排水泵的安全运行，保证了矿井的安全生产。与过去母线倒运行时需重新供电相比，该设备大大缩短了停电时间，使得排水效率显著提高，有着明显的安全效益。

5 推广应用前景

针对资源整合矿井井下多采用低压供电，该供电线路及设备在煤矿井下低压电网中使用，解决了井下重要负荷的双回路安全供电问题。其可应用于井下主排水泵、采区下山水泵、局部通风机、瓦斯抽放泵等重要设备的双回路供电，具有广泛的适用性和推广价值。其设备是一种具有广阔市场前景的产品，目前在同煤集团乃至煤炭系统均处于领先水平，该设备在宏达矿井下主水泵供电系统的成功使用，充分证明其具有良好的推广价值，它的广泛运用必将为完善井下低压供配电技术提供有力的支持。