电源快速切换装置在矿井主通风供电系统的应用

　　摘要：主通风供电系统安装电源快速切换装置，将故障快速定位、自动隔离、快速切换，实现“风机不停、瓦斯不超限”。
　　Abstract：Installingrapidpowerswitchingdeviceinthemainventilationpowersupplysystemcanachieverapidfaultpositioning，automaticisolatingandrapidswitchingand"draughtfandoesn'tstopandgasdoesn'toverrun".
　　关键词：快速切换；应用
　　Keywords：rapidswitch；application
　　1古书院矿主通风机供电系统的现状
　　1.1应用前现状煤矿供电系统是保证矿井安全生产的前提。主通风机作为矿井一级负荷，直接关系井下人身安全。目前古书院矿东、西风井主通风机房的供电进线均采用双回路输电线路供电，单母线分段的运行方式。其接线图可简化如图1所示。
　　1.2现状分析系统正常运行时，基本有三种工况：一、分列运行，进线1和进线2各带一段母线，互为备用；二、进线1带两段母线，进线2热备用；三、进线2带两段母线，进线1热备用。主要负荷为异步电动机。若发生矿井无计划停电事故，采用人工恢复送电，存在以下问题：①切换时间长；②个别局面就可能出现瓦斯超限；③如果为母线永久性故障，会扩大事故范围。因此矿井主通风机供电系统发生故障时，快速恢复是非常重要的，为此引进电源快速切换装置，将故障快速定位、自动隔离、快速切换，实现“风机不停、瓦斯不超限”目的。
　　2供电系统负荷情况
　　2.1东、西风井风机房6KV供电系统①电动机容
　　量：2×630KW异步电动机（东风井）；2×1120KW异步电动机（西风井）。②正常运行时一台电动机运行。
　　2.2保护配置情况线路保护：保护配置为两段过电流保护，无复压闭锁，无方向闭锁。
　　3技术依据
　　3.1快速切换、同期捕捉和残压切换
　　当进线1或进线2发生故障时，保护动作，跳开1DL或2DL后母线1或母线2失电，电动机将惰行。图2给出了母线残压和备用电源电压角差变化和残压幅值衰减示意图，当失电刚发生时，通过控制合闸时的频差和相角差，可以使得电动机绕组承受的冲击电压小于电动机的允许起动电压，从而既实现了快速合上备用电源，又避免了对电网和设备的强烈冲击，这就是所谓的“快速切换”，适合快速切换的时机在图中以区域1表示。在区域2，残压与备用电源电压处于第一次相位重合点附近，如果能在此时合闸，则对电动机的冲击也不大，电动机将很快进入稳定点，转入正常运行，这就是所谓的“同期捕捉”。理论分析和长期的应用实践表明，只要误差小于一定范围，如合闸角控制在±5°，就能使电动机受到的冲击较小，满足实用要求。区域3则属于电压接近无压的区域，此时合闸（残压切换的定值一般为25-40%）对电动机的冲击已不大。
　　3.2各种情况下快切装置启动判据
　　①频压异常启动。该判据用于开关跳开，脱网造成的功率缺额将使母线电压和频率逐步下降，当频率和电压偏离正常值一定程度时，表明母线已经脱离外电网运行，快切装置启动。
　　A、最小电压Umin>30V；
　　B、备用电源df=|f-50Hz|<0.2Hz；