煤礦井下照明及信號的遠距離效供電方案和短路保護技術(shù)介紹

1、煤礦井下照明及信號的遠距離效供電方案和短路保護技術(shù)介紹/再e鉭T季煤礦井下照明及信號的遠距高效供電方案和短路保護技術(shù)介紹淮南礦業(yè)學院耋L.蘭揚龍妹任克儉-v.06”I/內(nèi)容提要本文針對目前煤礦井下普遍采用照明信號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,中問電容無功補償,中問自耦升壓補償三項技術(shù)措施.有效地秤決7煤礦井下照明的遠距離供電及提高7主變壓器的利用率.本文并介紹了Kzx一41型127V礦用遠距高效照明信號綜合裝置的組成和原理.一,問愿的提出目前,我國煤礦井下照明及信號供電系統(tǒng)尚未做到遠距離高效供電.原因是國內(nèi)煤礦井下使用的照明信號綜合裝置及其構(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,限制了供電距離.因為采用這種方式的短路保護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,所允許的短路保護有效距離僅為450m,況且現(xiàn)場有很多場臺采用1.5mm和2.:Smm電纜,短路保護有效距離則更短,滿足不了現(xiàn)場的需要.2.電源主變壓器的容量得不到充分利用.因為采用電流取樣的短路保護限制了供電距離,象4kVA的BZX-4型裝置在短路有效保護的450m供電距離內(nèi),按每隔20m裝一盞20W熒光燈計算,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對供電距離的限制,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功損耗大,也會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計算,最長供電距離為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.在照明和聲光信號混用的供電系統(tǒng)中使用時困難更大.采用電流取樣的短路保護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、聲光信號啟動電流的沖擊下易產(chǎn)生誤動作,如按照明的工作電流與聲光信號啟動電流之和整定,則在無聲光信號,僅有照明的情況下,發(fā)生短路時有可能拒保護.這對煤礦安全來說,顯然是個豫患.現(xiàn)場在使用國內(nèi)現(xiàn)有的照明信號綜合裝置于該系統(tǒng)中,只能將照明與聲光信號分別饋線供電,或更換原來電纜,多添一芯作信號線,這樣會增加用戶投資或?qū)上嚯娫垂┱彰饔?另一相電源供聲光信號用,則又會造成電源主變壓器三相負載不平衡,使聲光信號相的電源容量得不到充分利用.在國外,為解決煤礦井下照明及信號遠距離供電線路的短路保護,有疇礦井采用屏蔽電纜與漏電繼電器相配合,以超前斷電來實現(xiàn)的.要在煤礦井下照明及信號供電線路上采用屏蔽電纜,不適合

5、我國目前疇國情.=,遠距離離效供電的技術(shù)曩方寮針對上述問題,我們開展了研究,認為23為了實現(xiàn)煤礦并下照明及信號遠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2)補償供電線路上的無功損耗,最大限度地提高電源主變壓器容量的用率3)減少或補償供電線路上沿線的電壓損失,最大限度地延長供電距離.并認為行之有效的技術(shù)及方案,可以通過采取以下三個技術(shù)手段來實現(xiàn).1.末端失壓短路保護:采用瑯照明及信號供電線路末端的失壓信號來實行短路保護.照明及信號供電線路上若發(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)生短路時在末端產(chǎn)生的失壓信號,并不占用獨立信道而通過照明信號綜合裝置自身具有的漏電檢測信道傳輸?shù)街鳈C,從而完成短路保護.采用末端失壓信號實現(xiàn)供電線路短路保護的方案,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方案,基本上可以做到照明供電到哪里,短路保護都能起作用既可以克服采用電流取樣短路保護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,又可以做到在原來的供電線路上實現(xiàn)遠距離供電,并允許照明與聲光信號能

7、同時混用,具有明顯的經(jīng)濟性,且保護可靠.2.中嚼電容無功補償:采用在煤礦井下照嚼信號供電線路的中間投入電力電容器.既用米補償熒光燈照明線路上的無功損耗,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,延長供電距離的作用,并有節(jié)能效果.3.中間自耦升壓補償;采用在煤礦井下照明及信號供電線路的中間加設(shè)自耦變壓器用來提升該處的輸出電壓,以補償前級沿線的電壓損失,起到延長供電距離的作用.(以上兩條的分析,見煤礦設(shè)計1992年8期).采用上述三項技術(shù),即末端失壓短路保護,中間電容無功補償,中間自耦升壓補償?shù)囊环N或多種構(gòu)成煤礦井下照明及信號供電系統(tǒng)方案,根據(jù)煤礦井下照明及信號的實際需要,可以昃活

