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MCC20 礦用漏電保護裝置一、應用背景 根據中華人民共和國應急管理部令第 8 號令頒布的 2022 新版《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定： 第四百四十條 嚴禁井下配電變壓器中性點直接接地。嚴禁由地面中性點直接接地的變 壓器或者發(fā)電機直接向井下供電。 第四百四十五條 井下各級配電電壓和各種電氣設備的額定電壓等級，應當符合下列要 求： 高壓不超過 10000V；低壓不超過 1140V；照明和手持式電氣設備的供電額定電壓不超 過 127V；遠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，必須采取措施限制單相接地電容電流， 生產礦井不超過 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；向移動變電站和 電動機供電的高壓饋電線上，必須具有選擇性的動作于跳閘的單相接地保護。 井下低壓饋電線上，必須裝設檢漏保護裝置或者有選擇性的漏電保護裝置，保證自動切 斷漏電的饋電線路。 目前，我國井下低壓動力用電系統(tǒng)主要是以 380V、660V 和 1140V 三個電壓等級為主。 根據礦安規(guī)程，這類系統(tǒng)的配電變壓器中性點不能直接接地，當發(fā)生線路接地漏電故障時， 系統(tǒng)不會產生短路電流，流過漏電點的電流主要是系統(tǒng)電容電流，受接地電阻影響，電容電 流大小在數百毫安到數安倍不等，需要及時找到漏電故障線路進行排查處理。同時，這類系 統(tǒng)發(fā)生接地漏電故障后，非故障相電壓升高 針對上述問題，人們提出多種技術解決方案，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)測和預警系統(tǒng)絕緣狀態(tài)；通過零序電流法選出故障線路。由于 系統(tǒng)電壓等級低，出線規(guī)模較小，加上受接地電阻影響，大多數時候零序電流信號較弱，用 于故障判別時難以保證選線可靠性。 我公司長期研究變壓器中性點不接地系統(tǒng)的接地漏電故障問題，搜集和研究了大量運行 中的漏電故障數據，并針對數據進行反復分析，提煉出檢測漏電故障的技術方法，研制了基 于暫態(tài)零序電流信號的漏電故障檢測系統(tǒng)，有效解決了井下漏電故障檢測難題。
二、系統(tǒng)介紹
MC C2000 礦用漏電故障管理系統(tǒng)，應用于礦井配電變壓器中性點非直接接地系統(tǒng)，包 括 1140V、660V 和 380V 等級，監(jiān)測礦井電纜及各類用電設備接地漏電故障，為用戶提供事 前預警、事故報警、事后分析等綜合服務。 系統(tǒng)包括：MC C20 系列漏電保護裝置、MC C2000 礦用漏電故障管理系統(tǒng) (手機端) 和礦用漏電故障后臺專家分析系統(tǒng)。 三、MC C20 系列裝置
3.1 裝置型號 MC C20 系列產品包括三個型號： n MC C21 礦用漏電保護裝置，適用于 380V 井礦低壓系統(tǒng)； n MC C22 礦用漏電保護裝置，適用于 660V 井礦低壓系統(tǒng)； n MC C23 礦用漏電保護裝置，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 監(jiān)測 8 個回路的漏電故障。 2) 線路狀態(tài)監(jiān)測 捕捉瞬時性漏電故障，用于分析和排除隱患漏電故障。 3) 數據通訊 多種通訊方式：4G 無線通訊、以太網通訊、RS232/485 通訊。 支持 IEC 101 、IEC 104 、Modbus 等規(guī)約。 3.3 技術參數
3.4 技術原理 3.4.1保護啟動元件 礦井配電變壓器中性點不接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地漏電故障時，系統(tǒng)會產生零序電壓， 該電壓信號可作為故障發(fā)生啟動判別條件。 為保證保護啟動可靠性，裝置采用突變量啟動和幅值啟動兩種方式，當裝置檢測到零序 電壓突變或超過設定門檻時，認為系統(tǒng)發(fā)生接地故障，啟動保護。 3.4.2 檢測原理
采用自適應暫態(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，然后在此頻帶內尋找能量最大的最佳頻帶點，最后在此頻帶范圍內處根據故障線路和非 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 結構安裝
3.5.1 結構尺寸
嵌入式安裝于防爆箱內，機箱結構如下圖所示。 (尺寸標注單位：mm)
裝置前面板及機箱尺寸圖
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 )
MC C21背部結構示意圖 接線說明： 1 ) Ua/Ub/Uc，接入系統(tǒng)電壓； MC C21型號接入系統(tǒng)電壓為380V； MC C22 型號 接入系統(tǒng)電壓為660V ; MC C23型號接入系統(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)的手機端 APP 應用軟件，通過 4G 模塊與 MC C20 裝置通訊，實時接收裝置側信息，方便運行人員和相關負責人隨時隨地了解 系統(tǒng)運行狀態(tài)，及時跟進處理漏電故障。 1) 漏電故障遠程監(jiān)測
線路發(fā)生漏電故障或故障消除后，裝置會將相關信息通過 4G 無 線方式上送 APP 系統(tǒng)，運行人員可在手機端查看相關信息。
2) 漏電故障短信報警
漏電故障信息可通過短信或電話方式通知指定運行人員，方便 及時處理。
3) 漏電故障統(tǒng)計分析
自動統(tǒng)計各回路漏電故障次數，包括瞬時性漏電故障，用于事前預警，指導運行檢修。 通過后臺專家系統(tǒng)進行故障錄波分析，評估系統(tǒng)運行狀態(tài)，指導生產運行。 |
