煤礦電氣設(shè)備與供電系統(tǒng)的保護(hù)分析

王英

摘要：本文敘述了繼電保護(hù)的原理，并對(duì)井下三大保護(hù)作了詳細(xì)地論述，在安全生產(chǎn)、提高產(chǎn)量方面，保護(hù)電器設(shè)備和供電系統(tǒng)對(duì)于煤礦企業(yè)來說，具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：電器設(shè)備 供電系統(tǒng) 安全生產(chǎn)

1 概述

煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中，對(duì)電氣設(shè)備、供電系統(tǒng)等，通過采用繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)，進(jìn)而在一定程度上確保其正常運(yùn)行。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，智能保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性進(jìn)一步提高，同時(shí)生產(chǎn)質(zhì)量大大提升。硬件方面，通常采用DSP微處理器，這種微處理器具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，低功耗可編程邏輯芯片，以及高度集成的專用芯片。

2 煤礦保護(hù)裝置及原理

作為一種自動(dòng)化設(shè)備，繼電保護(hù)裝置通常情況下能夠?qū)ο到y(tǒng)的故障、不正常狀態(tài)等進(jìn)行反應(yīng)，并且在一定程度上，能夠根據(jù)線路的實(shí)際情況，做出跳閘、發(fā)出信號(hào)等動(dòng)作。熔斷器、繼電器等一般情況下都可以作為保護(hù)裝置。目前，繼電器、接觸器等保護(hù)裝置應(yīng)用范圍比較廣。在種類方面，繼電保護(hù)裝置比較復(fù)雜，但是其基本結(jié)構(gòu)主要包括：

2.1 現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸入部分 通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行必要的前置處理，然后將其送入繼電保護(hù)裝置。通常情況下，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行前置處理的措施，主要包括：借助光電隔離技術(shù)，消除干擾信號(hào)；電平轉(zhuǎn)換電路增強(qiáng)了信號(hào)強(qiáng)度。

2.2 測(cè)量部分 測(cè)量部分作為一種物理量與被保護(hù)對(duì)象有關(guān)，通常情況下，需要與已給定的設(shè)定值或?qū)崟r(shí)生成的判據(jù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比后的實(shí)際情況，給出“是”或“非”，也就是給出一組邏輯信號(hào)，然后對(duì)其進(jìn)行判斷，在一定程度上對(duì)其是否進(jìn)行保護(hù)做出確定。

2.3 邏輯判斷部分 在繼電保護(hù)裝置中，邏輯判斷部分按照邏輯關(guān)系，根據(jù)各輸出量的大小、性質(zhì)等進(jìn)行相應(yīng)的組合、運(yùn)算，進(jìn)一步確定是進(jìn)行跳閘，還是發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)等，同時(shí)將有關(guān)命令傳達(dá)給執(zhí)行部分。

2.4 執(zhí)行部分 對(duì)于執(zhí)行部分來說，在繼電保護(hù)裝置中，往往是根據(jù)邏輯判斷部分傳遞的信號(hào)指令，完成相應(yīng)的任務(wù)， 完成保護(hù)裝置與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的隔離、連接，以及電平轉(zhuǎn)換等，這是執(zhí)行部分的主要職責(zé)，進(jìn)而在一定程度上確保繼電保護(hù)裝置可靠、平穩(wěn)地工作。

3 井下保護(hù)及實(shí)現(xiàn)方法

對(duì)于煤礦電氣設(shè)備來說，按照防爆性能，可以將其分為兩種：一種是一般型電氣設(shè)備，另一種是礦用隔爆型電氣設(shè)備。煤礦企業(yè)在日常作業(yè)的過程中，受井下作業(yè)環(huán)境特殊性的影響和制約，并且一般型電氣設(shè)備在防爆性能方面比較薄弱，進(jìn)而在一定程度上決定了其使用場(chǎng)所，這種場(chǎng)所一般沒有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)；而對(duì)于礦用隔爆型電氣設(shè)備來說，由于自身具備相應(yīng)的防爆性能、隔爆性能等，在一定程度上決定了其主要適用于瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。目前，煤礦企業(yè)在井下作業(yè)的過程中，主要通過過流保護(hù)、漏電保護(hù)和接地保護(hù)等方式對(duì)電氣設(shè)備、供電系統(tǒng)等進(jìn)行保護(hù)。

