井下移動變電站低壓電網漏電防護研究

摘 要：井下移動變電站低電壓漏電是造成瓦斯爆炸的主要原因，為保證工作人員的生命安全，降低事故發生概率。針對移動變電站低壓電網的實際情況，采用適當的防護辦法，才能保證井下移動變電站的安全。本文通過對漏電防護措施的基本原理分析，進一步了解防護工作中的要點，進而保證漏電防護工作的安全。

關鍵詞：移動變電站;漏電防護;策略

國家對能源的需求量較多，但由于露天礦藏儲量較少。因此，主要會通過地下礦物質開采的途徑獲取資源，在礦山開采期間一直處于危險系數較高的狀況，而瓦斯爆炸是井下礦產開采過程中較為常見的危險事件。因供電問題引發的瓦斯爆炸事故的情況較多，礦井中使用的機械設備中使用的電能來自于移動變電站轉化的低壓，一旦移動變電站低壓電網發生漏電情況，容易造成瓦斯爆炸。再加上井下的環境條件較差，由于空氣濕度較大，會影響低壓電網的絕緣性，容易出現漏電。為此需要采用漏電防護措施，提高井下采礦的安全性。

1 移動變電站低壓電網漏電防護工作的應用原理

1.1 附加直流電源應用的原理

移動變電站低壓電網漏電防護工作在實際應用過程中，依然采用附加直流電源的管理與控制方式對內部低壓電網進行漏電防護，目的是為有效觀察變電站低壓電網與大地間的附加直流電源，以此為基礎能進一步確定漏電情況，由此才能加強對內部電網的監督控制。附加直流電源技術應用原理為在移動變電站電壓電網與大地之間，利用直流電源進行連接，要保證電網的絕緣性。在電網絕緣條件下，電網與大地之間的電阻值會較高，因此會導致電流值降低，在一定程度上與電阻值成反比例。若電網自身的絕緣性能降低，因此會導致內部絕緣電阻值降低，從而導致電流值增高，無法保證原有比例，會使繼電器發生反應，從而在一定程度上能夠有效保護電網漏電情況。附加直流電源技術的應用范圍較廣，隨著采礦企業應用直流電源保護技術的頻率增加，傳統繼電器也開始不斷優化，逐漸被高端化的PLC取代，主要是由于PLC的敏感性更好，能及時對低壓電網漏電情況作出反應，進一步提高保護工作質量。在實際生產過程中，任何情況都會造成漏電情況發生。因此，技術人員在進行漏電防護工作時，需要對閉鎖與跳閘開展保護，對電網整體的絕緣水平進行控制，避免內部設備的絕緣性降低，由此才能做到閉鎖的漏電保護。

1.2 絕緣電阻數值確認中的應用原理

在移動變電站，低壓電網漏電保護工作中，需要安裝更為安全的漏電防護裝置。PLC裝置的應用逐漸廣泛，以絕緣電阻檢測為基礎，對供電線路的整體進行檢測與防護，在這一工作過程中，只有保證部分電阻值低于絕緣電阻漏電保護裝置，才能起到防護作用，因此需要精確認證絕緣電阻值，才能對電網進行防護，進一步保證井下工作人員的安全。當絕緣電阻值不達標時，無法使漏電保護效果充分發揮，還會為井下變電站帶來更多的安全隱患。當電阻值過小時，會出現斷電情況，因此使排風扇無法正常工作。在沼氣過度集中的情況下，會使現場瓦斯爆炸的概率增大。在防護工作開展時，在閉鎖狀態下，需要按照我國最新的煤礦安全生產規范條例，結合礦井的實際情況，確定最低絕緣電阻值，由此才能起到防護作用，減少安全事故的發生概率。

2 移動變電站低壓電網漏電防護工作要點

2.1 漏電閉鎖工作要點

漏電閉鎖主要是指低壓電網在非工作狀態下進行的漏電保護工作，附加直流電源、電流通路與低壓電網屬于并聯狀態。在電網斷電的情況下，并不會對電流通路造成破壞，在未發生故障之前，低壓電網的絕緣電阻值也不會產生巨大的變化，利用PLC依然可以對絕緣電阻進行檢測。通過PLC檢測，當電流值過高，絕緣電阻值較低時，閉鎖系統會自動啟動，合閘程序會關閉，由于人為操作，無法對合閘進行操作，會將低壓電網的電阻值以及故障類型會顯示在顯示器上。工作人員通過顯示器中的故障類型，進一步對實際情況進行排查，針對原因進行分析，采取有效辦法進行解決，由此才能使絕緣電阻恢復正常值，合閘系統才會啟動。閉鎖模式在一定程度上能有效避免傳統漏電，防止電網防護工作中出現的偏差，在故障發生的瞬間，對電網進行保護，從而降低瓦斯爆炸的發生概率。

