太原煤气化公司 (山西太原) 030032
摘 要：本文结合嘉乐泉煤矿供电系统工程实际，通过介绍该矿快切装置的原理，着重描述了快切装置的特点和应用情况，再结合生产运行中的实际情况，得到结论：该矿快切装置具有快速判断故障、切除故障点、快速恢复供电，提高了主扇供电可靠性。
主题词：故障快切装置 供电 主扇风机
在煤矿生产中，若发生机电设备突然断电等事故，主通风机停机，使得矿井不能正常通风，不仅对煤矿的生产安全带来不利影响，对于矿工工人的人身安全也会产生相当大的威胁。因此，矿井供电的安全性、可靠性、连续性是矿井供电的基本要求，因此2014年对我公司嘉乐泉煤矿主通风供电系统进行改造，安装电源故障快切装置，本文对嘉乐泉煤矿主扇电源快切装置进行技术分析。
一、矿井电源介绍及存在安全问题
嘉乐泉煤矿地面6KV主变电所两条进线分别从炉峪口3kKV变电站6kV侧引入，是嘉乐泉煤矿的供电枢纽中心，6kV主变电所长期大分裂运行，一采风机房6KV变电所两条进线从6kV主变电所引入，大分列运行，经过6/0.69kV的变压器到风机房低压配电室，二采风机房也从一采风机房6KV侧引入两条进线，经过6/0.69KV的变压器到风机房低压配电室，分列运行。面临以下安全问题：
1、当炉峪口35kV变电站到嘉矿地面6kV主变电所任意一条线路发生故障，且一采风机房风机和二采风机房风机运行在故障线路所带母线上时，则会导致风机停机。
2、当地面6kV主变电所到一采风机房6kV变电所任意一条线路发生故障，且一采风机房风机和二采风机房风机运行在故障线路所带母线上时，导致风机停机。
3、当一采风机房6kV变电所到一采风机房660V变电所任意一条线路发生故障，且一采风机房风机运行在故障线路所带母线上时，导致一采风机房风机停机。
当一采风机房6kV变电所到二采风机房660V变电所任意一条线路发生故障，且二采风机房风机运行在故障线路所带母线上时，导致二采风机房风机停机。
二、快切装置的配置情况
针对存在运行安全问题，需要重点解决一采风机房风机和二采风机房风机在线路侧故障情况下，仍能安全可靠的运行。首先从故障机率来看，炉峪口35KV变电站到嘉矿地面6kV主变电所，嘉矿地面6kV主变电所到一采风机房6kV变电所，一采风机房6KV变电所到二采风机房660V变电所之间都是架空线路，且线路长度均为2KM左右，遇到雷雨季节，或是一些非计划性故障停电的机率较高，而一采风机房6KV变电所与一采风机房660V变电所在同一个地方且之间用的电缆线路，其故障概率相对较低。
一采风机房6KV变电所是一采风机房风机与二采风机房风机的供电枢纽中心，按照离重要负荷距离来考虑，在一采风机房6KV变电所应当安装故障快切装置一套；二采风机房与一采风机房采用架空线路，为提高二采风机房660V变电所供电可靠性也加装快切装置一套，这样配置可以可靠的保证一采风机房风机与二采风机房风机在线路侧故障时能仍能安全可靠的运行。
三、快切装置简介及主要定值整定
MFC5100工业企业电源快速切换装置，在运行过程中，装置实时跟踪开关两侧电源的电压、频率和相位，并提供了多种可靠的起动方式和切换实现方式，能够保证快速安全的投入备用电源，同时不会对电动机造成大的冲击。
在切换过程中，如果简单地把备用线路电源切入主运电源回路可能造成事故扩大化。为此在快速切换到备用回路前切换装置必须进行逻辑判断，确定能否投入及投入的程序、方法。
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1、进线开关及母线、负荷回路有过流故障跳闸；跳闸电流较大，并且故障电源反映到进线开关的CT上，这时给切换装置设置一个电流门槛值，切换装置到达这一电流值时发出主扇故障报警并且闭锁切换装置，此时由人工进行倒机操作投入备用主扇运行。
2、当切换装置判断进线开关无流（在额定电流5%及以下）低频（在49HZ以下）且未出现大的突变电流时，启动切换装置。
3、切换装置检测到备用线路无压、无频时，快速切换装置闭锁，不进行换，防止延长人工送电时间。
4、快速切换装置的切换闭锁功能
