煤礦地面變電所設(shè)備升級(jí)改造分析

　我國(guó)煤礦的生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)以及煤炭生產(chǎn)質(zhì)量都已經(jīng)滿足煤炭行業(yè)相關(guān)規(guī)范規(guī)程的要求，同時(shí)隨著社會(huì)的不斷向前發(fā)展，對(duì)煤炭企業(yè)生產(chǎn)提出了更高更嚴(yán)苛的要求，煤礦能否實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)直接關(guān)系到礦區(qū)人民的穩(wěn)定及社會(huì)的和諧[1～2]。建立一個(gè)穩(wěn)定的地面供電所，對(duì)保證礦井的正常生產(chǎn)具有顯著的意義[3]。文中以山西某礦年生產(chǎn)能力為300萬(wàn)t，地面變電所采用的設(shè)備多是產(chǎn)于上世紀(jì)70年，時(shí)長(zhǎng)會(huì)因?yàn)樵O(shè)備故障造成礦井供電問(wèn)題，因此，有必要對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行還是升級(jí)改造。
　　1 變電所技術(shù)改造
　　1.1 高壓變電柜技術(shù)改造
　　對(duì)變電所中的6kV高壓開(kāi)關(guān)變電柜進(jìn)行升級(jí)改造，選擇中置手車(chē)，設(shè)備具有三種功能狀態(tài)，分別是時(shí)檢修、運(yùn)行以及試驗(yàn)，三種不同的運(yùn)行狀態(tài)均是具備可靠的機(jī)械功能以及雙重封閉功能，以杜絕出現(xiàn)誤操作[4]。在高壓開(kāi)關(guān)控制柜的外殼采用的鋼板厚度達(dá)到3mm，并進(jìn)行噴塑處理，使得外殼具備較高的抗腐蝕能力。在對(duì)高壓開(kāi)關(guān)進(jìn)行收納過(guò)程中，需要做好設(shè)備密封以及防潮。對(duì)于高壓開(kāi)關(guān)控制柜操控而言，具備的防止誤操作具體功能為：防止誤分、合短路開(kāi)關(guān)、防止出現(xiàn)帶電接地功能、防止出現(xiàn)誤入帶電間隔等，同時(shí)還具有防止帶電的高壓電纜誤開(kāi)高壓室門(mén)情況。
　　選擇的移開(kāi)方式的手推車(chē)，在控制柜內(nèi)部選擇真空斷路器，在進(jìn)線柜以及母線柜選用的斷路器均是大于1250A，剩余的電壓控制柜斷路器均需要大于630A，在對(duì)開(kāi)關(guān)控制柜布置過(guò)程中，將高壓變電柜放置成兩排，均是靠墻體進(jìn)行布置。在進(jìn)線柜中，在電流互感器中的二次側(cè)應(yīng)該安設(shè)三組線圈，其中的一組線圈備用，應(yīng)對(duì)出現(xiàn)主變差動(dòng)需要維修的情況[5]。
　　同時(shí)選擇的蓄電池組具有免維修功能、防雷、雙路自動(dòng)切換以及自動(dòng)切換的雙路電流，選擇一個(gè)具有操控軟件的操控人員工作點(diǎn)，同時(shí)具備自動(dòng)化的后臺(tái)建立以及觸摸顯示屏。繼電器以及測(cè)控設(shè)備應(yīng)具備遙控指揮或者手動(dòng)控制能力。根據(jù)電力行業(yè)相關(guān)規(guī)則，需要將R5484通訊接口與R5232接口進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制總線與工業(yè)以太網(wǎng)之間的連接，確保設(shè)備在無(wú)人狀態(tài)下具有正常平穩(wěn)工作能力。
　　1.2 自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造
　　實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制斷路器的操控主要是通過(guò)兩個(gè)6kV進(jìn)線來(lái)實(shí)現(xiàn)，操控回路可以實(shí)現(xiàn)降低或者避免出現(xiàn)防跳裝置出現(xiàn)閉鎖情況，通過(guò)布置在轉(zhuǎn)關(guān)開(kāi)關(guān)內(nèi)部的開(kāi)關(guān)變可以進(jìn)線相關(guān)的操作。在高壓開(kāi)關(guān)控制柜根據(jù)設(shè)計(jì)要求安裝高壓保護(hù)監(jiān)測(cè)裝置，裝置的保護(hù)出口以及遙控信息采集點(diǎn)數(shù)量應(yīng)保持充足。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方遙控控制監(jiān)測(cè)的短路器主要是依靠?jī)蓚€(gè)高壓電容（6kV），兩個(gè)變壓器（6kV），以及十余個(gè)饋線（6kV）來(lái)完成，操控回路可降低或者杜絕跳閘裝置閉鎖情況發(fā)生，設(shè)備操作開(kāi)關(guān)布置在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，并在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，布置的遙控信息采集接入點(diǎn)的數(shù)量與保護(hù)出口數(shù)量應(yīng)保持充足。