假接地现象的理论分析及解决方法

科技信息　工程技术　假箍地坝象昀理论分析及觎决方法　中国石化集团华东管道设计研究院　刘威　［摘要】系统没有接地点却报出母线接地称为假接地。假接地是由于空母线三相电容分布不平衡导致的，一般在投运一条馈线后假　接地现象即可消除。本文就出现假接地现象的原因进行了理论分析，并提出相应解决办法。　［关键词］接地报警假接地　电容　电压　１．前言　送电流之和，等于中性点位移电压作用于所有对地电容并联在一起所　我厂对主６ｋＶ配电室的Ⅱ段母线进行检修，在送电过程中曾发生　Ⅱ母接地报警，使供电系统恢复时间延长，经多次查找没有发现接地现　产生的电流的负值。如果三相对地电容相等，则　－０，Ｏ・与Ｏ重合，这　就是正常运行，中性点处于大地电位，不产生电压。　象，合上消弧线圈开关后这一现象消除。本文结合这一假接地现象做以　理论分析，并给出解决方案。　２．送电条件　供配电系统接线图如下图所示　■　＿　在２＃主变的６ｋＶ侧，接入ＪＤＺＪ—６型电压互感器，高压侧为星形　结线，中性点直接接地。Ⅱ母　小车在投，　的电容器组的保险烧坏，　６ｋＶ母线上的全部配出线、Ｉ一Ⅱ分段、Ⅱ一Ⅲ分段均未投入运行，只是投　入２＃主变向空载母线充电。当合上２＃主变低压侧开关时，报出了Ⅱ母　接地信号，此时Ａ相电压５．５９ｋＶ，Ｂ相电压４．１ｋＶ，Ｃ相电压２．２８ｋＶ，线　电压６．３７ｋＶ。　３．理论分析　在送电过程中，中性点漂移会产生零序电压，如果该零序电压超过　了保护装置中设定的定值，就会产生接地报警。但出现接地报警并不一　定是真正发生接地故障，只有确定三相系统中性点位移的轨迹，经过计　算，才能做出正确的判断。　各相对地电压由母线与大地之间存在的电容决定。正常运行时，三　相对地电容呈对称性，故电压与电流的关系为：　Ｕ【ｌ＾＋Ｕ∞＋Ｕｏｃ＝Ｏ　Ｏ　ｊ∞ｃ０Ａ＋　ｊ∞ｃ　十Ｏ０ｃ　ｊｏ￣Ｃｃｃ＝０　＾　在上图的电压三角形内，任意取一点Ｏ。，并假定其处于大地电位，　此时电压关系为：　Ｕｏ＾＝Ｕ∞＋Ｕｌｌ＾　Ｕ邮＝Ｕ∞＋Ｕｏｓ　Ｕｃ，ｃ＝Ｕｃ，ｏ＋Ｕｏｃ　系统通过对地电容流向大地的三个电流为：　（Ｕｅｏ＋ＵｏＡ）ｊｔＯＣ￣Ａ　（ＩＪ∞十ｕ∞　∞Ｃ∞　（Ｕ∞＋Ｕｃｃ　∞Ｃｏｃ　如果系统与大地之间没有其它连接，流向大地的电流没有别的归　路，则全部电流之和等于零，即：　【１＾ｊ‘．）Ｃ　＾十ｕｌ】Ｂ　ｊ∞ＣｏＢ＋ｕ∞ｊｔｏＣ　＋ｕｏ０　ｊＩＩ）（Ｃ０Ａ＋Ｃ邮＋Ｃ　－－０　移项后得：　Ｕ【１＾ｊｏ￣Ｃｃ，Ａ＋Ｕ∞ｊｏ：，Ｃｏ￣＋ＵｃｃｊｔｏＣｏ．ｃ＝－Ｕｏｏｊｔｏ（Ｃｃ，Ａ＋Ｃｅｓ＋Ｃｅｃ）　这个基本关系式表明：三个相电压通过各自的对地电容，向大地输　但如果三相对地电容大小不等，如上所示，Ｏ’与Ｏ总不能重合，Ｏ　点不在大地电位上，而移动了一个位移至Ｏ’点，这时中性点位移电压　Ｕ∞≠０。　对上式进行移项，得到零序电压的计算公式：　Ｕｏｏ　一　Ｕｍ　ｉｏＣ　Ａ＋ＵｏＢ　ｊ∞ＣｏＲ＋Ｕ∞　ｊ∞（ｃ　＾＋ｃ　Ｂ＋ｃ　４．零序电压计算　方法一：用相电压计算零序电压　如上图所示，０为三相电压平衡时的中性点，三相对地电容呈对称　性，处于大地电位。当合上主变低压侧开关时，三相对地电容不平衡，中　性点０发生了漂移，至Ｏ’点。为确定０　所在位置，图中以Ａ、Ｂ、ｃ三相　为中心，以Ａ、Ｂ、ｃ三相的相电压为半径画圆（实线），三圆的交点即为　０’。经计算，得出一次零序电压：　Ｕ∞＝２．０５ＫＶ　电压互感器一次线圈对开ＩＳｌ三角形线圈的变比为６０００／１００，设定　的接地报警定值为１５Ｖ。计算零序电压：　ｕ　＝　１＝２．０５×１　丽１０　０＝３４．１７Ｖ　注：式中Ｋ为电压互感器一次线圈对开口三角形线圈的变比；　ｕ　为电压互感器二次零序电压。　