井下電氣設備保護試驗

1、井下電氣設備保護試驗v 在供電系統(tǒng)的運行過程中，往往由于電氣設備絕緣損壞、操作維護不當以及外力破壞等原因，造成短路、漏電、斷相故障或其他不正常的運行狀態(tài)，影響礦井的正常生產，甚至危及人身安全。因此，供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，必須及時采取有效排除措施，以免產生嚴重的后果。所以，我們在電氣設備中投入一些保護裝置，來實現將電氣設備的不正常運行狀態(tài)顯示出來或自動將故障切除，限制事故范圍的擴大。v 為了更好地保障供電系統(tǒng)的安全性、可靠性，作為井下電氣作業(yè)人員，首先我們要知道依照相關的規(guī)程、制度，井下高、低壓電氣設備必須具有哪些保護；其次要知道依照相關規(guī)程、制度哪些電氣保護需要進行試驗以及試驗的周期；再次要掌握

2、各類保護的試驗方法以及當保護裝置失靈時的解決方法。v 下面就電氣保護裝置的設置、試驗以及常見問題解決做簡要介紹。一、電氣保護裝置的設置v 關于井下高低壓電氣設備保護裝置的設置，我們主要是按照煤礦安全規(guī)程以及恒源公司井下電氣管理規(guī)定相關要求來進行。具體主要有下列要求：v 井下高壓電動機、動力變壓器的高壓控制設備，應具有短路、過負荷、接地和欠壓釋放保護欠壓釋放保護。（在日常的檢查中經常發(fā)現控變壓器、高壓電動機的高壓開關欠壓保護未投入）v 井下由采區(qū)變電所、移動變電站或配電點引出的饋電線上，應裝設短路、過負荷、過電壓保護過電壓保護和漏電保護裝置。（過電壓保護是恒源公司2014年井下電氣管理規(guī)定中明確

3、要求投入的保護）v 低壓電動機的控制設備應具有短路、過負荷、單相斷線、漏電閉鎖保護裝置及遠程控制裝置。v 向移動變電站供電的高壓開關必須裝設有選擇性的動作于跳閘的單相接地保護裝置。v 井下低壓饋電線上，必須裝設檢漏保護裝置或有選擇性的漏電保護裝置。有可靠的漏電、短路檢測閉鎖裝置。v 127V照明信號必須使用具有檢漏、漏電閉鎖、短路、過負荷、斷相等功能的綜合保護裝置，二、電氣保護試驗內容及試驗周期v（一）常見的電氣保護試驗內容v1、井下變電所以及變電站低壓總饋電、各支路饋電檢漏試驗（分為兩種：一種是就地試驗；一種是遠端人工接地跳閘試驗，簡稱遠點試驗）。v2、照明信號綜合保護裝置漏電試驗。(也分為

4、就地試驗和遠點試驗）v3、高壓配電裝置漏電試驗。v4、 JDB綜合保護裝置的保護試驗。v（二）、電氣保護試驗周期v1、照明信號綜合保護裝置就地試驗每天試驗一次，遠點試驗每月一次。v2、具有選擇性功能的檢漏保護裝置，各支路應每天進行一次就地跳閘試驗，總檢漏保護裝置每周進行一次跳閘試驗。遠點試驗每月一次。v3、新安裝的檢漏保護裝置在首次投入運行前做一次人工漏電跳閘試驗。v4、使用JDB綜合保護裝置的開關每周應進行兩次動作試驗。（恒源公司井下電氣管理規(guī)定第六章第五十條規(guī)定）v5、高壓配電裝置的漏電試驗每周一次。（我礦自行規(guī)定）PBG23-10 100/5 高高壓壓配配電電開開關關 KBSG630KV

