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论文题目   云冈矿地面配电盘技术改造

申报学科组   理工类     学科组代码                     

作者姓名   崔美荣   职称   工程师  年龄 41     

工作单位（详细）同煤集团云冈矿液压车间职务     

通讯地址 同煤集团云冈矿液压车间  邮编０３７０１７    

联系电话   ７０８３１４４                               

推荐单位       同煤集团科协                          

                       2011年 12 月 21 日

云冈矿地面配电盘技术改造

崔美荣

摘 要：云冈矿地面配电盘6kv高压盘陈旧、老化，继电保护装置灵敏度不高，断路器操纵机构笨重，手动操纵困难。针对以上问题，在配电盘改造中使用了GKP140微机测控保护装置和VD9永磁真空断路器，保证了全矿地面供电系统的安全、可靠和经济运行。

关键词：地面配电盘 技术改造 云冈矿

1、立项背景

云冈矿地面配电盘6kv高压盘陈旧、老化，继电保护装置灵敏度不高，不能对线路起到灵敏保护的作用。断路器操纵机构笨重，手动操纵困难，维护复杂。针对以上问题，我们对广场和桥东2个配电盘进行了技术改造。

2、创新内容及创新点

地面6kv高压盘共计改造30面。

2.1继电装置改造

继电装置由原来的反时限继电器改为GKP140微机测控保护装置，改造30台。

反时限继电器是指保护装置的动作时间与短路电流的大小成反比。当流过继电器的电流越大时，其动作时间就越短；反之，动作时间就越长。这种动作时限方式就称为反时限，具有这一特性的继电器称为反时限过流继电器。原来的继电器为感应式GL型继电器，同一线路不同地点短路时，由于短路电流不同，保护具有不同的动作时限，在线路靠近电源端短路电流较大，动作时间较短。这种保护就叫反时限过流保护。

优点：外部接线简单，继电器数量大量减少，只需要一种GL型电流继电器，而且可使用交流操作电源，可同时实现电流速断保护；在线路靠近电源处短路时保护动作时限较短。

缺点：时限配合较复杂，虽然每条线路靠近电源端短路时动作时限比末端短路时动作时限短，但调试比较困难；在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如GKP140微机测控保护装置继电器。

GKP140微机测控保护装置继电器是系列数字多功能继电器，拥有继电保护功能，对所有测量进行数字化的处理和计算。有完善的自检能力，发现装置异常能自动报警，保证了继电保护的可靠性和安全性，彻底抛弃了旧式继电保护器体积大、二次接线繁琐、不易维护的缺点。

微机测控继电保护装置具有无方向发信跳闸可选的定时过电流保护，无方向可整定延时的定时限速断保护，无方向发信跳闸可选的定时限过负荷保护，带前（后）加速断的不检无压的三相一次重合闸，带滑差闭锁和低电流闭锁的低周减载保护，检无压无流的备用电源自投功能，两路作用于发信的开入保护。

当任一相电流大于定时限过流保护定值时，经延时装置出口可通过过流跳闸压板投入过流跳闸和过流信号。

2.2断路器的改造

针对原油断路器操纵机构笨重，手动操纵困难，维护复杂的情况，对山下配电盘和桥东配电盘的断路器进行了改造，断路器由原来的油断路器更换为VD9永磁真空断路器。

油断路器是用来切断和接通电源并在短路时能迅速可靠地切断电流的一种高压开关设备，他是以密封的绝缘油作为开断故障灭弧介质的一种开关设备，有多油断路器和少油断路器两种形式。它较早应用于电力系统中，技术已经十分成熟，价格比较便宜，广泛应用于各个电压等级的电网中。当油断路器开断电路时，只要电路中的电流超过0.1A，电压超过几十伏，在断路器的动触头和静触头之间就会出现电弧，而且电流可以通过电弧继续流通，只有当触头之间分开足够的距离时，电弧熄灭后电路才断开。10kv少油断路器开断20kA时的电弧功率可达1万kw以上，断路器触头之间产生的电弧柱温度可达6000℃—7000℃，甚至超过10000℃。它的危险性不仅是在发生故障时可能引起爆炸，而且爆炸后由于油断路器内的高温油发生喷溅，可形成大面积的燃烧，引起相间短路或对地短路，破坏电力系统的正常运行，使事故扩大，甚至造成严重的人身伤亡事故。

油断路器的爆炸燃烧原因有以下几个方面：第一，油面过低。油断路器触点至油面的油层过薄，油受电弧作用而分解为可燃气体，这部分可燃气体进入顶盖下面的空间而与空气混合，形成爆炸性气体，在自身的高温下就有可能爆炸燃烧。第二，油箱内的油面过高。析出的气体在油箱内得不到空间缓冲，形成过高的压力，也可能引起油箱爆炸起火。第三，油的绝缘强度劣化，杂质或水分过多，引起油断路器内部闪络。第四，操作机构调整不当，部件失灵，会使操作时动作缓慢或合闸后接触不良。当电弧不能及时被切断和熄灭时，在油箱内产生过多的可燃气体，可能引起爆炸和燃烧。第五，遮断容量小。油开关的遮断容量对输配电系统来说是个很重要的参数。当遮断容量小于系统的短路容量时，断路器无能力切断系统强大的短路电流，致使断路器燃烧爆炸，造成输配电系统的重大事故。第六，其它原因。油断路器的进、出线都通过绝缘套管，当绝缘套管与油箱盖、油箱盖与油箱体密封不严时，油箱进水受潮，或油箱不洁，绝缘套管有机械损伤可造成对地短路引起爆炸或火灾事故。油断路器还存在体积大、易漏油、维护工作量大、油质易老化等缺点。

VD9永磁真空断路器采用永磁结构，传动环节少、寿命长、可靠性高、噪音低、无污染、无爆炸危险，适用于频繁操纵，免维护，操纵方便。与传统的操动机构相比，无须机械脱、锁扣装置，零部件数量大为减少，工作时仅有一个运动部件，故障率极低。彻底解决了旧式油开关维护麻烦、操纵困难的缺点。

3 主要特点

微机测控继电保护装置适用于10kv以下电气设备和线路的主保护和后备保护，以三段式无方向的电流保护为核心，配备电网参数的监视及采集功能，可省掉传统的电流表、电压表、功率表、电度表，可根据通信口将数据信息远传上位机，方便配网自动化。而且对电流表、电压表、功率表、电度表进行采集并进行数字化的处理和计算，适时地显示在液晶大屏幕上，观察直观，直接代替了老式的测量仪表，装置内部集成了断路器防跳回路、合闸和跳闸保护回路，装置提供预告信号和事故信号出口，方便与中央信号回路对接。

4推广应用前景

我们对地面高压配电盘的改造的成功实施，为全矿今后安全高效生产在供电方面提供了有力保障。地面高压配电盘的改造为今后类似的改造情况提供了可靠的技术支撑和借鉴，也将会成为配电系统改造的典范，具有广泛的推广应用前景。

5 经济及社会效益

改造后配电盘事故少、操纵轻便，掉闸事故由原来每月至少4-5起降到现在的零。节约了人力、物力，取得了良好的经济效益和社会效益，全年节约维护材料 、配件、人工等180.5万元。通过对这2个配电盘进行改造，最大限度地减少了停电事故，线路短路和过流造成的事故率为零，保证了全矿地面供电系统的安全、可靠和经济运行。使用GKP140微机测控保护继电装置和VD9永磁真空断路器为今后煤矿供电增加了安全保障。