矿用隔爆型移动变电站

矿用隔爆型移动变电站保护系统

一、概述

目前在我们矿区综采工作面使用的国产矿用隔爆型移动变电站主要是KBSGZY型系列，主要包括KBSGZY-1600KVA、 KBSGZY-2000KVA、 KBSGZY-3150KVA，及目前国内最大型的KBSGZY-4000KVA，由矿用隔爆型高压真空配电装置 、隔爆型低压侧保护箱和隔爆型干式变压器等组成。

二、矿用隔爆型干式变压器 1、型号：KBSGZY口 － 口 / 口

其中：KB表示矿用隔爆型；S表示三相；G表示干式；Z表示组合式；Y表示移动式；口若为T表示圆筒式外壳、长方形外壳无此代号；口/口表示额定容量（KVA）/高压器高压侧额定电压（KV）。 2、主要技术参数

此处以KBSGZY-2000KVA/10KV/3.3KV为例 额定容量： 2000KVA 高压额定电压： 10±5%KV 低压额定电压： 3450V 连接组别号： Yy0、 空载损耗： 4500W 负载损耗： 9700W 短路阻抗： 5.0% 空载电流： 0.7%

耐温等级： H

冷却方式： 空气自然冷却 变电站总重： 9300kg 3、使用环境条件

(1)海拔不超过1000米；

(2)环境温度：最高气温≤+40℃，最高日平均气温≤30℃，最高年平均气温+20℃，最低气温-20℃； (3)空气相对湿度不超过95%(+25℃时)；

(4)在有甲烷混合气体和煤尘，且有爆炸危险的矿井中；

(5)无强烈颠簸、震动和与垂直面倾斜度不超过15°的环境 (6)无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体和蒸汽； (7)无滴水的地方；

(8)电源电压的波形近似于正弦波。 三、PBG1系列矿用隔爆型高压真空配电装置 1、用途

主要用于具有爆炸性气体及粉尘的煤矿井下，在交流50Hz额定电压10kV额定电流630（400、200、100、50）A的线路中，作为供电系统的总开关或分支开关，也可作为大容量电动机不频繁起动之用。 2、特点

1）分体隔离开关及直压式触头设计，动热稳定性能好。 2）全功能数字化保护。

3）具备RS485计算机通讯接口。

4）功率方向型与电流值筛选型漏电保护可选。 5）开关外部进行保护参数调整及查询。 3、外形尺寸及重量

1） 外形尺寸为： 1175×1061×928 mm (B)

1175×1061×1363 mm (A) 2） 配合法兰尺寸为：600×600 mm 3） 重量约为：618kg 4、主要技术参数与规格

表1 基本参数

额定工作电压 （Ue） (kV) 最高工作电12 压 10 工作频率 (kV) 额

定

(Hz) 额定电流 50 (Ie) 400 (A) 额定短路开断电流 (kA) 额定热稳定时12.5 间 2 热稳定电流 12.5 (s) 额定(kA) 额定动稳定电流(峰值) (kA) 31.5 额定关合电流(峰值) (kA) 31.5 额定短路开断电流的开断次数 （次） 操作过电30 压 ≤2.5 （倍）

表2 综合保护器功能及参数 保护功能 参数及整定 整定电流 IZ 动作时间（S）

短路保护 过载保护 1~10倍 Ie 步长=1 1.2倍IZ t<0.1 整定电流 IZ 动作时间（S） 0.2~1.0倍 Ie 步长反时限特性 =1 漏电保护 零序电压（V） 零序电流（A） 延时时间（S） 3；5；10；15；0.5；1；2；3；4；0.1；0.5；1.0；20；25；关 5；6 1.5；3.0 “关”为功率方向型和电流值筛选型转换 监视线与地动作范围（k必须动作 动作时间Ω） （s） ≤0.1 双屏蔽电缆线 绝缘 监视保护 回路电阻Rk 0.8≤Rk≤Rk＞1.5 1.5 绝缘电阻Rd 3.0≤Rd≤Rd＜3.0 5.5 ≤0.1 欠压保护 U ＜ 70％U 过压保护 U ＞ 125％Ue 断相保护 三相不平衡度 ＞ 30% 超温保护 H级 C级 120 180 125 185 ≤20 ≤20 ≤20 变压器铁芯 报警值（℃） 动作值（℃） 动作时间（s） ≤0.1 ≤0.1