5、A-10/1.2KV 礦礦用用干干式式變變壓壓器器MYP 3*95+1*25 3mKBZ-630 1140V總總饋饋KBZ-400 1140VKBZ-400 1140VKBZ-400 1140V分分饋饋1 1分分饋饋2 2分分饋饋3 3KBZ-400 1140VQBZ-120 1140VZBZ-101140V下下級級饋饋電電1 1磁磁力力啟啟動動器器照照明明信信號號綜綜合合保保護護裝裝置置KBZ-400 1140V下下級級饋饋電電2 2KBZ-400 1140V下下級級饋饋電電3 3QBZ-120 1140VZBZ-101140V磁磁力力啟啟動動器器照照明明信信號號綜綜合合保保護護裝裝置置v以

6、上圖為例，圖中總饋就地檢漏試驗每周一次，分饋1、分饋2、分饋3就地檢漏試驗每天一次，下級饋電1、下級饋電2、下級饋電3不作要求，磁力啟動器因為配備的是JDB保護器，需每周對保護動作情況進行兩次試驗，照明信號保護裝置每天試驗一次。高壓配電開關保護試驗每周進行一次。三、試驗方法v 就地試驗主要是通過開關外殼上的試驗按鈕來進行，試驗時按動試驗按鈕即可。其中低壓分開關就地檢漏試驗時，“漏電”試驗按鈕按下后及時松開，不可長按，長按時會造成總開關跳閘；試驗總開關時需長按試驗按鈕，因為總饋的漏電保護一般均設置有延時（一般660V系統(tǒng)延時不超過300ms、1140V系統(tǒng)延時不超過250ms）。v JDB綜合保

7、護裝置的試驗，其方法是將保護器上的試驗撥塊撥到“漏電”位置，然后對開關進行合閘送電，合閘不成功的則表示保護功能正常。（見下附圖）正常使用狀態(tài)試驗狀態(tài)v 遠點試驗方法：在最遠端的控制開關的負荷側（或所控電機的接線腔）按不同電壓等級接入試驗電阻按不同電壓等級接入試驗電阻（127V用2K、10W電阻；380V用3.5K、10W電阻;660V用11K、10W電阻;1140V用20K、10W電阻）。試驗電阻一端接在其中一相的線柱上，另一端接在地線接線柱上，然后蓋上外蓋，擰緊各部位螺拴，對設備進行送電，觀察饋電開關是否跳閘，如跳閘，則說明檢漏保護裝置動作可靠。遠端人工漏電跳閘試驗電阻四、保護試驗拒動的解決

8、方法v（一）、低壓饋電開關v 在礦井供電系統(tǒng)中，低壓饋電的漏電保護方式有兩種，分別是：附加直流式、功率因數方向式。對應我們井下饋電開關的設置分別是總饋和分饋。v 附加直流式附加直流式：在三相電網與大地之間增加一個獨立電源信號,直接檢測三相對地的電流大小,通過檢測電流的大小就可檢測出電網對地絕緣電阻。v 功率因數方向式功率因數方向式：根據零序電流和零序電壓的電位電位及零序電壓和零序電流的相位相位關系來判斷是否有漏電故障。v 要想能夠解決電氣設備保護試驗過程中出現的異常狀況，首先要了解掌握其保護試驗工作原理以及相關關聯元件和其所起的作用。下面以KBZ系列饋電開關的漏電保護為例，首先我們來看總開關的

9、漏電。保護器38腳53#總/分轉換開關SA1-3（閉合總開關/斷開分開關與斷路器輔助常閉觸點QF-4并聯)ZD（地）系統(tǒng)絕緣電阻系統(tǒng)絕緣電阻D1/D2/D3/三相電抗器SK41磁放大器TC2初級39#電阻R143保護器37腳，構成回路。當電網絕緣電阻很大時，直流檢查所取得的信號很小，不足使保護器動作，當漏電電阻達到一定程度時，可使綜合保護器動作。沒合前漏電閉鎖拒絕合閘，實現漏電閉鎖。保護器DC36VKBZ系列饋電開關總/分開關漏電閉鎖、總開關漏電保護回路大地漏電輸入5343TC2R1ZDSKFDR2分總ZDZD3837D1D2D37K/20WKA3SA1-310K/10WQF-436V8#FU

