煤矿井下高压隔爆开关失电延时改造

2020-07-31郭家红

机械管理开发 2020年6期

郭家红

（晋城煤业集团成庄矿，山西晋城 048021）

1 成庄矿地面35 kV 变电站供电现状

成庄矿地面35 kV 变电站电源线为架空线，因大风、打雷造成短路故障是短暂的，能够在1～2 s 内恢复正常。由于35 kV 以上架空线路均装有自动切换装置，在发生因大风、打雷造成短路故障时，保护装置先动作于跳闸，在经过1～2 s 延时后，自动切换到另一回路，使系统恢复正常供电。另外系统电压波动也会在1～2 s 后恢复正常。在此期间，开关因系统电压波动或者瞬间失电失压跳闸，从地面到井下需要一级一级进行送电，送电时间较长，高瓦斯巷道极易发生瓦斯积聚，进而引发其他事故。

2 成庄矿高压隔爆开关存在问题分析

目前，成庄矿井下使用的高压隔爆开关（以下简称高开）主要为永磁机构，在系统发生电压波动或者瞬间失电时，高开机构配置的失压线圈动作，高开跳闸。在1～2 s 内系统恢复正常后，从地面到井下需要一级一级进行送电，少则十多分钟，多则0.5 h 才能够使得所有系统恢复正常运行。单回路停电时，风机可以切换到另一回路运行，如果双回路电源全部停电，并在极短时间内恢复时，因恢复送电时间较长，极易造成瓦斯超限，引起其他事故发生。

对井下使用的永磁高开进行改造，在永磁高开控制回路增加失电延时继电器，使得高开在失电状态下延时分闸，躲过系统电压波动，防止高开误动作，并且可减少送电时间，保障供电安全。

3 改造前后高压隔爆开关工作原理对比

3.1 改造前高开工作原理

电动合闸过程：按合闸按钮SB6，本安回路接通，本安继电器ibk 常开点（A6-B6）接通，KM1 有电动作，KM1-1 接通合闸线圈，在储能电容C1 作用下断路器合闸，辅助常开QF-1 接通自保。合闸后断路器辅助常闭FZ1-2 打开，切断合闸回路，保护合闸线圈；辅助常开FZ1-3 接通，为下次分闸作准备。

电动分闸过程：按SB7，本安自保回路断开，本安继电器ibk（A7-A8）接通，KM2 得电动作，KM2-1接通分闸线圈，在C2、C1 共同作用下断路器分闸。

失压分闸过程：发生系统电压波动或失压时，继电器J2 失电，J2-1 常闭点闭合，在C3 作用下，KM2得电动作，KM2-1 接通分闸线圈，在C2、C1 共同作用下断路器分闸。改造前高开原理图如图1 所示。

图1 改造前高开原理图

3.2 改造后高开工作原理

改造后高开原理图如图2 所示。为保证永磁高开失压延时跳闸，需在永磁开关分闸回路串入一失电延时继电器，失电时，分闸回路线圈延时得电，使得永磁开关失电延时分闸。电动合分闸过程与改造前一致。

图2 改造后高开原理图

失压分闸过程：发生系统断电时，继电器J2 失电，时间继电器J3 失电，J2-1 常闭点闭合，J3-1 常闭点延时闭合（时间继电器J3 延时0～10 s 可调），在C3 作用下，KM2 得电动作，KM2-1 接通分闸线圈，在C2、C1 共同作用下断路器分闸。

如果在地面110 kV、35 kV 变电站线路发生故障，在1～10 s 内恢复时，高开得电，因本安继电器ibk（A7-A8）为常闭点，来电瞬间，KM2 得电动作，KM2-1 接通分闸线圈，在C2、C1 共同作用下断路器分闸。所以需将本安继电器ibk（A7-A8）回路接到分闸按钮常开点，这样在10 s 时间范围内，即使失电后再来电，高开也不会出现分闸现象。