1、立項(xiàng)背景
云岡礦地面配電盤6kv高壓盤陳舊、老化，繼電保護(hù)裝置靈敏度不高，不能對線路起到靈敏保護(hù)的作用。斷路器操縱機(jī)構(gòu)笨重，手動(dòng)操縱困難，維護(hù)復(fù)雜。針對以上問題，我們對廣場和橋東2個(gè)配電盤進(jìn)行了技術(shù)改造。
2、創(chuàng)新內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
地面6kv高壓盤共計(jì)改造30面。
2.1繼電裝置改造
繼電裝置由原來的反時(shí)限繼電器改為GKP140微機(jī)測控保護(hù)裝置，改造30臺。
反時(shí)限繼電器是指保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小成反比。當(dāng)流過繼電器的電流越大時(shí)，其動(dòng)作時(shí)間就越短；反之，動(dòng)作時(shí)間就越長。這種動(dòng)作時(shí)限方式就稱為反時(shí)限，具有這一特性的繼電器稱為反時(shí)限過流繼電器。原來的繼電器為感應(yīng)式GL型繼電器，同一線路不同地點(diǎn)短路時(shí)，由于短路電流不同，保護(hù)具有不同的動(dòng)作時(shí)限，在線路靠近電源端短路電流較大，動(dòng)作時(shí)間較短。這種保護(hù)就叫反時(shí)限過流保護(hù)。
優(yōu)點(diǎn)：外部接線簡單，繼電器數(shù)量大量減少，只需要一種GL型電流繼電器，而且可使用交流操作電源，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)；在線路靠近電源處短路時(shí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)限較短。
缺點(diǎn)：時(shí)限配合較復(fù)雜，雖然每條線路靠近電源端短路時(shí)動(dòng)作時(shí)限比末端短路時(shí)動(dòng)作時(shí)限短，但調(diào)試比較困難；在靈敏度和動(dòng)作的準(zhǔn)確性、速動(dòng)性等方面也遠(yuǎn)不如GKP140微機(jī)測控保護(hù)裝置繼電器。
GKP140微機(jī)測控保護(hù)裝置繼電器是系列數(shù)字多功能繼電器，擁有繼電保護(hù)功能，對所有測量進(jìn)行數(shù)字化的處理和計(jì)算。有完善的自檢能力，發(fā)現(xiàn)裝置異常能自動(dòng)報(bào)警，保證了繼電保護(hù)的可靠性和安全性，徹底拋棄了舊式繼電保護(hù)器體積大、二次接線繁瑣、不易維護(hù)的缺點(diǎn)。
微機(jī)測控繼電保護(hù)裝置具有無方向發(fā)信跳閘可選的定時(shí)過電流保護(hù)，無方向可整定延時(shí)的定時(shí)限速斷保護(hù)，無方向發(fā)信跳閘可選的定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)，帶前（后）加速斷的不檢無壓的三相一次重合閘，帶滑差閉鎖和低電流閉鎖的低周減載保護(hù)，檢無壓無流的備用電源自投功能，兩路作用于發(fā)信的開入保護(hù)。
當(dāng)任一相電流大于定時(shí)限過流保護(hù)定值時(shí)，經(jīng)延時(shí)裝置出口可通過過流跳閘壓板投入過流跳閘和過流信號。
2.2斷路器的改造
針對原油斷路器操縱機(jī)構(gòu)笨重，手動(dòng)操縱困難，維護(hù)復(fù)雜的情況，對山下配電盤和橋東配電盤的斷路器進(jìn)行了改造，斷路器由原來的油斷路器更換為VD9永磁真空斷路器。
油斷路器是用來切斷和接通電源并在短路時(shí)能迅速可靠地切斷電流的一種高壓開關(guān)設(shè)備，他是以密封的絕緣油作為開斷故障滅弧介質(zhì)的一種開關(guān)設(shè)備，有多油斷路器和少油斷路器兩種形式。它較早應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，技術(shù)已經(jīng)十分成熟，價(jià)格比較便宜，廣泛應(yīng)用于各個(gè)電壓等級的電網(wǎng)中。當(dāng)油斷路器開斷電路時(shí)，只要電路中的電流超過0.1A，電壓超過幾十伏，在斷路器的動(dòng)觸頭和靜觸頭之間就會(huì)出現(xiàn)電弧，而且電流可以通過電弧繼續(xù)流通，只有當(dāng)觸頭之間分開足夠的距離時(shí)，電弧熄滅后電路才斷開。10kv少油斷路器開斷20kA時(shí)的電弧功率可達(dá)1萬kw以上，斷路器觸頭之間產(chǎn)生的電弧柱溫度可達(dá)6000℃—7000℃，甚至超過10000℃。它的危險(xiǎn)性不僅是在發(fā)生故障時(shí)可能引起爆炸，而且爆炸后由于油斷路器內(nèi)的高溫油發(fā)生噴濺，可形成大面積的燃燒，引起相間短路或?qū)Φ囟搪?，破壞電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，使事故擴(kuò)大，甚至造成嚴(yán)重的人身傷亡事故。
