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MCC20 礦用漏電保護(hù)裝置一、應(yīng)用背景 根據(jù)中華人民共和國(guó)應(yīng)急管理部令第 8 號(hào)令頒布的 2022 新版《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定： 第四百四十條 嚴(yán)禁井下配電變壓器中性點(diǎn)直接接地。嚴(yán)禁由地面中性點(diǎn)直接接地的變 壓器或者發(fā)電機(jī)直接向井下供電。 第四百四十五條 井下各級(jí)配電電壓和各種電氣設(shè)備的額定電壓等級(jí)，應(yīng)當(dāng)符合下列要 求： 高壓不超過 10000V；低壓不超過 1140V；照明和手持式電氣設(shè)備的供電額定電壓不超 過 127V；遠(yuǎn)距離控制線路的額定電壓不超過 36V。 第四百五十三條 礦井 6000V 及以上高壓電網(wǎng)，必須采取措施限制單相接地電容電流， 生產(chǎn)礦井不超過 20A，新建礦井不超過 10A。 井上、下變電所的高壓饋電線上，必須具備有選擇性的單相接地保護(hù)；向移動(dòng)變電站和 電動(dòng)機(jī)供電的高壓饋電線上，必須具有選擇性的動(dòng)作于跳閘的單相接地保護(hù)。 井下低壓饋電線上，必須裝設(shè)檢漏保護(hù)裝置或者有選擇性的漏電保護(hù)裝置，保證自動(dòng)切 斷漏電的饋電線路。 目前，我國(guó)井下低壓動(dòng)力用電系統(tǒng)主要是以 380V、660V 和 1140V 三個(gè)電壓等級(jí)為主。 根據(jù)礦安規(guī)程，這類系統(tǒng)的配電變壓器中性點(diǎn)不能直接接地，當(dāng)發(fā)生線路接地漏電故障時(shí)， 系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生短路電流，流過漏電點(diǎn)的電流主要是系統(tǒng)電容電流，受接地電阻影響，電容電 流大小在數(shù)百毫安到數(shù)安倍不等，需要及時(shí)找到漏電故障線路進(jìn)行排查處理。同時(shí)，這類系 統(tǒng)發(fā)生接地漏電故障后，非故障相電壓升高 針對(duì)上述問題，人們提出多種技術(shù)解決方案，其中以附加直流電壓法和零序電流法為主， 即通過附加直流電壓法能夠監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)絕緣狀態(tài)；通過零序電流法選出故障線路。由于 系統(tǒng)電壓等級(jí)低，出線規(guī)模較小，加上受接地電阻影響，大多數(shù)時(shí)候零序電流信號(hào)較弱，用 于故障判別時(shí)難以保證選線可靠性。 我公司長(zhǎng)期研究變壓器中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的接地漏電故障問題，搜集和研究了大量運(yùn)行 中的漏電故障數(shù)據(jù)，并針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)分析，提煉出檢測(cè)漏電故障的技術(shù)方法，研制了基 于暫態(tài)零序電流信號(hào)的漏電故障檢測(cè)系統(tǒng)，有效解決了井下漏電故障檢測(cè)難題。
二、系統(tǒng)介紹
MC C2000 礦用漏電故障管理系統(tǒng)，應(yīng)用于礦井配電變壓器中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，包 括 1140V、660V 和 380V 等級(jí)，監(jiān)測(cè)礦井電纜及各類用電設(shè)備接地漏電故障，為用戶提供事 前預(yù)警、事故報(bào)警、事后分析等綜合服務(wù)。 系統(tǒng)包括：MC C20 系列漏電保護(hù)裝置、MC C2000 礦用漏電故障管理系統(tǒng) (手機(jī)端) 和礦用漏電故障后臺(tái)專家分析系統(tǒng)。 三、MC C20 系列裝置
