供电系统选择性断电保护试验与可靠性分析

张兴贵

(辽宁同创电器设备制造有限公司，辽宁 铁岭 112000)

1 引言

目前，我国煤矿井下低压供电系统及装备落后，国家组织的专家组会诊结果表明，井下供电系统不完善、供电设备老化、超期服务、故障率高。因此，必须在煤矿井下低压供电系统中大力推广选择性断电技术，确保供电系统安全。

2 目前井下低压供电系统的可靠性分析

我国煤矿井下空间狭窄，空气潮湿及电气设备和电缆易受砸、碰、压而使绝缘损坏，所以井下容易发生人身触电、漏电及短路事故。如果缺乏必要和可靠的保护装置，容易引起井下火灾和瓦斯、煤尘爆炸。煤矿井下安全供电是根据井下的特殊工作条件，采取相应措施，防止上述故障产生和发展，确保人身、设备的安全，提高供电的可靠性。

提高系统可靠性主要从以下两方面考虑:一是提高组成元件的可靠性，需要对元件、设备的可靠性进行分析;二是研究系统的最佳设计、使用和维修方案，以便在可靠性较低的元件、设备条件下，构成可靠性较高的系统。

3 选择性断电技术方案

随着供用电的安全性、可靠性和供电质量不断提高的要求，保护装置类型不断更新，目前对供电系统要求做到具有选择性、快速性、灵敏性和动作可靠性。

在供电系统的运行过程中，往往由于电气设备绝缘损坏，操作维护，违章作业打开接线腔时，必须实现选择性断电功能，缩小停电范围，保证其他用电设备的正常运转。选择性漏电采用附加直流和零序功率方向式保护原理，前者确定动作值，后者选择故障支路。

3.1 附加直流电源漏电保护

附加直流电源漏电保护的电气原理图如图1所示。

图1

3.2 零序功率方向式保护

零序功率方向式保护线路图如图2所示。

图2

4 推广选择性断电技术的必要性

(1)瓦斯爆炸事故是由于瓦斯超限达到爆炸浓度，遇到火源引燃瓦斯造成的事故，其中，火源是一个很重要因素。煤矿井下电火源是引起瓦斯爆炸事故的重要火源之一，采取选择性断电技术有利于彻底解决由于工人违章操作引起的故障电火。因此，推广应用这一技术有利于提高煤矿安全水平，是必要的。

(2)我国煤矿井下防爆电气的防爆性能存在着局限性，选择性断电技术的推广应用，使煤矿低压供电系统安全性得到了极大提高，从而提高了煤矿整体防爆安全水平。

5 选择性断电技术的应用范围

在我国煤矿井下低压供电系统中应大力推广该供电系统，极具实用价值。对于具有选择性漏电保护的低压供电系统，可使用分级闭锁设备，设计三级选择性断电，即总馈电开关为一级，分支馈电开关为二级，电磁起动器为三级。上下级动作保护时限级差为200～500ms，可根据需要人为整定。违章作业开盖时间大于1min，打开主腔时间大于10ms，即打开接线腔盖板或主腔前，保证上级开关断电，完全满足上级断电时间的要求，实现选择性断电功能，从而提高整个供电系统的可靠性。

6 总结

通过我们在井下现场的应用运行试验，解决了原供电系统中自身存在的一些问题，彻底杜绝了违章开盖作业产生电火花引起的人身触电伤亡和重大瓦斯爆炸事故，极大地提高了矿井低压供电系统整体防火、防爆水平，大大降低了事故率，提高了供电系统的安全性、可靠性，具有良好的安全、经济效益，极具广阔的推广前景。

随着计算机技术的发展，人们逐渐将计算机技术引入漏电保护系统，从而构成可通信的、具有快速选择性漏电保护系统，以实现快速、无级差的漏电保护，确保人身安全。可通信的、智能快速选择性断电技术的应用是目前漏电保护的发展趋势。

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