油斷路器的爆炸燃燒原因有以下幾個(gè)方面：第一，油面過低。油斷路器觸點(diǎn)至油面的油層過薄，油受電弧作用而分解為可燃?xì)怏w，這部分可燃?xì)怏w進(jìn)入頂蓋下面的空間而與空氣混合，形成爆炸性氣體，在自身的高溫下就有可能爆炸燃燒。第二，油箱內(nèi)的油面過高。析出的氣體在油箱內(nèi)得不到空間緩沖，形成過高的壓力，也可能引起油箱爆炸起火。第三，油的絕緣強(qiáng)度劣化，雜質(zhì)或水分過多，引起油斷路器內(nèi)部閃絡(luò)。第四，操作機(jī)構(gòu)調(diào)整不當(dāng)，部件失靈，會(huì)使操作時(shí)動(dòng)作緩慢或合閘后接觸不良。當(dāng)電弧不能及時(shí)被切斷和熄滅時(shí)，在油箱內(nèi)產(chǎn)生過多的可燃?xì)怏w，可能引起爆炸和燃燒。第五，遮斷容量小。油開關(guān)的遮斷容量對輸配電系統(tǒng)來說是個(gè)很重要的參數(shù)。當(dāng)遮斷容量小于系統(tǒng)的短路容量時(shí)，斷路器無能力切斷系統(tǒng)強(qiáng)大的短路電流，致使斷路器燃燒爆炸，造成輸配電系統(tǒng)的重大事故。第六，其它原因。油斷路器的進(jìn)、出線都通過絕緣套管，當(dāng)絕緣套管與油箱蓋、油箱蓋與油箱體密封不嚴(yán)時(shí)，油箱進(jìn)水受潮，或油箱不潔，絕緣套管有機(jī)械損傷可造成對地短路引起爆炸或火災(zāi)事故。油斷路器還存在體積大、易漏油、維護(hù)工作量大、油質(zhì)易老化等缺點(diǎn)。
VD9永磁真空斷路器采用永磁結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)環(huán)節(jié)少、壽命長、可靠性高、噪音低、無污染、無爆炸危險(xiǎn)，適用于頻繁操縱，免維護(hù)，操縱方便。與傳統(tǒng)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，無須機(jī)械脫、鎖扣裝置，零部件數(shù)量大為減少，工作時(shí)僅有一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，故障率極低。徹底解決了舊式油開關(guān)維護(hù)麻煩、操縱困難的缺點(diǎn)。
3 主要特點(diǎn)
微機(jī)測控繼電保護(hù)裝置適用于10kv以下電氣設(shè)備和線路的主保護(hù)和后備保護(hù)，以三段式無方向的電流保護(hù)為核心，配備電網(wǎng)參數(shù)的監(jiān)視及采集功能，可省掉傳統(tǒng)的電流表、電壓表、功率表、電度表，可根據(jù)通信口將數(shù)據(jù)信息遠(yuǎn)傳上位機(jī)，方便配網(wǎng)自動(dòng)化。而且對電流表、電壓表、功率表、電度表進(jìn)行采集并進(jìn)行數(shù)字化的處理和計(jì)算，適時(shí)地顯示在液晶大屏幕上，觀察直觀，直接代替了老式的測量儀表，裝置內(nèi)部集成了斷路器防跳回路、合閘和跳閘保護(hù)回路，裝置提供預(yù)告信號和事故信號出口，方便與中央信號回路對接。
4推廣應(yīng)用前景
我們對地面高壓配電盤的改造的成功實(shí)施，為全礦今后安全高效生產(chǎn)在供電方面提供了有力保障。地面高壓配電盤的改造為今后類似的改造情況提供了可靠的技術(shù)支撐和借鑒，也將會(huì)成為配電系統(tǒng)改造的典范，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。
5 經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益
改造后配電盤事故少、操縱輕便，掉閘事故由原來每月至少4-5起降到現(xiàn)在的零。節(jié)約了人力、物力，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，全年節(jié)約維護(hù)材料 、配件、人工等180.5萬元。通過對這2個(gè)配電盤進(jìn)行改造，最大限度地減少了停電事故，線路短路和過流造成的事故率為零，保證了全礦地面供電系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。使用GKP140微機(jī)測控保護(hù)繼電裝置和VD9永磁真空斷路器為今后煤礦供電增加了安全保障。