3.1 裝置型號(hào) MC C20 系列產(chǎn)品包括三個(gè)型號(hào)： n MC C21 礦用漏電保護(hù)裝置，適用于 380V 井礦低壓系統(tǒng)； n MC C22 礦用漏電保護(hù)裝置，適用于 660V 井礦低壓系統(tǒng)； n MC C23 礦用漏電保護(hù)裝置，適用于 1140V 井礦低壓系統(tǒng)； 3.2 裝置功能 1) 線路漏電監(jiān)測(cè) 監(jiān)測(cè) 8 個(gè)回路的漏電故障。 2) 線路狀態(tài)監(jiān)測(cè) 捕捉瞬時(shí)性漏電故障，用于分析和排除隱患漏電故障。 3) 數(shù)據(jù)通訊 多種通訊方式：4G 無線通訊、以太網(wǎng)通訊、RS232/485 通訊。 支持 IEC 101 、IEC 104 、Modbus 等規(guī)約。 3.3 技術(shù)參數(shù)
3.4 技術(shù)原理 3.4.1保護(hù)啟動(dòng)元件 礦井配電變壓器中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地漏電故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生零序電壓， 該電壓信號(hào)可作為故障發(fā)生啟動(dòng)判別條件。 為保證保護(hù)啟動(dòng)可靠性，裝置采用突變量啟動(dòng)和幅值啟動(dòng)兩種方式，當(dāng)裝置檢測(cè)到零序 電壓突變或超過設(shè)定門檻時(shí)，認(rèn)為系統(tǒng)發(fā)生接地故障，啟動(dòng)保護(hù)。 3.4.2 檢測(cè)原理
采用自適應(yīng)暫態(tài)零序電流特征頻帶法。 暫態(tài)零序電流特征頻帶法：任何線路都有一個(gè)最低的容性頻帶，而所有健全線路暫態(tài)零 序電流相位一致的容性頻帶就是特征頻帶。裝置先利用特征頻帶專利搜索算法來尋找特征頻 帶，然后在此頻帶內(nèi)尋找能量最大的最佳頻帶點(diǎn)，最后在此頻帶范圍內(nèi)處根據(jù)故障線路和非 故障線路的差異特征找出漏電故障線路。若沒有差異特征，說明漏電故障發(fā)生在母線或外部 線路。
下圖為系統(tǒng)出線示意圖：
進(jìn)線1 出線1 出線2 出線3 出線4 出線5 1) 區(qū)外故障波形
區(qū)外故障波形圖 2) 支線故障波形
線路3故障波形圖 3.5 結(jié)構(gòu)安裝
3.5.1 結(jié)構(gòu)尺寸
嵌入式安裝于防爆箱內(nèi)，機(jī)箱結(jié)構(gòu)如下圖所示。 (尺寸標(biāo)注單位：mm)
裝置前面板及機(jī)箱尺寸圖
3.5.2 背部端子定義
3.5.2.1MC C21裝置 (適用于MC C22和MC C23型號(hào) )
MC C21背部結(jié)構(gòu)示意圖 接線說明： 1 ) Ua/Ub/Uc，接入系統(tǒng)電壓； MC C21型號(hào)接入系統(tǒng)電壓為380V； MC C22 型號(hào) 接入系統(tǒng)電壓為660V ; MC C23型號(hào)接入系統(tǒng)電壓為1140V；
2 ) 3 ) I1~I8,接入8路零序電流； 4 ) UL~UN，為裝置220V電源；
四、MC C2000 礦用漏電故障管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介
MC C2000 礦用漏電故障管理系統(tǒng)，是我公司自主開發(fā)的手機(jī)端 APP 應(yīng)用軟件，通過 4G 模塊與 MC C20 裝置通訊，實(shí)時(shí)接收裝置側(cè)信息，方便運(yùn)行人員和相關(guān)負(fù)責(zé)人隨時(shí)隨地了解 系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)跟進(jìn)處理漏電故障。 1) 漏電故障遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)
線路發(fā)生漏電故障或故障消除后，裝置會(huì)將相關(guān)信息通過 4G 無 線方式上送 APP 系統(tǒng)，運(yùn)行人員可在手機(jī)端查看相關(guān)信息。
2) 漏電故障短信報(bào)警
漏電故障信息可通過短信或電話方式通知指定運(yùn)行人員，方便 及時(shí)處理。
3) 漏電故障統(tǒng)計(jì)分析
自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各回路漏電故障次數(shù)，包括瞬時(shí)性漏電故障，用于事前預(yù)警，指導(dǎo)運(yùn)行檢修。 通過后臺(tái)專家系統(tǒng)進(jìn)行故障錄波分析，評(píng)估系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，指導(dǎo)生產(chǎn)運(yùn)行。 |
