煤礦井下照明及信號(hào)的遠(yuǎn)距離效供電方案和短路保護(hù)技術(shù)介紹

1、煤礦井下照明及信號(hào)的遠(yuǎn)距離效供電方案和短路保護(hù)技術(shù)介紹/再e鉭T季煤礦井下照明及信號(hào)的遠(yuǎn)距高效供電方案和短路保護(hù)技術(shù)介紹淮南礦業(yè)學(xué)院耋L.蘭揚(yáng)龍妹任克儉-v.06”I/內(nèi)容提要本文針對(duì)目前煤礦井下普遍采用照明信號(hào)綜合裝置存在的不能做到距離高效供電的問題,提出了采用末端失壓短路保護(hù),中問電容無(wú)功補(bǔ)償,中問自耦升壓補(bǔ)償三項(xiàng)技術(shù)措施.有效地秤決7煤礦井下照明的遠(yuǎn)距離供電及提高7主變壓器的利用率.本文并介紹了Kzx一41型127V礦用遠(yuǎn)距高效照明信號(hào)綜合裝置的組成和原理.一,問愿的提出目前,我國(guó)煤礦井下照明及信號(hào)供電系統(tǒng)尚未做到遠(yuǎn)距離高效供電.原因是國(guó)內(nèi)煤礦井下使用的照明信號(hào)綜合裝置及其構(gòu)成的供電系統(tǒng)

2、存在以下問題t1.采用電流取樣的短路保護(hù),限制了供電距離.因?yàn)椴捎眠@種方式的短路保護(hù)其整定電流與供電距離和電纜截面相關(guān),尤其電纜的截面在受礦用燈具喇叭口徑制約而偏小的情況下,更限制了供電距離.如4kVA的BZX一4型照明信號(hào)綜合裝置,在規(guī)定采用紐Im電纜情況下,所允許的短路保護(hù)有效距離僅為450m,況且現(xiàn)場(chǎng)有很多場(chǎng)臺(tái)采用1.5mm和2.:Smm電纜,短路保護(hù)有效距離則更短,滿足不了現(xiàn)場(chǎng)的需要.2.電源主變壓器的容量得不到充分利用.因?yàn)椴捎秒娏魅拥亩搪繁Ｗo(hù)限制了供電距離,象4kVA的BZX-4型裝置在短路有效保護(hù)的450m供電距離內(nèi),按每隔20m裝一盞20W熒光燈計(jì)算,需裝23盞燈,兩翼共46

3、盞燈,功率僅為0.92kW,電源主變壓器的容量利用率太低.即使不考慮上述短路保護(hù)對(duì)供電距離的限制,由于電纜截面偏小而供電線路沿線電壓損失偏大,廣泛使用的熒光燈其無(wú)功損耗大,也會(huì)造成電源主變壓器的容量得不到充分利用.按每隔20m裝一盞20W熒光燈,允許沿線電壓損失10計(jì)算,最長(zhǎng)供電距離為780m,單翼裝39盞燈,雙翼共裝78盞燈,功率僅為1.56kW.熒光燈的功率因數(shù)為0.5,則4kVA電源主變壓器其功率利用最大也僅為2kW.3.在照明和聲光信號(hào)混用的供電系統(tǒng)中使用時(shí)困難更大.采用電流取樣的短路保護(hù)整定電流通常按最大工作電流整定,因而在照明和聲光信號(hào)混用的供電系統(tǒng)中,如按照明的工作電流整定,則在

4、聲光信號(hào)啟動(dòng)電流的沖擊下易產(chǎn)生誤動(dòng)作,如按照明的工作電流與聲光信號(hào)啟動(dòng)電流之和整定,則在無(wú)聲光信號(hào),僅有照明的情況下,發(fā)生短路時(shí)有可能拒保護(hù).這對(duì)煤礦安全來(lái)說,顯然是個(gè)豫患.現(xiàn)場(chǎng)在使用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的照明信號(hào)綜合裝置于該系統(tǒng)中,只能將照明與聲光信號(hào)分別饋線供電,或更換原來(lái)電纜,多添一芯作信號(hào)線,這樣會(huì)增加用戶投資或?qū)上嚯娫垂┱彰饔?另一相電源供聲光信號(hào)用,則又會(huì)造成電源主變壓器三相負(fù)載不平衡,使聲光信號(hào)相的電源容量得不到充分利用.在國(guó)外,為解決煤礦井下照明及信號(hào)遠(yuǎn)距離供電線路的短路保護(hù),有疇礦井采用屏蔽電纜與漏電繼電器相配合,以超前斷電來(lái)實(shí)現(xiàn)的.要在煤礦井下照明及信號(hào)供電線路上采用屏蔽電纜,不適合

