選擇性漏電保護(hù)在煤礦井下供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

李　洋

（江蘇省礦業(yè)工程集團(tuán)有限公司，江蘇　徐州　221000）

選擇性漏電保護(hù)在煤礦井下供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

李洋

（江蘇省礦業(yè)工程集團(tuán)有限公司，江蘇徐州221000）

摘要：對(duì)于煤礦企業(yè)來說，煤礦井下出現(xiàn)的低壓電網(wǎng)的漏電常常會(huì)導(dǎo)致礦井出現(xiàn)由瓦斯或者是走電引起的火災(zāi)或者是爆炸。特別是在極為狹窄的礦井里面，這樣的異常情況必然會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡。近幾年來，我國(guó)的煤礦災(zāi)害有一部分就是由于礦井的電路裝置出現(xiàn)問題導(dǎo)致的。本文重點(diǎn)分析了煤礦井下供電系統(tǒng)漏電原因，重點(diǎn)闡述選擇性漏電保護(hù)在中性點(diǎn)接地中的應(yīng)用和選擇性漏電保護(hù)在煤礦井下供電系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤礦；選擇性漏電保護(hù)；井下；供電系統(tǒng)

0　引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦技術(shù)人員的不斷努力，煤礦井下供電系統(tǒng)選擇性漏電保護(hù)問題已經(jīng)提入研究日程，通過煤礦技術(shù)人員的不斷探索發(fā)現(xiàn)應(yīng)用先進(jìn)的漏電保護(hù)技術(shù)，采取切實(shí)可行的漏電保護(hù)措施有利于保護(hù)煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。特別是采用先進(jìn)的漏電保護(hù)裝置，更有利于促進(jìn)煤礦企業(yè)的和諧發(fā)展。要想進(jìn)一步提高漏電保護(hù)裝置的保護(hù)水平，有效地提高礦井的供電系統(tǒng)的保護(hù)水平，就需要詳細(xì)了解煤礦井下低壓電網(wǎng)的選擇性漏電保護(hù)有關(guān)的問題，并采取切實(shí)可行措施加以處理，確保煤礦企業(yè)的和諧健康發(fā)展。

1　煤礦井下供電系統(tǒng)漏電原因分析

煤礦井下供電系統(tǒng)是保證電力平穩(wěn)供給、設(shè)備正常運(yùn)行的保障基礎(chǔ)，也是目前存在安全隱患最多的部位。根據(jù)現(xiàn)有研究資料分析顯示，當(dāng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，供電設(shè)備沒有重復(fù)接地是造成其漏電的重要原因。其漏電成因如圖1所示。

圖1　煤礦井下供電系統(tǒng)漏電成因示意圖

從圖1可知，當(dāng)煤礦井下供電設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，零序電流I0所顯示的數(shù)值應(yīng)該為0，但是實(shí)際工作中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)供電設(shè)備互感器TA一側(cè)零序電流I0依然會(huì)顯示數(shù)值的現(xiàn)象。如果此時(shí)供電設(shè)備接地，那么此時(shí)在接地電阻R01=4Ω、人體電阻Rr=1000Ω、電源相電壓Up=220V情況下，人體漏電電流以及電壓數(shù)值分別為0.22A和219V。如果煤礦井下工作人員與接地電阻出現(xiàn)并聯(lián)情況時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致人體漏電電流以及電壓數(shù)值與安全數(shù)值相比減小了1/2，從而造成該供電系統(tǒng)出現(xiàn)漏電。

