孙 剑

(太原科技大学, 山西 太原 030024)

0 引 言

随着电网建设,电网容量不断扩大,电力系统阻抗不断减少,短路电流持续增大,出现了超过对煤矿井下隔爆设备分断容量的情况。虽然现在井下隔爆设备不断发展,研发出大短路电流开关,但老旧矿井数量庞大,大面积更换设备难度很大,而且对于新建矿井也存在分断容量大的开关造价过高等问题。

1 问题提出

电网短路电流是指在断路器的出口处三相金属性短路电流。断路器在制造上要有电气、机械强度和熄弧能力,用于分断或接通负荷电路,还要有分断最大三相短路电流的能力。如果电力网发生三相短路故障,短路电流大于断路器的最大分断电流,断路器将不能分断故障电流,将造成供电中断或电力电缆和变压器等电气设备着火事故[1]。受技术水平限制和电网实际情况,我国多年来隔爆断路器开断能力限制在12.5 kA,近些年出现了16 kA、20 kA设备,但普及率比较低,因设备成本造价过高,因此安装限流电抗器在变电站出口或者坑口具有较高应用价值[2]。山西煤电集团某变电站项目中,由于是改造扩建煤矿,井下实际存在大量使用分断能力12.5 kA设备,业主方要求继续利用,故该项目有限制短路电流的实际需要。

煤矿隔爆设备分断容量情况:根据《煤矿安全规程》第四百五十三条规定,井下电力网的短路电流不得超过其控制用的断路器在井下使用的分断能力,并应校验电缆的热稳定性[2]。

煤矿井湿度大,煤尘和CO2、NO、NO2、SO2等含量高,非煤矿用高压断路器在井下使用时,各种使用指标如机械强度、绝缘等级都有减弱。……