8、配置,達到安全可靠,高效率,遠距離供電的目的.該方案技術(shù)已獲國家專利(93108668.X).三,KZX41型127V礦用遠距離教綜臺裝置簡介根據(jù)上述方案,我們研制開發(fā)_了KZX-4-1型127V礦用遠距高教綜合裝置,于1995年5另10日通過部綴鑒定.該裝置為礦用隔爆型,由主機中間自耦升壓補償裝置,中間電容無功補償裝置和束端失壓取樣裝置構(gòu)成.主機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,漏電保護和孺電閉鎖等功能.中間自耦升壓補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.中間電容無功補

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的遠距離高效供電方案和短路保護技術(shù)的電氣原理圖從圖1中可知煤礦井甲照明及信號遠距離高效供電方案是由中間自耦升壓補償裝置ZV,中間電容無功補償裝置aZC,末端失壓信號取樣裝置”M”,以及照明信號綜臺裝置(主機)KZX-4,照明燈,聲光信號裝置和電纜等構(gòu)成.中間自耦升壓補償裝置ZV內(nèi)有三相白耦變壓器T中間電容無功補償裝置ZC內(nèi)裝有三相電力電容器”CI末端失壓信號取樣裝置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的遠距離高教供電方案和短路保護技術(shù)原理示意罔(國家專;f口號93108668.)及二極管VD41,VD42,VD

10、43和電阻R41.主機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KZX-4本身具備漏電保護用的直流漏電檢測電路,用來監(jiān)視電阿對地的絕緣水平.檢測信號以大地端為正流向電網(wǎng),并在開關(guān)啟動后方骺輸出.該方案的電氣原理簡述如下:1.短路保護主機KZX一4啟動后,向照明及信號供電線路進127V電.末端取樣裝置M中的小型繼電器K2,K3,K4暖臺,它們對應(yīng)的常用接點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總有一個要釋放,其對應(yīng)的常閉接點恢復閉臺,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KZX

11、-4中的漏電保護檢測電路檢測到電阿因R41接地造成的對地漏電信號,使開關(guān)跳閘,實行短路保護.該失壓信號是通過漏電檢測信道傳送到主機的.2.中間撲償中間自耦升匪補償裝置ZV,裝在供電線路(809O)VtN點處,白耦變壓器T輸入為(80N90%)TN,輸出為Vi打,提升電壓(O%20%)vN,以補償前級供電線路上的電壓損失.中間電容無功補償裝置ZC,裝在供電線路全長的2/s點處,實施無功損耗補償,提高008值,從而提高電源主變壓器盼使用容量.圖1實例;主機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),無功補餒電容為2kV電容l補償屆供電線路上功率因數(shù)為0.81.可以得出,ZV輸入點電壓損失和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,采用中間補償技術(shù)后,供電距離延長了一倍多.補償后一臺主機可以相當于補償前兩臺主機,電源主變壓器的容量利用率提高了一倍.如果不采用取來端失壓信號實行短路保護技術(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.其供電距離與實例相比區(qū)別更大,實例系統(tǒng)中的一臺主機可以相當于不采用本方案系統(tǒng)的三臺主機,經(jīng)濟效果更為顯著.從淮靶,.豐城等礦務(wù)局的實際使用情況看,該系統(tǒng)完全達到了上述的技術(shù)要求,受到現(xiàn)場廣泛歡迎.在現(xiàn)場使用中,實際上大多數(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,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,為誼種鍋爐的廑.部結(jié)構(gòu)的設(shè)計及除塵系蛾.的選擇柞彳基礎(chǔ)

14、性的研完工作一,鼉謎我國首臺燃用劣質(zhì)燃料洗煤泥的流化床鍋爐在兗州礦務(wù)局興隆莊煤泥試驗電廠投入運行兩年,該臺鍋爐的容量為35/h.兩年來的運行實踐表明,該鍋爐采用高位大粒度給料,異比重床料無溢流運行等技術(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,也成功解決了煤泥的貯裝運等問題,但由于對該種鍋爐的飛灰特性的研究不夠,導致除塵系統(tǒng)選擇的不盡完善,影響了系統(tǒng)的正掌運行因此,我們對異比重床料煤泥流化床鍋爐(以下簡稱煤泥爐)的飛灰的特性進行了測試和分析研究.=,試驗鍋爐與試驗攥的分析試驗鍋爐的結(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)過的對流受熱面和尾部受熱面下裝置了兩個沉降灰斗.鍋爐的主要設(shè)計參數(shù)為;奪?爭舍豫辮|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NG一35/3.82一M5測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(對于多分支網(wǎng)絡(luò)在每一個分支末