10、2/2A9#漏電試驗按鈕SB324#漏電試驗繼電器KA3線圈10#0V構成回路，漏電試驗繼電器KA3得電動作，常開點KA3閉合，保護器38腳53#總/分轉換開關SA1-3ZD（地）輔助接地FDKA345#電阻R2D3三相電抗器SK41零序電壓變壓器TC2初級39#電阻R143保護器37腳，構成回路。沒合前漏電閉鎖故障拒絕合閘，實現漏電閉鎖（運行中開關漏電保護斷電并顯示漏電故障）。KA3（漏試）保護器DC36VKBZ系列饋電開關總/分開關漏電閉鎖、總開關漏電保護試驗回路大地漏電輸入5343TC2R1ZDSKFDR2分總ZDZD3837D1D2D37K/20WKA3SA1-310K/10WQF-4

11、TC136V0V892410FU2/2ASYS2SB3413945v 從上面的原理圖中，可以看出總開關漏電保護裝置主要組成元件：智能保護器、三相電抗器（SK）、磁放大器（TC2）、電阻R1。在進行就地試驗時，還與電阻R2有關。由此，我們可以得出低壓總饋漏電試驗不動作的主要原因有：v1、輔助接地未接或接地不良。v2、智能保護器出現故障。保護器出現的故障可能有：（1）38腳輸出36V不正常；（2）保護器內繼電器不動作；（3）保護器“漏電保護”功能關閉。v3、電阻R1損壞。（影響漏電保護功能）v4、電阻R2損壞。（僅僅影響就地試驗，對于漏電的保護功能沒有其他影響）在實際的使用過程中，磁放大器一般不太

12、容易出現毀壞，但是電容板會出現毀壞，常見的主要有兩種，一種是電阻R1斷裂，會造成漏電保護不起作用；另一種就是電容擊穿，會造成開關出現漏電閉鎖，無法正常使用。v 總開關的漏電保護其動作的可靠性相對較高，出現拒動的情況很少，而分開關的漏電保護受系統(tǒng)絕緣阻值、系統(tǒng)分布電容等因素的影響，發(fā)生拒動、誤動的概率要遠大于總開關的漏電保護。下面我們就來重點學習分開關的漏電保護。1、零序電流回路，系統(tǒng)絕緣電阻下降到設定值零序電流互感器產生零序電流一端22保護器35腳，零序電流互感器另一端K4保護器34端；2、零序電壓回路，系統(tǒng)絕緣電阻下降到設定值：a、三相電抗器SK中性點產生零序電壓41磁放大器TC2初級39電

13、容C1ZD（地），形成回路；b、零序電壓經零序電壓變換器TC2初級降壓感應到次級49總/分開關SA1-151保護器36腳；3、零序電流/零序電壓同時加到保護器35腳/36腳，保護器檢測到漏電信號。TAUn34IoUnK422分SA1-1Uo3651C1保 護 器KBZ系 列 饋 電 分 開 關 漏 電 保 護 回 路IoTC2ZDSKFDR235D1D2D37K/20WKA3413945KBZ系 列 饋 電 分 開 關 漏 電 保 護 試 驗 回 路IoTC2ZDSKFDR235D1D2D37K/20WKA3413945Un34IoUnK422分SA1-1Uo3651C1保 護 器TAKA3（

14、 漏 試 ）TC136V0V892410FU2/2ASYS2SB3試驗時：36V8#FU2/2A9#漏電試驗按鈕SB324#漏電試驗繼電器KA3線圈10#0V構成回路KA3線圈得電動作，繼電器常開點KA3閉合，開關經D3電阻R245#KA3輔助接地FD對地漏電，這時零序電流互感器產生零序電流一端22保護器35腳，零序電流互感器另一端K4保護器34端；零序電壓經零序電壓變換器TC2初級降壓感應次級49總/分開關SA1-1（斷開總開關/閉合分開關）51保護器36腳；零序電流/零序電壓同時加到保護器35腳/36腳，保護器檢測到漏電信號。v 從上面的原理圖中，當饋電開關打到“分開關”位置時，其漏電保護