2　選擇性漏電保護(hù)在中性點(diǎn)接地中的應(yīng)用

選擇性漏電保護(hù)主要是為了實(shí)現(xiàn)煤礦井下供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，電路能夠根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序來自主選擇安全可靠的供電線路來進(jìn)行運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)平穩(wěn)安全運(yùn)行的目的。我國(guó)煤礦企業(yè)井下供電系統(tǒng)一般選擇中性點(diǎn)不接地或者中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式來防止整個(gè)供電系統(tǒng)發(fā)生漏電電流，從而降低煤礦企業(yè)煤炭資源開采過程中所面對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)可以采用現(xiàn)有漏電保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)防漏電目的，技術(shù)已經(jīng)成熟，因此，本次研究所選取的選擇性漏電保護(hù)主要是以中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式來作為研究對(duì)象，分析該接地方式如何使用選擇性漏電保護(hù)裝置來提高生產(chǎn)安全性。之所以中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式不能采取現(xiàn)有選擇性漏電保護(hù)裝置進(jìn)行應(yīng)用，其主要原因就在于弧線圈感性電流值補(bǔ)償了單相接地故障時(shí)的容性電流，在此種情況下，煤礦井下供電系統(tǒng)漏電電流值將會(huì)明顯低于非故障線路的電流值，同時(shí)其過補(bǔ)償時(shí)電流方向與非故障電流方向相吻合，從而干擾了現(xiàn)有選擇性漏電保護(hù)裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使之無法起到防止供電系統(tǒng)漏電的目的。現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)水平下，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式所采取的選擇性漏電保護(hù)應(yīng)用主要是從以下兩方面來進(jìn)行：

（1）相位選擇。漏電保護(hù)應(yīng)用必須確定其要保護(hù)的供電系統(tǒng)相位，同時(shí)還需要明確整個(gè)供電線路中哪幾條線路電流較大，繼而確定漏電保護(hù)對(duì)象及排序。其主要檢測(cè)及應(yīng)用手段為諧波電流采樣方法。（2）故障線路的選擇。應(yīng)用5次諧波電流采樣排序來明確故障線路最大漏電電流值，同時(shí)選擇性漏電保護(hù)要想實(shí)現(xiàn)選擇性，就需要將電流采樣設(shè)置成與非故障線路相反方向。

3　選擇性漏電保護(hù)在煤礦井下供電系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

3.1漏電保護(hù)動(dòng)作參數(shù)選擇

煤礦井下供電系統(tǒng)采用的是三相供電方式，其最明顯的特點(diǎn)就在于相位與電壓之間不具有影響關(guān)系。而導(dǎo)致供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因在于長(zhǎng)期單相接地故障會(huì)使得另外一相也接地而出現(xiàn)兩相短路，由此也會(huì)殃及到?jīng)]有出現(xiàn)問題的線路，從而造成系統(tǒng)癱瘓、無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

根據(jù)現(xiàn)有故障電流推導(dǎo)公式：零序電壓計(jì)算公式：

根據(jù)上述公式提供的參數(shù)，按照《礦井6kV電網(wǎng)漏電安全及接地檢漏保護(hù)裝置整定使用細(xì)則》之相關(guān)規(guī)定，煤礦井下供電設(shè)備電網(wǎng)電容＞4μF時(shí)，由此需要的最小啟動(dòng)電流要大一些，而最小啟動(dòng)電壓則選擇小的數(shù)值。

3.2選擇性漏電保護(hù)整定要求

（1）地面變電所、中央變電所、井下盤區(qū)變電所、煤礦井下供電系統(tǒng)進(jìn)出線開關(guān)只投零序Ⅱ（零序電流限時(shí)速斷保護(hù)）及Ⅲ（零序告警）段。（2）煤礦井下各種直接負(fù)荷如：采掘工作面、硅整流變壓器、主排水泵、瓦斯抽放泵站等只投零序I段（零序電流速斷保護(hù)）和零序III段（零序告警）保護(hù)。

4　結(jié)論

綜上所述，當(dāng)煤礦企業(yè)的電網(wǎng)出現(xiàn)漏電故障時(shí)，選擇性漏電保護(hù)程序就會(huì)自動(dòng)發(fā)送故障信號(hào)或者是及時(shí)地切斷故障支路電源，這樣就能夠適時(shí)地阻止故障的發(fā)生，從而保證煤礦企業(yè)供電的穩(wěn)定性。所以說，選擇性漏斷保護(hù)是煤礦井下供電系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保障基礎(chǔ)，對(duì)其應(yīng)用設(shè)計(jì)進(jìn)行研究不僅能夠?yàn)槊旱V企業(yè)安全生產(chǎn)提供幫助，也能豐富現(xiàn)有研究?jī)?nèi)容，具有較高的研究及應(yīng)用價(jià)值。希望通過本次研究工作能夠?yàn)槊旱V井下供電系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)提供幫助。

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