煤礦井下供電及漏電保護現狀研究

李磊

摘要：在綜采技術不斷發展的背景下，對于煤礦井下供電而言，其安全與可靠，有著重要意義。本文對煤礦供電系統的結構進行概述，基于煤礦供電系統，對其發展的歷史與現狀進行了分析，基于煤礦漏電保護，對其發展歷史以及現狀進行了探討，希望能幫助到相關人士。

關鍵詞：供電系統;電壓等級;漏電保護

引言：在我國現代化成分中，能源現代化有著重要地位，在煤炭生產方面，人們更加關注電氣現代化。對于煤礦生產系統而言，供電環節是非常重要的，在煤礦井下生產過程中，工作面作為生產前線，在井下電網安全運行中，工作面供電安全有著很大的意義。

1 煤礦供電系統的結構

針對于煤礦供電系統而言，其主要由兩個系統構成，一個是地面供電系統，另一個是井下供電系統，其中包括多個供電所，比如采區與地面變電所等。對于地面變電所而言，主要負責井下變配電任務，在供電系統中，地面變電所是重要樞紐。借助于地面變電所，可把30千伏的電壓降低，降到5千伏到10千伏的范圍，以視為礦井電壓，進而向礦井中的設備進行供電，需要注意的是，礦井中設備電壓應處于5千伏到10千伏之間。對于5千伏到10千伏的高壓電能，可通過變電所的母線，進一步將高壓電能引出，具體而言，借助于電纜，將電能傳輸到中央變電所，之后經過移動變電所，對高壓電能進行降壓處理，進而得到相應的電壓，比如660伏與3.2千伏電壓，接下來通過工作面配電點，進而向有關設備進行供電，比如采掘機械設備[1]。

通過分段母線，地面變電所可配出兩條線路，一條線路用來工作，另一條電纜線路備用，進而可向電壓較高、容量較大的設備輸入高壓電，比如空壓機以及提升機等用電設備。另外，借助于降壓變壓器，可向容量較小的設備屬于低壓電，比如車間以及照明設備等。依據工作面的數量，可直接確定井下變電所的數量。在井下供電系統中，井下變電所是重要樞紐，在為其選擇位置時，應盡量靠近負荷中心，而且與井底車場之間的距離應處于合理范圍，井下變電所主要負責將電能輸送至采區變電所。通過井下配電所，針對于井底車場主要設備，可向這些設備輸送高壓電能，比如水泵以及變流所，并且，可針對于井下低壓設備，比如變壓器以及水泵等，輸送電壓較低的電能。對于采區變電所而言，主要是將中央變電所傳輸來的電能進行降壓處理，具體而言，也就是將5至10千伏的高壓電能轉變至0.8至3.2千伏的低壓電能，進而將低壓電能配送至用電設備。在規模較大的煤礦中，在工作面延伸的同時，針對于采區與中央變電所，兩者之間的距離隨之延長，在此情況下，極容易對電壓造成損耗，不易尋找線路故障，因此，為有效解決這一問題，可淘汰采區變電所，采用移動變電站取而代之，對于移動變電站而言，其實質是一個供電單元。

2 基于煤礦供電系統，其發展的歷史與現狀

2.1煤礦井下電壓等級

礦井電壓的高低，在很大程度上，取決于礦井總負荷，現如今，在國內很多煤礦中，電壓下井基本上采用6千伏，在供電設備與技術不斷發展的背景下，在新建礦井中，很多電壓下井都為10千伏[2]。現階段，在西方國家，井下供電等級有很多種，主要包括6千伏、10千伏以及11千伏等級，在經過大量實踐之后得知，供電系統等級越高，更便于優化電力供電系統，隨之獲取到的經濟與社會效益更多。在國內。10千伏供電技術取得較好發展。在1983年，針對于供電規劃，政府制定了相應的標準，對于高壓供電等級，將其分為兩種，一種是10千伏等級，另一種是35千伏等級，規定中明確指出，除發電廠直配電壓，可使用3千伏與6千伏電壓等級，其余電壓等級需轉變至上述額定電壓等級。依據IEC標準，在向用戶進行供電時，10千伏是標準電壓，是公共配電電壓。對于6千伏電壓等級而言，由于不滿足發展需求，已被列為淘汰等級，在2001年，針對于煤礦安全，政府制定了相應的規程，在礦井配電電壓中，電壓等級隨之得以提高，已經上升至10千伏的電壓等級。針對于10千伏井下供電，從19世紀以來，國內對其進行了相關研究?，F如今，隨著井下用電的不斷發展，以往的6千伏電壓等級難以滿足發展需求，再加上10千伏的供電技術取得較好發展，在國內很多煤礦中，逐漸應用10千伏電壓等級。

