煤礦供電設(shè)備電氣保護(hù)技術(shù)的探討

賈若凡

[摘要]目前煤礦供電設(shè)備的電氣保護(hù)有過流、漏電和接地保護(hù)三種類型，各種系列的電氣保護(hù)裝置和保護(hù)設(shè)備伴隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展而不斷得到改進(jìn)和完善。

[關(guān)鍵詞]煤礦；供電設(shè)備；電氣；保護(hù)

[中圖分類號]F407.6

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1672-5158（2013）05-0310-01

隨著煤礦企業(yè)的發(fā)展，特別是大量的現(xiàn)代化設(shè)備進(jìn)入煤礦，這就對煤礦供電質(zhì)量及安全提出了嚴(yán)格的要求。因此，對煤礦供電設(shè)備的安全防護(hù)與電氣保護(hù)的技術(shù)探討研究，是煤礦供電、設(shè)備安全管理的重要手段。煤礦井下工作的環(huán)境惡劣，負(fù)荷波動(dòng)大，工況很不穩(wěn)定，瓦斯煤塵積聚、滴水冒頂事故等會使電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度逐漸降低；同時(shí)由于工作人員維護(hù)不當(dāng)或操作錯(cuò)誤、輸電線路的導(dǎo)線斷裂等原因，經(jīng)常會出現(xiàn)漏電及單相接地故障。接地故障若不及時(shí)排除，電網(wǎng)各相線會運(yùn)行在線電壓下，長期運(yùn)行將導(dǎo)致絕緣擊穿，甚至發(fā)生三相或兩相短路事故。所以，為了避免事故的發(fā)生，保障人身安全，有效減小事故范圍，研究高性能的高壓防爆開關(guān)智能保護(hù)控制系統(tǒng)具有重要現(xiàn)實(shí)意義和發(fā)展遠(yuǎn)景。

一、煤礦供電設(shè)備的安全防護(hù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對于煤炭的消耗不斷的增大，這使得煤炭行業(yè)的生產(chǎn)面臨著重大的壓力。我國的煤炭生產(chǎn)的安全形勢雖然有了很大的改善，但是總體來說還是不容樂觀。煤礦的供電系統(tǒng)以及相應(yīng)的電氣設(shè)備保護(hù)對于煤炭生產(chǎn)的安全性具有直接的影響。做好相應(yīng)的電氣設(shè)備的保護(hù)工作對于確保煤炭企業(yè)的安全生產(chǎn)具有重大的意義。

電力是煤礦的動(dòng)力，為保證煤礦安全生產(chǎn)，對礦井特殊提出以下要求：

1.可靠供電

即要求供電不間斷，煤礦如果供電中斷不僅會影響生產(chǎn)、而且有可能引發(fā)瓦斯集聚、淹井等重大事故，嚴(yán)重時(shí)會造成礦井的破壞。為了保證煤礦供電的可能性，供電電源應(yīng)采用雙電源。雙電源可以來自不同的變電所（或發(fā)電廠）或同一變電所的不同母線上。既在一趟電源發(fā)生故障的情況下，另一趟電源應(yīng)能保證對主要生產(chǎn)的供電，以保證通風(fēng)、排水以及生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

2.安全供電

由于煤礦井下特殊的工作環(huán)境，任何供電作業(yè)上的疏忽大意，都可能造成觸電。電氣火災(zāi)和點(diǎn)火花引起瓦斯煤塵爆炸等事故，所以必須嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行供電，確保供電安全，由于礦井是特殊工作環(huán)境，供電必須是一類用戶，凡因突然停電造成人員傷亡事故和重要設(shè)備損壞，給企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失者，如煤礦通風(fēng)機(jī)、井下主排水泵、副井提升機(jī)等，這類用戶應(yīng)采用來自不同電源母線的雙回路進(jìn)行供電。

3.井下各水平中央變（配）電所

主排水泵房和下山開采的采區(qū)排水泵房的供電線路，不得少于2回路，當(dāng)任一回路停止供電時(shí)，其余回路應(yīng)能承擔(dān)全部負(fù)荷的供電。井下各級配電電壓和各種電氣設(shè)備的額定電壓等級應(yīng)符合要求。高壓不應(yīng)超過10000v，低壓不應(yīng)超過1140v，照明手持式電氣設(shè)備的額定電壓和電話、信號裝置的額定供電電壓都不應(yīng)超過127v，遠(yuǎn)距離控制線路的額定電壓不應(yīng)超過36v。采區(qū)機(jī)械設(shè)備的額定供電電壓超過3300vN寸，必須制定專門的安全措施

二、供電設(shè)備的電氣保護(hù)技術(shù)

1.煤礦6kv高壓供電設(shè)備的電氣保護(hù)