根据变压器级别设定，Pt100铂电阻W温度/电阻特性符合IEC/PT3850标准 备注 以上所有保护的动作值误差≤±5％ 5、工作原理（简述）

1）电气原理 （综合保护工作原理方框图 ）

电压显示 电流显示 故障显示 合分闸显示 整定内容显示 整定参数显示 功能查询键 整定调整键 系统自检键 系统复位键 双屏蔽电缆 去抖 电路 译码显示电路 看门狗及设置存储器 微处理器 分闸电路 A/D转换 多路开关 自检控制电路 温度传感器 鉴相电路1 PT电压互感器 鉴相电路2 电流互感器×3 PT开口三角 零序电流互感器

①当10kV电源接入接线腔后，通过隔离开关的分合可控制高压电压互感器（PT）及断路器上触头的得电与失电，操作隔离开关必须首先拉出限位顶杆，以防止误操作造成断路器未分断时的带电拉开；同时断路器处于合闸位置时，自身也具有与隔离开关的机械闭锁； ②电压互感器(PT)二次输出AC100V作为综合保护及断路器分合驱动的工作电源，电源失压时，断路器交流电磁铁处于释放状态，从而闭锁断路器不能合闸；

③当配电装置投入运行后，配用的GZBY型高压电网综合保护器对配电装置的线路电压、电流、分合状态及变压器内部温度进行动态监控及显示，对系统的过载、短路、断相、漏电、绝缘监视、过压、欠压、超温等故障以及低压侧反馈来的故障，通过驱动断路器上的脱扣器动作实现保护；

④通过配电型硅橡胶氧化锌压敏电阻实现对真空断路器的操作过电压保护，同时消除了普通压敏电阻的爆炸隐患。 6、操作说明（请参阅下图---开关操作示意图 ） 1）合闸程序

①隔离开关合闸：关上开关大门以解除大门联锁，拉出限位顶杆，操作隔离开关手柄至“合”位置，通过观察窗察看隔离开关触头位置，确认可靠合闸后，再松开限位顶杆，使之进入合闸限位孔中，确认到底部，使内部闭锁开关解除闭锁；

②送高压10kV电源，观察大门信息显示窗中分闸灯亮，确认kV表电压值，保证在允许范围，自检综保功能，整定相应参数，复位待机 ；③移变开关请观察低压侧（XBD1系列）显示是否正确，同时进行保护自检，参数整定，确认复位待机； ④合闸

a)逆时针操作储能手柄，反复2～3次即可完成合闸； b)按电合按钮，合闸电机启动，电合接触器保持至完成合闸； 合闸后信息显示窗中合闸灯亮，储能手柄将进入脱离状态，辅助开关合闸电机回路接点打开，防止重复启动及储能。

⑤再次合闸：仔细观察信息窗故障原因，移变开关请观察低压侧故障原因，故障排除复位后，重复④。故障未排除不可重复合闸。 2）合闸程序

①任何高低压保护范围内故障均可使断路器自动分断，保护器将记忆故障原因，直至故障排除；

②人为快速分断可按电分 、自检按钮 ，通过综合保护器实现继电分断；按手动分断按钮可实现机械快速分断；

③移变开关可通过低压侧自检按钮实现高压分断,具体在低压保护箱XBD1系列的介绍中详细说明；

④隔离开关分闸：首先观察信息显示窗 中是否合闸灯亮，确认断路器已经分断后，拉出限位顶杆 ，操作隔离开关 手柄至“分”位置，通过观察窗 察看隔离开关触头位置，确认可靠分闸后，再松开限位顶杆 ，使之进入分闸限位孔中，大门联锁 自动解开（可以打开大门）；

四、XBD1系列矿用隔爆型低压侧保护箱 1、用途与功能：

XBD1系列矿用隔爆型移动变电站用低压侧保护箱(以下简称“保护箱”)适用于具有沼气和煤尘爆炸危险的煤矿井下，安装在移动变电站的低压侧，与PBG1系列矿用隔爆型高压真空配电装置配套, 共同组成低压故障分断高压的理想型移动变电站系统。对3300、1140、660、380 V /50Hz额定电流1000A以下供电系统，可实现漏电、漏电闭锁、短路、过载、过压、欠压等保护。 2、主要特点：