15、與智能保護器、三相電抗器（SK)、磁放大器(TC2)、零序電流互感器(TA)有關，在進行檢漏試驗時，還與電阻（R2)有關。在此當中，三相電抗器的主要作用是產生零序電壓信號。下面就饋電開關在分開關狀態(tài)下，檢漏試驗拒動、誤動的一些主要原因進行講解。v 1、主接地或輔助接地不良。一旦主接地或輔助接地不良，在按下試驗按鈕時，相線對地絕緣阻值較大，無法達到正常的動作值。v 我們可以在開關處于分閘狀態(tài)下（必須確認電阻R1，漏電繼電器KA3正常完好），按下“漏電”試驗按鈕，觀察保護器顯示屏上“故障”指示燈是否燈亮。如果出現燈亮，則說明試驗回路正常。v 2、零序電壓、零序電流門檻值設置不合理。 若遇到“選擇性

16、漏電保護”動作不正常，且檢查外部線路都沒有問題的情況下，可適當調節(jié)Uo、Io的值來滿足動作要求，具體調節(jié)原則有以下幾種：（1）若選漏動作電阻值偏大，Uo、Io門檻值均應提高；反之，可以稍降低。（2）若電網電容偏大的情況下，應降低Uo門檻值，可以稍提高Io門檻值；反之，應提高Uo門檻值，稍降低Io門檻值。（3）若在大電機起動時，保護器受干擾易誤動，應稍提高Uo門檻值；而Io不變。v 饋電開關所帶的供電線路越長，其對地分布電容越大，對地電容電流就越大。所以我們平時在設置零序電流、零序電壓的門檻值時，要參照供電線路的遠近，在供電線路較長時，Uo設置偏小一點，Io設置偏大一點；供電線路較短時，則反之。

17、設置完畢后進行就地試驗，檢查動作情況。v 設置饋電開關選漏保護中零序電壓、零序電流門檻值最準確的方法是在線路的最遠點依照電壓等級安裝遠點試驗電阻，在饋電的“實時顯示觀察窗口”中觀察試驗電阻接地的瞬間，零序電壓、零序電流的數值，然后將饋電開關的零序電壓、零序電流門檻值設置略小于所觀察的數值。 3、零序電壓和零序電流的之間的相位不正確?？赏ㄟ^進入“實時顯示觀察窗口”來判別。v 進入“實時顯示觀察窗口”后快速按下“漏電”試驗按鈕，觀察顯示的零序電流、零序電壓值變化情況，當按下試驗按鈕后，零序電壓、零序電流值均大于保護器內部設定的門檻值而開關未跳閘時，則說明零序電流的方向不正確?？赏ㄟ^對調零序電流互感

18、器去往保護器34、35號接線腳的兩根線的位置。34號接線腳共接有3根線，將其中最細小的一根線與35號接線腳接有的信號線調換接線位置。在實際使用過程中，時常會出現某臺分開關前幾天試驗正常，后幾天試驗不正常，這樣就可以通過上面的方法來嘗試處理。v 4、系統(tǒng)分布電容偏低。這種情況經常出現在新安裝的變電站，低壓供電系統(tǒng)簡單、線纜較少。還有就是在某一低壓供電系統(tǒng)中，安裝有多臺分支饋電，在對分支饋電依此進行檢漏試驗時，往往當試驗到最后一臺時會出現試驗不動作的現象，而一旦對該系統(tǒng)中任一分支開關進行送電后再對拒動開關進行試驗時，試驗正常。以前面的供電系統(tǒng)圖為例，當從分饋1往分饋3依次試驗時，分饋1、分饋2正常

