礦井供電系統及電氣設備保護應用分析

文/王裴雷，神華寧夏煤業集團有限責任公司紅柳煤礦

礦井供電系統及電氣設備保護應用分析

文/王裴雷，神華寧夏煤業集團有限責任公司紅柳煤礦

我國在進行煤炭生產時，最主要的生產動力就是電能，可靠的供電模式是保證煤礦安全開展的基礎。為了響應國家節約能源的號召，供電部門對礦井供電形式做了微觀上的調控，在保證安全生產的同時，還提高了它的經濟效益。在這篇文章中，筆者將粗略地介紹一下礦井供電系統的組成和供電形式，以及電氣設備保護應用的方式。

礦井供電系統；電氣設備；保護應用

穩定的礦井供電系統保證了采礦工人采礦時的安全，而電氣設備的日常維護是保證礦井供電系統穩定的關鍵。為了使電氣設備在安全的情況下穩定運行，選擇適合配電網絡的保護方式是一件很有必要的事情，接地與接零保護是最常見的一種電氣設備保護方式，也是最基本的一種。

1 礦井供電系統

1.1 礦井供電系統發展史

在我國采煤開礦行業，供電系統由最開始的三百八十伏特發展到現在的三千三百福特經歷了四個階段的歷程。二十世紀到六十年代以前，主要以炮采的方式供電，電壓值為三百八十伏特。一九六四年的時候，八零機組的電壓達到六百六十伏，相比二十世紀六十年代，電壓整整增加了近一倍的值。七十年代的時候，人們利用綜采的方式進一步加大了電壓值，在這一段時間內，供電系統的電壓達到了一千一百四十福特。電壓真正的高值出現在八十年代以后，人們利用新型高采的方式將電壓值增加到了三千三百伏特，工作面總裝機的機容量已經控制在了一千五百千瓦到兩千千瓦之間[1]。

1.2 變配電設施及運行

礦井井下變配電設施主要有以下幾部分組成，分別是井下和采區變電所、井下礦用防爆變壓器和移動變電站、礦井高壓變電箱和礦井高壓配電箱組、防爆型自動饋電開關和防爆型電磁起動器、煤電鉆組合保護裝置、井下主接地極、井下局部接地極。

在煤礦使用中，高壓的最高值不能超過一萬伏特，而低壓的最大值限度為一千一百四十伏特。電話、照明、型號與手持式的電氣設備應該保證在額定電壓一百二十七伏特之類。不超過三十六伏特的額定電壓是遠距離控制線路的標準。

在變配電所運行方式的相關規定中明確要求，值班人員應該對電氣設備的調度范圍有所了解，供電處所有的設備在沒有經過調度員允許的情況下，值班人員不可擅自觸碰，避免事故的發生。兩路電源絕對不允許出現并列停閘的現象，并列停閘會發生安全事故，整個礦井供電系統都有可能因為這樣一個舉動發生系統性停電現象。在改變運行方式的時候，變配電所一般使用倒閘的方式，不用倒閘方式改變配電運行的屬于違章操作。

1.3 變電所中主接線方式

在變電所中，常使用的主接線方式有三種，分別是外橋接線、內橋接線和全橋接線。外橋接線的優點是高壓斷路器的數量最少，它的缺點是變壓器在投入和切除的過程中較為復雜。外橋接線比較適合容量小的變電所，線路短和頻繁切換變壓器，以及發生故障幾率較小的情況下也可以使用外橋接線的方法。在遇到帶有穿越功率的線路時，也可以采用這種接線方式。

內橋接線和外橋接線的優缺點大致相同，這種接線方式適用于線路較長和變壓器頻率切換較低的情況，通常，發生故障率較高的時候也使用內橋接線的方式。使用全橋接線方式時，主變壓器的容量如果在一百一十千伏超過三萬一千五百千伏安、六十千伏超過一萬千伏安、三十五千伏超過七千五百千伏安時，必須修改成用5個斷路器組成的接線方式。

2 保護電氣設備的重要意義

對于礦井中的電器設備進行保護，可以減少火災發生的幾率，煤礦開采環境極度惡劣，長時間的運行會增大導體電阻，電氣設備內的熱量會隨之增加，如此一來，火災事故就很容易發生。在短路的情況下，火花可以點燃礦井內的瓦斯，繼而發生爆炸等不良事故[2]。

礦井內的濕度達到了百分之九十五以上，空氣中彌漫的水分特別多，這樣的環境極易發生漏電，那些使用低壓電纜的礦井，在開采的過程中會有小煤塊往下掉落，很有可能會把電纜外面包裹著的保護層砸壞，這種情況也會發生嚴重的漏電事故。

在煤礦開采中，使用設備的功率大部分都比較高，運行的電流如果在額定電流的一點五倍以上，就是超載運行，超載運行會釀成嚴重的安全事故。

經常對電器設備進行保護維修，可以很好地避免上文中出現的問題，在保障電路安全的同時，也是對于我們自身安全的一個保障。

3 礦井供電設備的保護

3.1 礦用高壓開關柜的電氣保護

高壓開關柜是礦井中央泵房和礦井變電所都必須使用的一種保護措施，此裝置中的繼電保護設施能夠保證礦井中央泵房和變電所的安全性。這種方式主要是利用了電磁感應探知整個電路的工作狀態是否正常，如果發生超載、短路和過流情況，防護機制會自動產生。

3.2 利用高壓防爆配電裝置進行電氣保護

為了適應惡劣的采礦環境，配電設備必須達到更高要求才行，PB系列和BG系列都是我國在開采煤礦過程中運用到的防爆裝置，如果操作人員在進行運作的過程中出現了不當的行為，或者是電路出現了異常情況，PB或者PG系列的保護裝置會迅速及時切斷電流，保證人員與設備共同的安全。不過這種電路也有一定的缺點，它是使用機械彈簧來控制電路的通斷，但是機械彈簧很容易老化，在煤礦生產惡劣的環境中，檢修和維護成了很困難的一項工作。

3.3 低壓供電設備的電氣保護

低壓電路帶來的危害比較小，不會給人們造成生命上的危險，所以在這方面，并沒有一個具體的保護措施。相比較前面兩種保護措施，低壓供電設備的電氣保護方式非常簡單，只是在開關位置的前后安裝一個插件，輔助主電路保護電氣系統。

4 結束語

一直以來，礦井作業都是一個充滿了危險的職業，面多各種各樣不安全因素，很多人對這個行業充滿了恐懼，其實，只要安全措施做到位，煤礦行業并沒有人們想象中那么可怕。供電系統的定期維護和安全使用能夠在很大程度上減小事故發生的幾率。

[1]周玉潔.煤礦供電系統電氣保護技術的探討與分析[J].中國科技博覽,2013(28):400-400.

[2]張志忠.基于煤礦供電系統中的自動化技術應用分析[J].機電產品開發與創新,2013,26(6):63-65.