地面變電所和井下變電所等使用的地面和礦用隔爆兼本安型高壓開關(guān)柜，通用的電氣保護(hù)是繼電保護(hù)裝置，安裝在專門設(shè)計(jì)的繼電器室內(nèi)或獨(dú)立組成保護(hù)裝置屏。目前煤礦用高壓開關(guān)設(shè)備的保護(hù)繼電器以電壓觸發(fā)式為主。隨著微處理機(jī)保護(hù)器的推廣應(yīng)用，煤礦現(xiàn)場的保護(hù)方式和保護(hù)設(shè)備也突破了傳統(tǒng)的形式。井下采區(qū)變電所和綜采工作面所使用的高壓防爆配電裝置，有結(jié)構(gòu)簡單的保護(hù)脫扣器和功能強(qiáng)大、性能各異的微機(jī)綜合保護(hù)器。微機(jī)程序控制的高壓綜合保護(hù)器在井下的使用受到了煤礦職工的歡迎。

2.煤礦低壓供電設(shè)備的電氣保護(hù)

煤礦井下低壓設(shè)備的電氣保護(hù)裝置大多作為插件安裝在開關(guān)設(shè)備內(nèi)部，與主回路電器配合完成保護(hù)功能。大量的低壓開關(guān)中使用有dr3電子脫扣器，jdb或abd8電機(jī)綜合保護(hù)器，以及dzzb綜合保護(hù)器等，目前低壓設(shè)備的保護(hù)裝置也逐步普及微機(jī)綜合保護(hù)器有效保證了供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的幾種新型綜合保護(hù)裝置

電氣控制與保護(hù)領(lǐng)域高速發(fā)展，從熱電磁到電子智能保護(hù)，從pcs、acs、ccs、dcs系統(tǒng)到fcs現(xiàn)場總線，已走向了系統(tǒng)化和智能化。目前電力系統(tǒng)中微機(jī)保護(hù)得到普遍應(yīng)用，國外典型的有美國sel公司的sel-279、sel-321型，ge公司的alps型，德國西門子公司的7sa531型微機(jī)保護(hù)裝置等，國內(nèi)有南自廠的wxb系列，南瑞繼保集團(tuán)的rcs系列，北京德威特集團(tuán)的dvp 600系列，以及許繼集團(tuán)、南京因泰萊、陜西銀河等都有成熟的自動(dòng)化保護(hù)系統(tǒng)，煤礦系統(tǒng)在用的還有北京順城電子公司的kj67、煤科總院常州自動(dòng)化所的kj36電力監(jiān)控系統(tǒng)、中國電光的均254電力監(jiān)控系統(tǒng)等。

4.新型礦用電氣保護(hù)裝置應(yīng)具備的功能

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第455條和第457條的要求，新型智能化綜合保護(hù)裝置不僅可以在線檢測電壓、電流、功率、電度等常規(guī)電力參數(shù)，具有規(guī)程要求的常規(guī)保護(hù)功能，而且有標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，可以對電網(wǎng)中關(guān)鍵開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀況實(shí)現(xiàn)“四遙”，為電力調(diào)度自動(dòng)化提供支持。

5.對礦用新型綜合保護(hù)裝置的建議

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)將在煤礦逐步推廣應(yīng)用。由于井下開關(guān)設(shè)備種類比較復(fù)雜，結(jié)構(gòu)多種多樣，空間非常狹小且要隔爆。故新型綜合保護(hù)裝置必須體積小，有標(biāo)準(zhǔn)的插接接口。保護(hù)模塊應(yīng)具有性能優(yōu)、可靠性高、靈活性強(qiáng)、調(diào)試維護(hù)方便、性價(jià)比好、多功能化等特點(diǎn)。采用開放式軟硬件系統(tǒng)、嵌入分布式結(jié)構(gòu)與多cpu并行工作方式 豐富人機(jī)對話功能確保煤礦供電設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

三、結(jié)束語

隨著煤礦企業(yè)的發(fā)展，特別是大量的現(xiàn)代化設(shè)備進(jìn)入煤礦，這就對煤礦供電質(zhì)量及安全提出了嚴(yán)格的要求，其要求要供電安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。然而，由于電力的生產(chǎn)和運(yùn)行過程中具有高度的危險(xiǎn)性。具有高度的自動(dòng)化過程，發(fā)電、供電和用電同時(shí)完成。目前煤礦供電設(shè)備的電氣保護(hù)主要有過流、漏電和接地保護(hù)三種類型，各種系列的電氣保護(hù)裝置和保護(hù)設(shè)備伴隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展而不斷得到改進(jìn)和完善。電力系統(tǒng)的發(fā)展和對其安全運(yùn)行要求的不斷提高，供電設(shè)備的電氣保護(hù)也在不斷的改進(jìn)和完善中，電氣保護(hù)逐步智能化。同時(shí)我們也應(yīng)該注意到，高新技術(shù)應(yīng)用和觀念上的更新尤為重要。

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