大于整定值１５Ｖ，故产生接地报警。　方法二：用电容量计算零序电压：　测试水平排列的母线Ａ，Ｂ，Ｃ三相各相分别对地的电容量为：　ＣＡ＝０．００３＇￣　ＣＢ：０．００４７　Ｃｃ＝０．ｏｏ６９　以Ｅ　为基准，则：　Ａ＝６．３ｅＷ／、／　亡Ｂ＝６．３ｅ－ｉ’　吖　Ｅｃ＝６．３　ｅ，　吖、／丁　将以上各值代人得：　端巡　（下转第３５０页）　－－－——３４９－－－——　科技信息　工程技术　浅谈大采高液压支架硇设计　三一重型装备有限公司　王赕　魏栋梁　赵世来　续震　朱庆波　孙晓亮　王平　［摘要］本文介绍了大采高液压支架的发展概况，分析了大采高液压支架的设计原则，探讨了大采高液压支架的设计关键，介绍神　东矿区大采高液压支架的应用情况，从而提出大采高液压支架的发展将对厚煤层综合采煤技术产生重要的影响。　［关键词】液压支架　大采高　稳定性　１、液压支架发展概述　液压支架发展概述液压支架是煤矿长壁开采工作面的主要设备之　其投资额约占整个工作面成套设备的总投资的６０％以上，液压支架　的适应性和可靠性是决定工作面能否高产高效安全生产的关键因素。　液压支架的技术水平是反映国家煤炭机械装备水平的重要标志，长壁　综采机械化的发展实践表明，每一次液压支架架型的重大改革和进步，　都会带来长壁综合机械化开采技术的重大突破，液压支架架型的发展　成为长壁综合机械化开采技术发展阶段的重要标志。在长期的综采发　展中，我国液压支架实际制造技术得到长足进展，各种产品基本可以满　足不同煤层和矿井条件的要求。　２、大采高技术发展现状　我国西部地区煤炭资源储量丰富，随着我国煤炭开采重点向西部　迁移，煤炭开采业已经逐步成为西部地区经济的重要组成部分。　我国绝大多数高产高效矿井是在以厚煤层开采为主条件下实现　的。目前，我国重点煤矿厚煤层开采方法主要有综采放顶煤开采和大采　高开采２种。综采放顶煤开采虽然已经在我国发展成为一种厚煤层高　产高效采煤方法，广泛应用于５～１５ｍ厚煤层的开采，但仍有许多难以　解决的技术难题。对于４～６ｍ的稳定厚煤层，在适宜条件下一次采全高　是最经济合理的开采方法。因此，大采高综采具有更好的技术经济优　一，连接横向间隙，可有效提高液压支架的稳定性。　（３）优化结构设计，不但要保证支架强度可靠，同时要最大限度的　提高结构刚度，减少支架承载后的变形和位移。　（４）密封结构和密封元件的可靠性决定着立柱、千斤顶的可靠性。　而密封元件的结构形式直接影响着其密封结构，进而影响着结构要素　的可靠性。　（５）完善护帮装置，控制梁端距。控制片帮和前端冒顶是保证支架　稳定性的重要基础。　（６）大采高工作面支护系统的稳定性除需要保证单个支架在工作过　程中的稳定外，还应增强相邻支架的调架能力，设置排头排尾支架组，　使工作面支护系统有相对稳定的整体性积可靠的依托。　（７）通过电液控制，实现擦顶及时移架，随动调架，成组控制，快速　移架，提高工作面推进速度；设置防倒防滑装置和机头锚固装置等。　４、大采高液压支架应用及意义　２００９年１２月３１日，世界首个７米大采高综采工作面在补连塔煤　矿２２３０３综采工作面投入试生产。该工作面装备的由神华和郑州煤机　集团合作研发制造的世界首套７米大采高液压支架，支架支护高度　３．２～７．０ｍ，支架工作阻力达１６８００ｋＮ，支架中心距２．Ｏ５米。支护强度大　于１．３５兆帕，能够安全有效地控制顶板。采用电液控制和双通道、大流　量立柱阀组，保证了移架速度。　补连塔煤矿７米大采高综采工作面投产后，每刀可割煤２６００吨，　较６－３米采高综采工作面单刀多产３００吨，提高１３％，每天按ｌ８刀计　可多出煤５４００吨，月单产达到１４０万吨左右，将创造综采１３产、月产、　年产新纪录；资源回收较６．