2.2供電電壓等級

現如今，在國內很多煤礦生產中，對于供電系統配電形式而言，主要包括3種形式，也就是1140伏供電方式，3.3千伏供電方式，以及由該兩種供電方式組合而成的混合供電。對于1140伏供電方式而言，在設備功率不高、生產能力較弱的煤礦中，該供電方式得以使用;對于3.3千伏供電方式而言，其適用于生產能力較大、設備功率較高的煤礦，具有以下特征：供電距離較長，用電設備容量較大，為確保供電質量，需使用等級較高的電壓，并且，可減少電能損耗。對于混合供電方式而言，3.3千伏供電適用于體型較大的設備，比如采煤機，1140伏供電適用于功率較小的設備，比如噴霧泵站，通過這樣的方式，有助于降低設備成本費用，提高企業經濟效益。

3.基于煤礦漏電保護，其發展歷史以及現狀

在漏電保護技術領域，相比于發達國家，我國發展較晚，在70年代，煤礦生產所需用電量顯著增加，安全事故發生的幾率隨之提高，為更好滿足發展需求，針對于漏電保護，在1986年，政府規定了相關的標準，在1995年開展了二次修訂，進一步規定漏電保護器的有關內容，比如實驗方法以及標準要求等，在此基礎上，國內漏電保護器得以較好發展，種類更加齊全，質量得以保障，并且在一些特殊場所，要求安裝漏電保護器。在新中國成立那年，蘇聯研制出防爆漏電保護器，在50年代初，該種保護器被引進我國，同時，在礦井生產中得以廣泛使用。之后我國自主研發出隔爆檢漏繼電器，這種繼電器被沿用到90年代初。對于初期漏電保護裝置而言，其由多種繼電器組合而成，比如感應型繼電器以及電磁型繼電器，人們將這些繼電器稱作機電式繼電器[3]。

在80年代末，在漏電保護方面，國外研制出多種技術，比如自動復電以及快速斷電技術等，并且誕生體積較小的選線裝置。自從90年代初以來，在繼電保護領域，微機控制技術得到大力推廣并使用，同時研制出自動型的保護系統，這種系統屬于微機式的。對于微機式漏電保護而言，其融合多種原理，在發生漏電故障時，可從兩個方向進行保護，一個是橫向保護，另一個是縱向保護，具有一定的選擇性，通過該種漏電保護，電阻值的可靠性得以保障。在80年代，人們就開始關注漏電保護。在漏電保護技術方面，自適應技術是必然的發展方向，在不久的將來，漏電保護將會實現數字化，進而降低安全事故發生的概率，更加易于操作。

結論：通過以上的分析可以得知，通過分段母線，地面變電所可配出兩條線路，進而可向電壓較高、容量較大的設備輸入高壓電，借助于降壓變壓器，可向容量較小的設備屬于低壓電;在規模較大的煤礦中，在工作面延伸的同時，針對于采區與中央變電所，兩者之間的距離隨之延長，極容易對電壓造成損耗，不易尋找線路故障，為有效解決這一問題，可淘汰采區變電所，采用移動變電站取而代之;對于煤礦生產系統而言，供電環節是非常重要的，在煤礦井下生產過程中，工作面供電安全有著很大的意義。

參考文獻：

[1]謝平.淺談煤礦井下漏電保護及分析改進[J].電子世界，2020（03）：75-76.

[2]宋文武.煤礦井下供電自動化改造過程中暴露的問題及對策[J].當代化工研究，2019（14）：83-84.

[3]李敏.論煤礦井下供電系統漏電保護[J].現代工業經濟和信息化，2019，9（05）：88-90.