5、我國(guó)目前疇國(guó)情.=,遠(yuǎn)距離離效供電的技術(shù)曩方寮針對(duì)上述問題,我們開展了研究,認(rèn)為23為了實(shí)現(xiàn)煤礦并下照明及信號(hào)遠(yuǎn)距離高效供電必須解決的關(guān)鍵問題是:1)不限制供電距離的短路保護(hù)2)補(bǔ)償供電線路上的無(wú)功損耗,最大限度地提高電源主變壓器容量的用率3)減少或補(bǔ)償供電線路上沿線的電壓損失,最大限度地延長(zhǎng)供電距離.并認(rèn)為行之有效的技術(shù)及方案,可以通過采取以下三個(gè)技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn).1.末端失壓短路保護(hù):采用瑯照明及信號(hào)供電線路末端的失壓信號(hào)來(lái)實(shí)行短路保護(hù).照明及信號(hào)供電線路上若發(fā)生金屬性短路,見啞短路的兩相或三相末端電壓為零若發(fā)生不完全短路,則短路的兩相或三相末端電壓僅為很小的殘壓.因此,在供電線路的末端,加

6、設(shè)小型繼電器,三相形接法,由其取出供電線路上發(fā)生短路時(shí)在末端產(chǎn)生的失壓信號(hào),并不占用獨(dú)立信道而通過照明信號(hào)綜合裝置自身具有的漏電檢測(cè)信道傳輸?shù)街鳈C(jī),從而完成短路保護(hù).采用末端失壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)供電線路短路保護(hù)的方案,電壓的整定值只需考慮不完全短路殘壓的影晌,圓而電壓整定值很低,不超過20V.在供電線路末端加設(shè)的小型繼電器,只需選擇其釋放電壓值犬手不完全短路殘壓值即行.顯然,這種不按電流整定的短路保護(hù)方案,基本上可以做到照明供電到哪里,短路保護(hù)都能起作用既可以克服采用電流取樣短路保護(hù)方案限制供電距離和不能充分利用電源主變壓器容量的缺點(diǎn),又可以做到在原來(lái)的供電線路上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離供電,并允許照明與聲光信號(hào)能

7、同時(shí)混用,具有明顯的經(jīng)濟(jì)性,且保護(hù)可靠.2.中嚼電容無(wú)功補(bǔ)償:采用在煤礦井下照嚼信號(hào)供電線路的中間投入電力電容器.既用米補(bǔ)償熒光燈照明線路上的無(wú)功損耗,又能減少沿線的電壓損失,起到提高電源主變壓器容量的利用率,延長(zhǎng)供電距離的作用,并有節(jié)能效果.3.中間自耦升壓補(bǔ)償;采用在煤礦井下照明及信號(hào)供電線路的中間加設(shè)自耦變壓器用來(lái)提升該處的輸出電壓,以補(bǔ)償前級(jí)沿線的電壓損失,起到延長(zhǎng)供電距離的作用.(以上兩條的分析,見煤礦設(shè)計(jì)1992年8期).采用上述三項(xiàng)技術(shù),即末端失壓短路保護(hù),中間電容無(wú)功補(bǔ)償,中間自耦升壓補(bǔ)償?shù)囊环N或多種構(gòu)成煤礦井下照明及信號(hào)供電系統(tǒng)方案,根據(jù)煤礦井下照明及信號(hào)的實(shí)際需要,可以昃活