1）该保护箱分为双侧四回路出线，接口兼容普通喇叭嘴和电缆连接器，满足多重负荷的连接；

2）所有故障均通过信号线驱动高压侧断路器分断，从而降

低了分断电流，克服了低压馈电开关的频繁分断故障，同时克服了变压器低压绕组至低馈开关回路漏电不能分断故障点的死区问题； 3）具有先进的、完善的微电脑综合保护系统（保护功能见后），提高了整体供电的可靠性，且不必打开箱体大门即可进行保护参数的整定；

4）兼容所有大容量（4000kVA以下）移动变电站配套。 3、外形尺寸及重量

585 1065 710

1）外形尺寸为： 1065×710×585 mm 2）移变连接法兰尺寸GB8286-2000标准 3）重量约为：228kg 4、主要技术参数与规格

表1 基本参数 额定工作电压 （Ue） (kV) 3.3 最高工作电压 3.6 1.14 0.2 0.66 0.69

(kV) 额定工作频率 50~60 (Hz) 主回路额定电流 (Ie) 500 (A) 支回路额定电流 300 (A) 备注：额定电流为其它值（例如：315、400A）时，可通过更换相应电流互感器和电缆铜排的额定值实现

表2 综合保护器功能及参数

保护 参 数 功能 及 整 定 315 400 630 800 短路 整定电 动作时间（s） 保护 流 Iz 1～10倍Ie 1.2倍Iz t＜0.1 步长=1 过载 整定电 动作时间（s） 保护 流 Iz 0.2～1.0倍Ie 根据用户要求设定延时曲步长=0.1 线

系统电 漏电电阻闭锁电阻 1kΩ延时时间电阻接地 （s） 动作时间（s） 0.1； 漏电压（kV） （kΩ） （kΩ） 保护 （单相） 单点3.30 接地 50+20％ 100+20％ ≤0.1 1.14 0.2； 0.3；20+20％ 40+20％ ≤0.1 0.66 0.5； 0.6；11+20％ 22+20％ ≤0.1 0.38 0.9； ≤0.1 1.5；3.5+20％ 7+20％ 漏电保护 3.0 多点接地 中性点整定电流（mA） ≤0.1 30;50;75;100;150;200;300;375 ≤0.1 欠 压保护 U ＜ 70％Ue ≤20 过 压保护 U ＞125％Ue ≤20

备 注

以上所有保护的动作值误差≤±5％

5、工作原理（简述）

综合保护工作原理方框图

电压显示 电流显示 电阻值 显示 故障显示 整定内容显示 整定参数显示 功 能 查询键 整 定 调整键 系 统 自检键 系 统 复位键 精密整流电路 译码显示电路 看门狗及设置存储器 微处理器 A/D转换 多路开关 分闸电路 去 抖 电 路 直流检测电零序电流 电电流互感器×3 电压互感器 自检控制 电路 A.按钮基本操作：（具体操作与高压综合保护器类似）

①电分按钮不通过单片机和信号处理回路实现开关快速继电分断；即使保护器出现故障时亦可使开关急停；

②试验按钮为按住不放，再按自检按钮，正常后复位松开试验按钮，实现不停电保护功能自检，主要用于正常采煤等作业过程中进行保护自身检验，避免带故障运行。另与整定键组合进入整定菜单；

③复位按钮（确认键）除复位记忆故障信号外，还用于整定值的记忆确认；

④自检按钮完成所有保护功能的循环检测，自检过程中，显示所有功能为OK!，开关分断；按复位按钮恢复正常；(与试验按钮组合，实现开关不分断自检) ⑤功能按钮 ⑥整定按钮 B、显示及按钮具体操作：

具体操作与高压综合保护器类似，只是在跳线的调整时要注 意！

C、其它操作说明

保护箱右侧布置图

保护电源开关 大门闭锁螺杆 备用接线口 可接电缆连接器

漏电试验按钮

5m辅助接地线口

引线腔接口

低压保护箱

XBD1-800/3300隔爆型低压侧保护箱电气原理图