3.1 過流保護(hù) 電網(wǎng)的過電流是引發(fā)電火災(zāi)的主要原因，而短路、過載等又是造成過電流的原因，因此防止產(chǎn)生過電流是預(yù)防電火災(zāi)的重要措施。對(duì)于過流保護(hù)來說，通常情況下主要分為：

3.1.1 短路保護(hù) 煤礦企業(yè)在作業(yè)的過程中，由于電器、線路等的絕緣遭到損壞、負(fù)載短路、接線錯(cuò)誤等在一定程度上造成線路短路。對(duì)于線路來說，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)故障電流，通常情況下，這種故障電流可以達(dá)到額定電流的幾十倍。電氣設(shè)備或配電線路受過流的影響，在一定程度上容易發(fā)生電動(dòng)力損壞，甚至引發(fā)火災(zāi)。

3.1.2 過載保護(hù) 所謂過載通常情況下是指，與額定電流相比，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流或電氣設(shè)備工作電流往往比較大，但是，不超過額定電流的1.5倍。突然增加負(fù)載、斷相運(yùn)行以及降低電網(wǎng)電壓等都會(huì)在不同程度上引起電動(dòng)機(jī)或電氣設(shè)備出現(xiàn)過載。如果電動(dòng)機(jī)或電氣設(shè)備等過載運(yùn)行時(shí)間比較長，進(jìn)一步導(dǎo)致絕緣發(fā)生老化、損壞等。

3.2 漏電保護(hù) 電網(wǎng)在運(yùn)行過程中，如果絕緣電阻低于某一規(guī)定值，在這種情況下，人觸及后會(huì)出現(xiàn)觸電危險(xiǎn)。對(duì)于漏電來說，其產(chǎn)生的危害主要表現(xiàn)為：一方面會(huì)損壞設(shè)備，造成短路事故，另一方面引發(fā)觸電事故，以及產(chǎn)生漏電火花引爆瓦斯、煤塵等。因此，在井下供電系統(tǒng)中，需要對(duì)絕緣、漏電等設(shè)置相應(yīng)的漏電保護(hù)裝置，在一定程度上對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視和保護(hù)。通常情況下，漏電保護(hù)分為以下幾種。

3.2.1 無選擇性漏電保護(hù) 煤礦企業(yè)通過采用無選擇性漏電保護(hù)方式對(duì)電氣設(shè)備、供電系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)，其具體的保護(hù)方式就是在包含對(duì)地絕緣電阻的檢測(cè)回路中，附加相應(yīng)的直流電源， 通過對(duì)直流電流進(jìn)行監(jiān)視，進(jìn)而在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣電阻進(jìn)行監(jiān)測(cè)的目的。

3.2.2 有選擇性漏電保護(hù) 通過有選擇性的漏電保護(hù)對(duì)漏電實(shí)施保護(hù)的過程中，通常情況下，主要是借助零序電流互感器獲得相應(yīng)的零序電流信號(hào)對(duì)其進(jìn)行漏電保護(hù)。

3.3 接地保護(hù) 在正常情況下，電氣設(shè)備的金屬外殼、架構(gòu)等均不帶電，但是，如果電氣設(shè)備的絕緣被損壞，那么其金屬外殼、架構(gòu)等就會(huì)帶電。在這種情況下，通過接地保護(hù)裝置可以進(jìn)一步消除金屬外殼、架構(gòu)的帶電。

4 結(jié)語

對(duì)于煤礦企業(yè)來說，其安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行和產(chǎn)量的提高，都要受到煤礦電氣設(shè)備、供電系統(tǒng)的保護(hù)的影響和制約。在電力系統(tǒng)和煤礦系統(tǒng)中，通過推廣使用繼電保護(hù)，可以推動(dòng)煤礦企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

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