8、配置,達(dá)到安全可靠,高效率,遠(yuǎn)距離供電的目的.該方案技術(shù)已獲國(guó)家專利(93108668.X).三,KZX41型127V礦用遠(yuǎn)距離教綜臺(tái)裝置簡(jiǎn)介根據(jù)上述方案,我們研制開發(fā)_了KZX-4-1型127V礦用遠(yuǎn)距高教綜合裝置,于1995年5另10日通過部綴鑒定.該裝置為礦用隔爆型,由主機(jī)中間自耦升壓補(bǔ)償裝置,中間電容無(wú)功補(bǔ)償裝置和束端失壓取樣裝置構(gòu)成.主機(jī)主變壓器的額定容量為4kVA,輸入額定電壓為660v或380V,輸出額定電壓為127V,具有短路保護(hù),漏電保護(hù)和孺電閉鎖等功能.中間自耦升壓補(bǔ)償裝置額定電磁容量為400VA,額定電流為9A,分lO4V/127V和114V/127V兩擋.中間電容無(wú)功補(bǔ)

9、償裝置為lkV.和21rV兩種規(guī)格.圖I為煤礦井下照明及信號(hào)的遠(yuǎn)距離高效供電方案和短路保護(hù)技術(shù)的電氣原理圖從圖1中可知煤礦井甲照明及信號(hào)遠(yuǎn)距離高效供電方案是由中間自耦升壓補(bǔ)償裝置ZV,中間電容無(wú)功補(bǔ)償裝置aZC,末端失壓信號(hào)取樣裝置”M”,以及照明信號(hào)綜臺(tái)裝置(主機(jī))KZX-4,照明燈,聲光信號(hào)裝置和電纜等構(gòu)成.中間自耦升壓補(bǔ)償裝置ZV內(nèi)有三相白耦變壓器T中間電容無(wú)功補(bǔ)償裝置ZC內(nèi)裝有三相電力電容器”CI末端失壓信號(hào)取樣裝置M內(nèi)裝有小型繼電器K2,K3,K4,以圖1煤礦井下照明及信號(hào)的遠(yuǎn)距離高教供電方案和短路保護(hù)技術(shù)原理示意罔(國(guó)家專;f口號(hào)93108668.)及二極管VD41,VD42,VD

10、43和電阻R41.主機(jī)KZW-4分左右兩翼饋出.左右兩翼系統(tǒng)配置相同,供電距離也相同.主機(jī)KZX-4本身具備漏電保護(hù)用的直流漏電檢測(cè)電路,用來(lái)監(jiān)視電阿對(duì)地的絕緣水平.檢測(cè)信號(hào)以大地端為正流向電網(wǎng),并在開關(guān)啟動(dòng)后方骺輸出.該方案的電氣原理簡(jiǎn)述如下:1.短路保護(hù)主機(jī)KZX一4啟動(dòng)后,向照明及信號(hào)供電線路進(jìn)127V電.末端取樣裝置M中的小型繼電器K2,K3,K4暖臺(tái),它們對(duì)應(yīng)的常用接點(diǎn)K2.1,K3.1,K4.1斷開.一旦供電線路上發(fā)生兩相或三相短路,繼電器K2,K3,K4總有一個(gè)要釋放,其對(duì)應(yīng)的常閉接點(diǎn)恢復(fù)閉臺(tái),并通過二極管VD41或VD42,VD43,使R41并接在電網(wǎng)與大地之間,由此主機(jī)KZX

11、-4中的漏電保護(hù)檢測(cè)電路檢測(cè)到電阿因R41接地造成的對(duì)地漏電信號(hào),使開關(guān)跳閘,實(shí)行短路保護(hù).該失壓信號(hào)是通過漏電檢測(cè)信道傳送到主機(jī)的.2.中間撲償中間自耦升匪補(bǔ)償裝置ZV,裝在供電線路(809O)VtN點(diǎn)處,白耦變壓器T輸入為(80N90%)TN,輸出為Vi打,提升電壓(O%20%)vN,以補(bǔ)償前級(jí)供電線路上的電壓損失.中間電容無(wú)功補(bǔ)償裝置ZC,裝在供電線路全長(zhǎng)的2/s點(diǎn)處,實(shí)施無(wú)功損耗補(bǔ)償,提高008值,從而提高電源主變壓器盼使用容量.圖1實(shí)例;主機(jī)電源主變壓器額定容量為4kVA,單翼供電距離1800m,單翼全線裝20W熒光燈8O盞,燈距20m,電纜截面4mm,中間白耦升壓補(bǔ)償裝置裝在第30

