煤礦井下供電繼電保護相關問題的思考

劉浩杰 張春海

摘 要：隨著電源故障率逐年增加，供電系統越來越復雜的情況，提高繼電保護的效率對保證煤礦電網的正常運行是必要的。本文通過分析供電系統中電力設備的質量和人為因素引起的故障，提出相應的電力繼電保護系統的有效預防措施，為煤礦井下電站的安全運行提供有力保障。

關鍵詞：電源故障；供電問題；繼電保護；措施

隨著煤礦規模的擴大和發展，井下供電系統日益復雜化。在電力覆蓋面積不斷擴大之后，各類負荷類型不斷增加，同時電力供應失效的發生率也在逐年上升。繼電保護是供電系統的重要組成部分。繼電保護的設備能夠預防和檢測供電系統的故障問題，使整體的供電系統更加安全和穩定，保障煤礦井下一切工程能夠順利完成。實際上，在繼電保護系統的特定操作中會發生很多問題。所以，我們有必要分析與此相關的問題并提出有效的對策。

一、繼電保護的相關原理

（一）過流保護原理

為礦井選擇的電氣設備通常具有相對較大的容量。在日常操作過程中，內、外部的故障可能會造成過電流或短路。礦井供電系統的繼電保護配置要求較高，必須可以有效監測大電流。

（二）漏電保護原理

如果電網的絕緣程度嚴重降低，可能會發生電能泄漏。泄漏會對供電設備造成相當大的損害，甚至可能致使短路從而導致爆炸發生，對工人的生命安全造成巨大的威脅。因此，在供電系統中安裝監控漏電現象以及相應的保護裝置是十分必要的。

（三）接地保護原理

如果電氣設備的絕緣受到某些損壞，則會導致金屬外殼和結構的電氣化。接地保護主要是指使用導體將電氣設備的裸露金屬部分與埋在地下的接地電極連接起來。從而對可能出現的漏電事故進行保護。

二、常見的引起供電問題的原因

（一）設備質量問題

由于生產工藝選擇不當，標準選擇不合理，煤礦井下供電設備可能導致設備本身出現質量問題。與此同時，由于井下電源電氣設備管理不夠重視或管理系統措施的實施不重視，電氣設備，供電電纜等機械設備受到沖擊，壓力和擁擠，導致出現漏電問題。

（二）人為因素

在煤礦的供電管理過程中，假如操作工人或監管人員沒有強大的專業技能，那么很可能會發生一些操作上的失誤，或一些錯誤的違規習慣從而引發供電系統的問題故障。常見的現象有：在供電系統開關設備的長期使用過程中，可能會因日常檢查維護不精心，沒有在規定的期限內檢查而導致漏電問題。除此之外，如果交換機的相關組件或線路出現問題，則會導致整個電源系統的出問題。低壓電網是采礦區的主要電網。電力問題是引發爆炸的重要因素，嚴重威脅工人的生命安全。

三、加強繼電保護的措施

（一）電流速斷保護

電流的快速斷電保護主要是指保護裝置的啟動參數能夠保證下一條線路出線處的短路故障不會啟動。從技術角度來看，電流的快斷保護可以試下一條線路的出線位置得到適當的保護。在一些特殊情況下，會及時消除短路的故障，可以使用非選擇性快速斷開保護，常常采用自動重合閘來完成動作，如果電流上升，則必須等到短路電流和保護裝置的起動電流較大時，才可以操作相應的保護裝置。

（二）漏電保護

中國的漏電保護方法有很多種，如電子線路和單片機控制。漏電保護的主要方式一般可分為漏電保護，選擇性漏電保護和漏電閉鎖。假設發生漏電問題，越小的漏電阻相對應的越高的電網中性點對地電壓。流過故障分支的零序電流主要是無故障分支的零序電流之和。因此，所有無故障分支的電流必定比故障分支的零序電流要小。安裝零序電流互感器時，它的主要作用是利用零序電流互感器的反應確定各個支路零序電流有多大，以有效檢測是否出現泄漏現象，從而對漏電問題進行選擇性的保護。

（三）電流延時速斷保護

由于受延時電流快速斷路保護設備保護是整條線路，因此對下一條線路的使用會造成一定影響。如果在下一條線的出口處發生短路，則設備將啟動。啟動時，通常是有選擇性的，并且應該根據其保護措施的擴展范圍來設置時間限制。想要可以盡可能地縮短此時間限制，我們需要減少它的作用范圍，防止它進到下一行的即時保護范圍，并且該行必須比下一行更快，其主要包括在這段時間內有故障斷路器的跳閘時間。在此期間，線路問題仍然存在，并會遭到問題電流的影響，所以保護動作始終保持起動狀態。與最常用的斷路器和次級繼電器相比，保護設備的起動電流值一般大于0.5s。如果當前線路快速斷線保護裝置在線路配置有限的情況下受到限制，則二者之間的協調作用會更強，然后它的當前值將小于0.5s以切斷整個故障線路。

（四）井下接地網保護

保護性接地的主要作用是防止人體觸電。設定接地電阻值時，一定要嚴格執行有關規定。它可以有效地通過接地設備分流，以盡可能減少觸電的可能。除此之外，因為裝備了保護性接地的設備，殼體上帶電導體的泄漏電流可以通過接地設備傳入大地，即使殼體和地線之間的接觸有缺陷，但接地設備自身可以分流，因此，火花能量可以降到最低，并且可以有效防止爆炸危險的發生。

（五）過電流保護

過電流保護可以對機電設備的部件起到很好的保護效果。過流保護屬于備份保護的范圍。保護這條線路時，過電流保護可以驗證其電路，靈敏度設置應大于1.3。過流保護組作為備份保護需要滿足IK.Min> 1.2時，在進行過電流保護時，需要保證靈敏度系數匹配，且靈敏度系數越接近故障點，面對相同故障點時的靈敏度系數越高。

四、結語

綜上所述，如果我們對煤礦井下供電系統存在的問題不予以重視，繼電保護系統的頻繁故障將使其難以起到應有的效果。因此，增強工作人員的責任意識是改善電網故障問題的必要前提。在具體操作中，利用各種保護系統和相關設備及時發現供電問題，有利于維護人員及時給與相應措施予以消除，及早恢復供電正常。

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作者簡介：劉浩杰（1989-），男，山東曲阜人，本科，研究方向：礦山繼電保護；張春海（1990-），男，山東平度人，本科，研究方向：提升機。