19、跳閘，分饋3不動作。在對分饋1和分饋2其中任意一臺進行合閘后，再次對分饋3進行試驗，此時試驗將動作。v 此時的解決方案是在總開關的輸出端并接三相電容進行補償，中性點接地。接線方式見下圖在實際操作過程中，我們一般不再另加電容或阻容裝置，而是利用總開關上現有的阻容吸收裝置總開關上現有的阻容吸收裝置，用一根導線將阻容吸收裝置的中性點與開關外殼相連接地（具體接線見下圖）。X1X2X3D1D2D3支路2X1X2X3D1D2D3支路3分開關3分開關2分開關1補償分布電容補償分布電容D1D2D3補償分布電容的大小范圍為0.22 f1 f,電容的額定電壓不得低于電網的額定電壓，可選用適當的阻容裝置代用。X1X

20、2X3D1D2D3X1X2X3D1D2D3支路1v我礦饋電開關中現使用的阻容吸收裝置共有上面兩種，其中左邊的阻容裝置需另加接地線，右邊的阻容裝置在生產制造過程中已將中性點引出，只需將引出線接地即可。v 4、試驗電阻R2損壞，判斷試驗電阻R2的好壞，可使用用儀表檢查電阻R2的阻值。v 5、漏電試驗回路不通。檢查控制變壓器36V輸出是否正常，熔斷器FU2是否完好，試驗繼電器KA3是否正常吸合，常開點KA3是否通斷正常。v 6、零序電壓或零序電流信號未能傳輸至智能保護器內。有可能是零序電流互感器、三相電抗器損壞或接線脫落。重點檢查保護器接線腳接線是否緊固。三相電抗器可通過觀察零序電壓值來判斷好壞。同

21、一供電系統(tǒng)中，各分路饋電實時顯示的零序電壓值應相同或相近，如果某一臺實時顯示的值遠大于其他饋電時，重點懷疑這臺饋電開關的三相電抗器存在問題，可通過檢測電抗器的內阻或輸出電壓是否相同或相近來進一步判斷。（二）高壓配電裝置v 我礦使用的PBG23-630/10Y型高壓配電裝置漏電保護形式分為中性點不直接接地和中性點經消弧線圈接地兩種情況，其中中性點不直接接地情況下有：電流型保護、功率方向型保護兩種方式。中性點經消弧線圈接地情況下采用零序有功法。v 對于我礦的供電系統(tǒng)，漏電保護方式應選擇為“功率方向型”。在保護器“保護功能”菜單內可調。v 功率方向型保護的條件是當零序電壓Uo、零序電流Io有效值均超

22、過設定的值，并且Uo、Io之間的相位值達到一定范圍值，根據所預設的時間實施漏電保護。v 當我們對高壓配電裝置進行漏電試驗時，出現拒動的情況主要有三種：保護器未檢測到零序電壓、零序電流信號；保護器設置的零序電壓、零序電流設定的值偏大；零序電流、零序電壓之間的相位角不正確。v 對于保護器未檢測到零序電壓、零序電流信號的解決方法：檢查零序互感器、電壓互感器以及保護器接線是否正常。v 對于保護器設置的零序電壓、零序電流設定的值偏大的解決方法：將保護器中的零序電壓、零序電流參數調小。v 對于零序電流、零序電壓之間的相位角不正確的解決方法：將保護器DZ1插線排11、13號接線位置對調。工作電壓/UA工作電壓/UBA相電壓/UaiB相電壓/UbiC相電壓/UciA相電流/Iai地/YL0B相電壓/UbiC相電流/Ici地/YL0零序電壓/Uoi+YL0/Uoi-零序電流/Ioi+YL0/Ioi-13121410911576843串入電抗/CRDK+串入電抗/CRDK-充電指示/CD+短路電抗/DLDK+短路電抗/DLDK-下移/DOWN充電指示/CD-監(jiān)視電阻/-JS監(jiān)視電阻/+JSDZ2WS-/瓦斯檢測WK+/溫度檢測WK-/溫度檢測+5vCANLCANRCANT-5v+5vCANH選項/