３米采高工作面多采出煤炭１８３万吨，回收　率提高１０％以上。　目前，我国大采高液压支架技术已经位于世界先进水平。神东矿区　７米大采高工作面的投产更将促进我国大采高液压支架的发展和推广，　实现综采支护技术的突破，对厚煤层综采技术的发展产生重要的影响。　参考文献　势。　近些年来，以神东矿区为代表的现代化矿井建设，依靠得天独厚的　厚煤层赋存条件和先进的管理模式，采用全套引进国外大采高综采设　备，在近水平稳定煤层进行４～６ｍ一次采全高，不断刷新工作面安全高　产高效纪录，创造工作面年产１０００万吨以上的世界纪录，为大采高的　发展起到了很好的示范作用。　３、大采高液压支架设计原则　大采高液压支架设计关键在于满足煤层赋存条件，进行结构优化　设计保证参数合理，降低不利因素的影响，有效提高液压支架的稳定　性。　（１）合理地提高初撑力和工作阻力可以有效的提高液压支架处于工　作状态时的稳定性。选用１．７５ｍ、２ｍ中心距，增加底座宽度，增大底座面　积，调整合力作用点位置，降低底板比压。　（２）液压支架的稳定性包括横向稳定性和纵向稳定性两方面，这主　要取决于四连杆机构的设计参数、销孔配合间隙和结构刚度。优化四连　杆机构设计参数，提高铰接孔的加工精度，减小连接销轴孔间隙和部件　（上接第３４９页）　［１］王国法．液压支架技术［Ｍ］．煤炭工业出社，１９９９．　［２］高有进．大采高液压支架关键技术研究与应用［Ｉ］．中州煤炭，　２００７，（３）：６—７．　［３］王国法．煤炭高效开采工作面成套设备技术创新与发展［Ｊ］．煤　炭科学技术，２０１０，（１）：６３—６８．　６．３　ｅｉ　ｉｔＩ．ｏ．００３７＋６．３　ｉ们．００４７＋６．３￣ｉｏ，ｏ．００６９　：、／丁ｊｏ，（０．００３７＋０．００４７＋０．００６９）　＝０．６７ｅ　ＫＶ　焉迪　鱼：　１　：　！±　：　！：　Ｑ：　丝！　：　！　、／３　ｊ∞（０．４３７＋０．００４４７＋０．４６９）０　＝：　则电压互感器二次零序电压为：　Ｏ．０７６　ＸＶ　ｕ２＝３ｒ３ｏ＝３×（０・６７×１０３ｘ　）＝３３・５Ｖ　换算为电压互感器的二次电压，得：　Ｕ２　３Ｕｏ：３ｘ（０・０７６ｘ１０　）＝３・８Ｖ　大于整定值１５Ｖ，产生接地报警。　通过上述计算可以看出：用相电压计算出的零序电压与用电容量　计算出的零序电压值基本相等，可以证明此次母线接地报警是由于母　排三相对地电容量不等引起的，而不是真正意义上的接地。　５．解决方法　消除假接地的根本方法是使三相对地电容量基本平衡，若配电电　缆对地电容远远大于变电所母线各相对地电容时，当投人配电电缆后　则可消除该假接地现象。该电厂２群消弧线圈所用电缆为ＶＶＶＲ１８５型，　对地电容量为０．２ｖＳ／ｋｍ，每相为两根并联，约１００米。投入２＃消弧线圈　后，电容量变为：　Ｃ＾＝２ｘ０．Ｉｘ０．２＋０．００３７＝０．０４３７　ＣＢ＝２ｘ０．１ｘＯ．２＋０．００４７＝０．０４４７　Ｃｃ＝２ｘＯ．１ｘＯ．２＋０．００６９＝０．０４６９－ＬＬｆ　远小于整定值１５Ｖ，故不会产生接地报警信号，彻底消除假接地现　象。合上消弧线圈之后，Ａ相电压３．６８ｋＶ，Ｂ相电压３，６９ｋＶ，Ｃ相电压　３．６５ｋＶ，线电压６．３７ｋＶ，三相电压平衡，中性点基本回归到大地电位。　６．结束语　通过上述计算，我们了解了向空载母线充电，有时有接地信号产　生，这是由于母线各相对地电容不平衡产生的正常现象，投入馈线即可　解决。当母线上电压互感器的电容器组正常时，其电容量在０．４７　左　右，远大于母线上的寄生电容，可以认为三相电容是平衡的，就不会引　起假接地现象了。　参考文献　［１］何仰赞．《电力系统分析》．华中科技大学出版社，２００２．　同理求得：　．．．——３５０．．．——