采用1套并列裝置，跟6kV的電壓互感器并列，在對(duì)裝置進(jìn)行安裝過(guò)程中需要將隔離開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)一級(jí)經(jīng)分段斷路器進(jìn)行關(guān)閉。在控制PC后臺(tái)位置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，例如對(duì)PT位置信息、故障信號(hào)跟并列信號(hào)進(jìn)行采集。在需要對(duì)電壓（6kV）小母線進(jìn)行測(cè)量及計(jì)量時(shí)，先要進(jìn)行并列，并列電點(diǎn)布置點(diǎn)數(shù)不應(yīng)小于9個(gè)，將保護(hù)裝置安置在高壓開(kāi)關(guān)控制柜柜之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)遙控信息采集點(diǎn)及出口及時(shí)保護(hù)。
　　2 直流系統(tǒng)改造
　　2.1 直流充電柜改造
　　直流充電柜的充電方式主要是依靠采用高頻開(kāi)關(guān)模塊輸出的電流進(jìn)行，具體為采用單組充電設(shè)備與額定的直流電進(jìn)行結(jié)合，通過(guò)對(duì)直流電受到的經(jīng)常性負(fù)荷、蓄電池組的容量以及其他模塊進(jìn)行計(jì)算，采用N+1計(jì)算方式確定具體數(shù)值，并將各個(gè)充電模塊的額定電流值確保處于20A以下。系統(tǒng)中的整流模塊不僅僅能夠具備軟啟動(dòng)功能，同時(shí)還能滿足蓄電池組的充電需要以及浮充電特征。
　　蓄電池組充電的方式主要有手動(dòng)控制方式以及自動(dòng)控制方式，采用手動(dòng)控制方式可以對(duì)充電、浮充電以及充電限流值進(jìn)行必要的調(diào)整，當(dāng)蓄電池組的完成放電之后便開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)控制方式。當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)交流供電狀態(tài)之后，按照控制程序設(shè)定要求，并接受微型計(jì)算機(jī)控制，整流模塊進(jìn)入到自動(dòng)充電狀態(tài)。在進(jìn)行充電過(guò)程中完成充電→浮充電自動(dòng)轉(zhuǎn)化，設(shè)定的電流轉(zhuǎn)化動(dòng)作值不得超過(guò)整體設(shè)定值的±0.5%，在完成恒壓充電過(guò)程之后，電流轉(zhuǎn)化的動(dòng)作值不應(yīng)超過(guò)設(shè)定的整體值的±0.5%。
　　針對(duì)于整流模塊來(lái)說(shuō)，設(shè)備的溫度補(bǔ)償尤為重要，在安裝過(guò)程中需要能夠?qū)⑿铍姵亟M內(nèi)部的溫度較為直觀明顯的表現(xiàn)出來(lái)，為了確保探測(cè)的穩(wěn)定的準(zhǔn)確性，在蓄電池組內(nèi)部安裝兩個(gè)溫度探頭，測(cè)定的溫度取平均值，進(jìn)行溫度調(diào)整過(guò)程中需要將補(bǔ)償值設(shè)定在±20%之內(nèi)，整流模塊輸出表現(xiàn)欠壓時(shí)的電壓區(qū)間在190V～198V，輸出過(guò)壓時(shí)的電壓區(qū)間在187V～295V;交流（AC）輸入線路中回差值控制在5V～15V間，過(guò)壓時(shí)的電壓區(qū)間在475V～485V。交流（AC）輸入回差在10V～20V間，欠壓值的電壓區(qū)間在131V～323V。
　　用作對(duì)保護(hù)電流動(dòng)作的電流精度值應(yīng)在規(guī)定的范圍之內(nèi)，控制范圍在設(shè)定的整定值的±1%，當(dāng)測(cè)定的動(dòng)作電流值達(dá)到設(shè)定的整定值時(shí)需要立刻的進(jìn)行動(dòng)作，完成對(duì)電流保護(hù)的故障報(bào)警、欠壓、過(guò)壓跟缺相保護(hù)功能具體需要的設(shè)備是整流模塊。出現(xiàn)任意以外動(dòng)作均可將系統(tǒng)進(jìn)行到自動(dòng)保護(hù)狀態(tài)，同時(shí)會(huì)將整流器模塊傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
　　2.2 饋電柜改造
　　將饋電柜的控制母線輸出回路數(shù)改造為10路，并將饋電柜中的合閘回路改造成4回路，各個(gè)回路均時(shí)20A，采用直流開(kāi)關(guān)為的斷路器（GM系列）。選擇的在線絕緣監(jiān)測(cè)裝置以及選項(xiàng)裝置的型號(hào)為ER-ZJ，控制系統(tǒng)選擇單分段系統(tǒng)方式。