快速切换装置具备以下闭锁功能:
①装置要具有自检功能，防止自身故障或异常启动投入备用电源;②备用电源无电时闭锁切换;③P.T断线引起的失压闭锁切换;④检修时退出切换进行闭锁。
四、系统调试分析
快切装置安装完成后，系统调试通过模拟系统运行存在故障（如进线开关偷跳、进线开关故障分闸、电源线路失电），对分列运行方式、单回路运行方式两种系统运行模式的快切装置的动作情况进行测试。具体调试情况如下
1、系统分列运行情况
主扇运行情况：由II回进线开关（9704#）供电，I回进线开关(9703)合闸，9701母联热备。一采主通风机房1#主扇备用，2#主扇运行；二采风机房1#主扇运行，2#主扇备用。
第一步、模拟1#进线开关误动故障。在一采风机房高压配电室人为断开1#进线开关。快速切换装置动作，迅速合上母联开关，一采风机房、二采风机房运行主扇运行正常，切换期间主扇声音无明显变化。
起动方式：变位起动，切换方式：串联，切换方向：进线1到母联，实现方式：快速切换，切换时间65ms。
第二步、模拟2#进线开关误动故障。在一采风机房配电室人为断开2#进线开关。快速切换装置动作，迅速合上母联开关，一采风机房、二采风机房运行主扇运行正常，切换期间主扇声音无明显变化。
起动方式：变位起动，切换方式：串联，切换方向：进线2到母联，实现方式：快速切换，切换时间65ms。
第三步、模拟1#电源线路失电故障。在地面6kV开闭所人为断开风机I回馈线开关（815#）。快速切换装置动作，断开一采主通风机房高压配电室1#进行开关，合上母联开关，一采风机房、二采风机房运行主扇运行正常，切换期间主扇声音无明显变化。
起动方式：无流启动，切换方式：串联，切换方向：进线1到母联，实现方式：同期捕捉，切换时间379ms。
第四步、模拟2#电源线路失电故障。在地面6kV开闭所人为断开风机II回馈线开关（808#），快速切换装置动作，断开一采主通风机房高压配电室1#进行开关，合上母联开关，一采风机房、二采风机房运行主扇运行正常，切换期间主扇声音无明显变化。
起动方式：无流启动，切换方式：串联，切换方向：2#进线到母联，实现方式：快速切换，切换时间96ms。
2、单回路运行方式快切动作调试
调整运行方式：一采风机房高压配电室I回电源进线开关（9703#）运行，母联开关（9701#）运行，主扇II回电源线路带电热备，II回电源进线开关（9704#）开关热备。
地面6kV开闭所人为断开风机I回馈线开关（815#），快速切换装置动作，断开一采主通风机房高压配电室1#进行开关，合上母联开关，一采风机房、二采风机房运行主扇运行正常，切换期间主扇声音无明显变化。
起动方式：无流起动 切换方向：进线1到进线2 切换方式：串联 实现方式：快速切换，切换时间98ms。
通过系统调试结果发现，5次快切装置均正确动作，其中4次实现快切切换，切换时间小于100ms，一次同期捕捉切换，切换时间379ms。切换后一采风机房、二采风机房运行主扇风机均运行稳定。
五、结论与建议
嘉乐泉煤矿一采风机房高压配电室快切装置、二采主扇风机房低压快切装置通过半年运行，装置运行稳定可靠，期间发生一次因一采风机房1#低压进线刀闸故障，造成地面变电所主扇馈线开关过流跳闸，一采风机房主扇快切装置均正确动作。
煤矿主扇通风机时矿井最关键设备，矿井主扇的安全运行直接关系着矿井的安全，做到主扇风机不停电不停风是矿井安全运行的首要职责。
主扇快速切换装置适用于大分列运行系统，可以采用进线断路器进行切换和母联断路器切换，增加进线PT达到电源恢复后，切换装置自动返回功能。
故障快切装置应与开关柜继电保护装置定值相互配合、信息共享快速判断停电原因，避免快切装置切换后造成事故扩大。
当主扇电源线路、开关柜检修时，应退出切换装置，避免因检修停电造成快切装置误动作，造成无计划停电事故。检修完成后，投入快切装置运行。
论文作者:乔军
论文发表刊物:《科技中国》2016年6期
论文发表时间:2016/10/17
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