煤礦電氣設備以及供電系統保護的探討

黃孝民

（陜西陜煤銅川礦業有限公司玉華煤礦，陜西　銅川　727015）

煤礦電氣設備以及供電系統保護的探討

黃孝民

（陜西陜煤銅川礦業有限公司玉華煤礦，陜西銅川727015）

【摘要】煤礦安全生產中，煤礦電氣設備以及供電系統的保護是非常重要的有機組成部分，因此，對于煤礦安全生產而言，煤礦電氣設備以及供電系統的保護無疑意義重大。對煤礦電氣設備以及供電系統進行了介紹，對煤礦電氣設備保護裝置以及煤礦供電保護系統進行了詳細的探討。

【關鍵詞】煤礦電氣設備；供電系統；保護

引言

對于煤礦的安全生產而言，煤礦電氣設備以及供電系統的安全無疑具有舉足輕重的作用。因此，為了實現煤礦的安全生產，煤礦企業必須對煤礦電氣設備以及供電系統的保護給予足夠的重視。同時，對于煤礦生產而言，煤礦的電氣設備以及供電系統的保護通常使用的是繼電保護裝置，隨著計算機技術，互聯網技術以及信息技術的迅猛發展，越來越多的智能型煤礦電氣設備以及供電系統保護被應用在煤礦的安全監控中。因此，通過對煤礦電氣設備以及供電系統保護的探討，為煤礦的安全生產提供一定的借鑒與依據。

1　煤礦電氣設備及供電系統概述

眾所周知，煤礦井下的環境非常特殊，因此，煤礦企業供電的要去更加的嚴格。主要體現在以下幾個方面：①對于供電的可靠性而言，要去供電持續不間斷，實現24小時供電，供電負荷是全負荷，甚至是超負荷的供電，因此，采用雙回路電源作為電力系統的電源；②對于用電的安全角度而言，不但要充分考慮人員的安全，對于設備的安全也必須給予足夠的重視；③對于供電的經濟而言，要確保供電的質量，從而使得供電的經濟性及合理性得以體現。

通常而言，煤礦電氣的設備主要包括以下兩種：①一般型電氣設備，其主要具備了安全防護的功能，但是沒有防爆的功能，通常被用作煤礦地面或者是瓦斯的濃度不高的井底車場；②礦用防爆電氣設備。防爆是其主要的功能，通常在煤礦采掘工作面被應用。

2　煤礦電氣設備保護裝置

繼電保護裝置是能夠對系統的不正常狀態或者故障進行反應，同時能夠向斷路器及時發出信號的一種自動化的設備。煤礦電氣設備中的繼電器，接觸器等都使用了裝置。煤礦電氣設備的主要的保護裝置包括以下幾種。

1）現場信號的輸入信號。煤礦現場信號的輸入繼電器保護裝置通常需要進行前置處理，比如為了使干擾信號消除，使用光電隔離技術；為了使得低信號向高信號進行轉變，采用電平轉換信號；為了使得繼電器能夠對現場的物理量進行有效的檢測，低通波除高頻信號等。

2）測量裝置。測量裝置對于現場的輸入信號進行檢測，同時檢測和被保護對象相關的各個物理量，另外與已經設定的數值進行實時的比較，基于比較的結果做出“是”或者“非”的結果，從而對是否啟動保護進行判斷。

3）執行裝置。基于通過邏輯判斷輸送的信號，對保護裝置的最終任務進行完成，實現了保護裝置和現場設備的連接，電平轉換，隔離，返回現場設備的狀態信號等，從而確保繼電保護裝置的工作可靠。

3　煤礦供電系統保護

3.1漏電保護

如果電網的絕緣電阻比某一數值小時，當人觸及之后就會發生觸電的危險，同時，漏電會造成設備的損壞，造成短路的事故，并且會造成漏電火花導致瓦斯爆炸等。基于此，對于煤礦井下的供電系統而言應該安裝漏電設備的監控裝置進而監視設備的漏電，絕緣情況。一般而言，保護功能包括有選擇性漏電保護與無選擇性漏電保護。

1）無選擇性漏電保護。基于附加直流電源的原理進行保護。對于包含了對地絕緣的電阻檢測回路中增加附加的直流電源，對于直流電流變化進行監視，從而對絕緣電阻進行了監視。該裝置通常和低壓的自動饋電總開關結合使用。其優點是工作可靠，結構比較簡單，但是不足是造成的停電的范圍比較大，同時對于漏電的線路不容易判斷。因此，應用比較少。

2）有選擇性漏電保護，基于零序電流保護的原理。從零序電流互感器獲取零序電流信號。如果沒有發生漏電，那么一次側的三相電流是對稱的，此時電流的向量和是0，二次側沒有輸出電流；如果發生漏電時，一次側的三相電流不對稱，此時電流的向量和不等于0，二次側有輸出電流。該裝置配合分路開關進行使用，對于故障線路容易查找，同時停電的范圍比較小，因此應用的比較廣泛。

3.2過流保護

煤礦供電系統中過流保護主要包括短路保護以及過載保護。

1）供電系統的短路保護。如果供電設備，線路的絕緣等遭到損壞，接線出現錯誤等，都可能發生短路。當發生短路時，瞬時故障電流通常是額定電流的數倍甚至數十倍，造成了配電線路或者電氣設備由于過流造成的電動力損壞。煤礦供電系統的短路保護應該動作的時間比較短，同時設定較大的動作值，實現在較短的時間內將電源切斷。通常采用電子式繼電器與電磁式繼電器進行短路保護。

2）供電系統的過載保護。過載指的是電氣設備的工作電流或者電動機的運行電流比其額定的電流大，一般不超過額定電流的1.5倍。造成電氣設備或者電動機過載的原因是多方面的。比如突然增加負載，電網電壓降低或者斷相運行原因。當電氣設備或者電動機出現長期的過載運行時，電氣設備或者繞組的溫升比允許值大，造成了絕緣的老化。過載電流的大小影響著過載保護的時間。過載保護的動作延時由過載的程度決定。過載的程度越小，延時就比較長；過載的程度比較小，那么延時就短。時間繼電器構成了延時環節，當發生過載時，電流繼電器發生動作，觸點和時間節電器線圈相連接，通過延時時間繼電器的觸電發生動作，執行機構開始動作，使得主回路的電源被切斷，并且有過載信號發出。電子式節電器，電磁式繼電器以及熱繼電器等可以實現過載保護。

4　結束語

煤礦電氣安全的基礎是電氣設備以及供電系統的保護。因此，任何煤礦都應該有專業的技術人員對煤礦的電氣安全負責。為了強化對煤礦電氣設備以及供電系統的安全管理，應該健全責任制度，一方面通過加強對煤礦電氣設備及供電系統的技術檢查，另外一方面，對專業人員進行定期的培訓，考核，使其能夠真正履行電氣安全管理的職責，從而確保煤礦的安全生產。

【參考文獻】

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［3］楊光.煤礦電氣設備安全技術研究［J］.工業設計.2011（2）：68，69.

【作者簡介】

黃孝民（1957—），男，陜西銅川人，漢族，現為電氣工程師。