煤矿大面积停电解决方案_煤矿停电措施
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煤矿大面积停电的解决方案
1、问题的提出
煤矿井下供电系统出现大面积停电现象主要有以下几种情况，比如在雷雨天气时，常发生供电网络遭遇雷击现象；供电网络因其中一个变电所故障引起电压波动；某一出线回路发生短路故障，或某一回路发生单相接地故障等。
大面积停电后，由于没有记录和警告信息，往往很难判断故障原因和故障部位，只有通过试送电进行供电恢复和故障查找，当试送到故障线路后，又一次造成大面积停电，这时才判断出故障回路，这样不仅造成二次大面积停电，而且使电力电缆受到二次故障的冲击，严重影响着井下供电系统安全。因此，重视矿井安全供电，研究提高供电可靠性非常必要。
2、停电原因分析
（1）短路事故
电压波动引起大面积停电当电压波动时，失压脱扣线圈失压脱扣，引起开关跳闸；供电线路初端短路时，母线电压降的很低，造成失压线圈脱扣，引起大面积跳闸，而实际的短路保护，由于工作电压过低，即便采用了电流跳闸回路，也无法使短路保护跳闸；如果末端短路，母线电压下降，不致于引起失压脱扣时，主要是井下保护调整精度不高，与地面保护失去配合关系，而造成越级跳闸。
（2）单相接地事故 由于井下漏电保护常常拒动而失去选择性，使地面漏电保护动作，造成井下大面积停电；漏电保护拒动的情况下，很可能使单相接地发展成为相间短路，引起母线电压降低，失压脱扣跳闸或保护越级跳闸，造成大面积停电。
（3）井下保护器的技术问题
1）井下保护器基本上是半模拟半数字保护，出现定值漂移现象，造成保护误动或拒动，同时保护器精度差，定值不能连续调整，只能按倍率调整，无法实现上下级变电所的保护配合，导致越级跳闸。2）保护器的电源基本上采用线性模拟电源，工作电压范围小，抗干扰性能差，供电电压波动常引起保护工作不正常。保护装置的电源来自于本开关的PT，装置内芯片的工作电源一般允许在额定值的 ±5%范围内变化，而模拟电源的输入和输出同比例变化，一旦电网电压降低超过5%，保护装置首先失电，各种保护均失效，越级跳闸不可避免，自然会造成大面积停电。
3）漏电保护主要采用固定的零序电源定值比较法来实现，没有考虑零序方向和不平衡电流的影响，往往造成误动或拒动。
4）井下保护器没有失压保护，失压保护是靠开关的失压脱扣线圈实现的。失压脱扣线圈在线电压降低到65%左右时，就没有延时自动脱扣跳闸，这样就无法区分电压波动和母线真正失压，导致了在没有真正失压的情况下，由于电压波动造成大面积停电。
3、技术解决方案
（1）改进保护器 1）用全数字化综合保护代替现有的半数字半模拟的保护器。
数字保护性能稳定，很少使用阻容等模拟器件，输入输出回路不会因为阻容器件老化，而产生变差，性能稳定，可有效避免定值漂移现象的发生。在数字保护抗干扰能力上，除了硬件采取抗干扰措施外，软件从算法上也可以改进一步，进行抗干扰处理，有效防止回路保护误动和拒动。同时，全数字保护的定值精度高，电流可以精确到毫安，时间可以精确到毫秒，这样定值连续可调，能够实现上下级配合，防止越级跳闸的发生。
2）保护的工作电源要放弃模拟电源而选择开关电源
开关电源有一个整流、逆变、再整流过程，输入端的干扰不会直接耦合传导到输出端。这样就可以有效地隔离干扰，由于有一个整流、逆变、再整流过程，输入端的电压不会像模拟电源一样，是一个线性变压过程，不管输入端电压如何变化，输出端电压是稳定的，故开关电源的输入范围较宽，一般可达到额定值±30%。3）完善保护配置
井下高开的电流保护一般只有短路和过载保护，定值整定时，也是按倍率整定的，过载延时时间一般也是以0.5S档位整定的，造成无法实现保护上下级配合。故在保护配置上，应增加一段过流保护，变为三段式过流保护，定值无级调整，用带延时的过流II段作后备保护，来实现上下级保护配合，防止越级跳闸的发生。4）改进漏电保护性能
目前，井下高压漏电保护，都是单一的零序电流比较型的，由于不平衡电流随负荷的增大而增大，造成定值无法整定，常常不误动就拒动。同时在高阻接地或有消弧线圈时，系统中的零序电源大小不定，保护中的漏电保护就可能失效，要么造成地面变电所越级跳闸，要么发展成为短路事故。
因此，一方面要对保护器中的漏电保护通过算法，动态滤掉不平衡电流，使得到的零序电流值真正是零序电流，并带有方向性，进一步避免零序保护误动；另一方面，要在采区变电所加上选择性漏电装置，在有消弧线圈时，或在高阻接地时，保护器上的漏电保护不起作用时，能把接地回路选出。
5）增加事故记录和故障录波功能
事件记录和故障记录波，有利于事后分析故障，定位故障，减少故障查找与排除时间，减少停电时间。（2）失压的改进实现
1）把失压脱扣线圈去掉，增加失压脱扣的延时值。而在失压线圈回路中增加除能电容，使失压脱扣有一个失压延时，以躲过电压波动为准，一般为0.5S，该时间为电容放电时间T=RC其中R为失压线圈的电阻，C为电容的容量。
4、运行效果
通过技术分析和解决方案情况，选择ZBT-11全数字高开综合保护器。该保护器定值连续可调，实现了上下级保护的配合，有效地避免了越级跳闸，并配置失压保护，可以确保电网停电后跳开高开，彻底杜绝了电压的波动引起的大面积停电现象；在漏电保护方面，除了不平衡电流外，还增加了零序方向，并实现了变电所综合选漏。应用至今，再也没有发生过大面积停电事故，效果比较理想。
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