2.2 合閘防護工作要點

PLC技術的發展，在移動變電站電網防護工作中，既要對絕緣電阻進行檢測，還需要對變電站低壓端電網電流，進行全面檢查。在實際工作中，需要對絕緣電阻值進行檢測，進一步實現對整體低壓端電網的漏電保護工作，在合閘防護系統中，跳閘信號發出之后，并不單一指絕緣電阻的檢測值。PLC檢測出的低壓端電網，若存在漏電情況，合閘系統會發出跳閘信號，因此會使整個電網供電系統被切斷，當變電站內部變壓器出現問題時，PLC會對電流、電壓、溫度信息進行采集。當變電站斷電時，PLC能對信息進行采集與分析，并進一步判斷故障類型。其中危害最大的供電故障為三相電路故障。剛出現三相電路故障時，會出現斷電情況，同時顯示器中也會顯示為系統短路，技術人員要根據故障的實際情況，選擇適合的處理辦法，之后再啟動定時器，實現開關跳閘，由此才能對電路進行保護，保證井下移動變電站的安全。合閘防護工作的開展在一定程度上能對低壓電網進行保護，減少漏電情況，從而降低瓦斯爆炸的情況，保證井下開采工作人員的生命安全。

2.3 用戶界面顯示

在移動變電站，低壓電網漏電防護工作中，利用復雜直流電源，通過PLC實現自動控制，最終達到漏電保護的目的。但在控制工作中，由于缺少人為干預，因此導致在某種情況下無法使控制效果有效提升。為此，需要利用主控計算機，對移動變電站低壓電網進行控制，最終實現漏電保護工作，進一步加強人為控制。比如，在主控計算機上安裝相關的軟件，對低壓電網進行控制。同時也可以將電網中的電壓、電流以及絕緣電阻值等相關參數進行動態監測。可以根據電網的實際情況安裝組態網軟件，對電網的合閘、分閘以及電壓轉換進行遠程控制，通過計算機實現對電網的控制，由此使漏電防護監控工作全面開展。在礦井下，電網漏電情況容易發生瓦斯爆炸，直接影響工作人員的生命安全，在進行防護工作時，需要針對礦井的實際情況。開展房屋工作，制定直流附加電源技術施工方案，由此才能對電網進行全方位的漏電保護。在系統設計調試時，需要對系統出現的問題進行分析，并查找相關原因進行總結，對系統進行優化與改進。因此才能通過地面遠程控制，實現對電網參數的操作，最終開展可視化低電壓漏電保護工作。隨著現代信息技術的發展，軟件的設計與開發能不斷進步，應用在低壓電網漏電防護工作中，能及時對電網出現的故障情況進行分析，由此工作人員才能進行及時對故障原因進行分析，采取適當的解決方案，才能及時解決漏電情況。軟件的應用能實現對整體電網進行控制，促使控制工作全面開展。

3結束語

國家對諸如煤炭這類一級能源的需求量日益增加，井下采礦的工作量增加。為保證礦產的開采安全，減少意外事件的發生概率。需要針對移動變電站低壓電網漏電情況開展防護工作，利用附加直流電流工作原理，開展防護措施，需要對漏電閉鎖、合閘防護、軟件開發等進一步優化與改善，設計更為實用的用戶界面顯示程序，由此才能減少低壓電網漏電的隱患，提高井下煤礦開采的安全，保證工作人員的生命安全。

參考文獻：

[1]雷嘯宇.移動變電站漏電保護系統研究[J].中國石油和化工標準與質量，2019，39（17）：142-143.

[2]楊帆.井下移動變電站低壓電網漏電防護分析[J].電子世界，2018（09）：179+181.

[3]李超.井下移動變電站低壓電網漏電防護研究[J].山西能源學院學報，2017，30（04）：38-40.

[4]張繼紅.基于PLC控制的3.3kV移動變電站測控系統的研究[D].太原理工大學，2016.

作者簡介：

官生花（1983- ），男，本科學歷，工程師，研究方向：煤礦機電。