12、盞燈處,自耦變壓器輸入調(diào)整在114V端(即輸出提升10Vi),無(wú)功補(bǔ)餒電容為2kV電容l補(bǔ)償屆供電線路上功率因數(shù)為0.81.可以得出,ZV輸入點(diǎn)電壓損失和M輸入電壓損失均為t0%v|N左右,滿足照明線路允許沿線電壓損失的需要.如果不采用中問補(bǔ)償技術(shù),即在供電線路中間不知ZV和ZC,仍按允許滑線電壓損失10VtN計(jì)算.電纜及燈布置按照上倒,單翼供電距離僅為780m.可見,采用中間補(bǔ)償技術(shù)后,供電距離延長(zhǎng)了一倍多.補(bǔ)償后一臺(tái)主機(jī)可以相當(dāng)于補(bǔ)償前兩臺(tái)主機(jī),電源主變壓器的容量利用率提高了一倍.如果不采用取來(lái)端失壓信號(hào)實(shí)行短路保護(hù)技術(shù),即在供電線路末端不加M,仍按上述條件和要求,單翼供電最大距離僅為46

13、0m.其供電距離與實(shí)例相比區(qū)別更大,實(shí)例系統(tǒng)中的一臺(tái)主機(jī)可以相當(dāng)于不采用本方案系統(tǒng)的三臺(tái)主機(jī),經(jīng)濟(jì)效果更為顯著.從淮靶,.豐城等礦務(wù)局的實(shí)際使用情況看,該系統(tǒng)完全達(dá)到了上述的技術(shù)要求,受到現(xiàn)場(chǎng)廣泛歡迎.在現(xiàn)場(chǎng)使用中,實(shí)際上大多數(shù)采用的是電纜截面為1.5ram和2.5mm的多分支網(wǎng)絡(luò),其輻射供電距離均在千米以一鈾擴(kuò),吝.,cjI談異比重床料煤泥流化床鍋爐的飛灰特性6t.煤炭部北京設(shè)計(jì)研完院奎至業(yè)張曉丹廣乙z,;.內(nèi)窖提要本文在太量的測(cè)試數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,通過與其它央型鍋爐飛灰特性的此.較,分析T燃用劣質(zhì)燃料洗蝶泥的異比重床料流化床鍋爐的飛灰的特點(diǎn),為誼種鍋爐的廑.部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及除塵系蛾.的選擇柞彳基礎(chǔ)

14、性的研完工作一,鼉謎我國(guó)首臺(tái)燃用劣質(zhì)燃料洗煤泥的流化床鍋爐在兗州礦務(wù)局興隆莊煤泥試驗(yàn)電廠投入運(yùn)行兩年,該臺(tái)鍋爐的容量為35/h.兩年來(lái)的運(yùn)行實(shí)踐表明,該鍋爐采用高位大粒度給料,異比重床料無(wú)溢流運(yùn)行等技術(shù),成功地解潦了劣質(zhì)燃料洗蝶泥的燃燒問題,而與之配套的燃料系統(tǒng)的設(shè)計(jì),也成功解決了煤泥的貯裝運(yùn)等問題,但由于對(duì)該種鍋爐的飛灰特性的研究不夠,導(dǎo)致除塵系統(tǒng)選擇的不盡完善,影響了系統(tǒng)的正掌運(yùn)行因此,我們對(duì)異比重床料煤泥流化床鍋爐(以下簡(jiǎn)稱煤泥爐)的飛灰的特性進(jìn)行了測(cè)試和分析研究.=,試驗(yàn)鍋爐與試驗(yàn)攥的分析試驗(yàn)鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖如圖l.從圖中可以看出,煤泥由爐頂給入,在鍋爐爐膛出口煙氣經(jīng)過的對(duì)流受熱面和尾部受熱面下裝置了兩個(gè)沉降灰斗.鍋爐的主要設(shè)計(jì)參數(shù)為;奪?爭(zhēng)舍豫辮|皤坤趲×瑚圖135t/h煤混爐示意圖額定蒸發(fā)量35th過熱蒸汽參數(shù)3.82MPa,45O鍋爐效率82.7型號(hào)NG一35/3.82一M5測(cè)試期間燃用煤泥的煤質(zhì)分析見表1.“.】如m,.)m,.)mm”.】nmHtl”ltHt.t.【ltl”“tl懈”t”tcl上(對(duì)于多分支網(wǎng)絡(luò)在每一個(gè)分支末