煤礦電氣設(shè)備以及供電系統(tǒng)保護(hù)的探討

黃孝民

（陜西陜煤銅川礦業(yè)有限公司玉華煤礦，陜西　銅川　727015）

煤礦電氣設(shè)備以及供電系統(tǒng)保護(hù)的探討

黃孝民

（陜西陜煤銅川礦業(yè)有限公司玉華煤礦，陜西銅川727015）

【摘要】煤礦安全生產(chǎn)中，煤礦電氣設(shè)備以及供電系統(tǒng)的保護(hù)是非常重要的有機(jī)組成部分，因此，對于煤礦安全生產(chǎn)而言，煤礦電氣設(shè)備以及供電系統(tǒng)的保護(hù)無疑意義重大。對煤礦電氣設(shè)備以及供電系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，對煤礦電氣設(shè)備保護(hù)裝置以及煤礦供電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的探討。

【關(guān)鍵詞】煤礦電氣設(shè)備；供電系統(tǒng)；保護(hù)

引言

對于煤礦的安全生產(chǎn)而言，煤礦電氣設(shè)備以及供電系統(tǒng)的安全無疑具有舉足輕重的作用。因此，為了實(shí)現(xiàn)煤礦的安全生產(chǎn)，煤礦企業(yè)必須對煤礦電氣設(shè)備以及供電系統(tǒng)的保護(hù)給予足夠的重視。同時，對于煤礦生產(chǎn)而言，煤礦的電氣設(shè)備以及供電系統(tǒng)的保護(hù)通常使用的是繼電保護(hù)裝置，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來越多的智能型煤礦電氣設(shè)備以及供電系統(tǒng)保護(hù)被應(yīng)用在煤礦的安全監(jiān)控中。因此，通過對煤礦電氣設(shè)備以及供電系統(tǒng)保護(hù)的探討，為煤礦的安全生產(chǎn)提供一定的借鑒與依據(jù)。

1　煤礦電氣設(shè)備及供電系統(tǒng)概述

眾所周知，煤礦井下的環(huán)境非常特殊，因此，煤礦企業(yè)供電的要去更加的嚴(yán)格。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①對于供電的可靠性而言，要去供電持續(xù)不間斷，實(shí)現(xiàn)24小時供電，供電負(fù)荷是全負(fù)荷，甚至是超負(fù)荷的供電，因此，采用雙回路電源作為電力系統(tǒng)的電源；②對于用電的安全角度而言，不但要充分考慮人員的安全，對于設(shè)備的安全也必須給予足夠的重視；③對于供電的經(jīng)濟(jì)而言，要確保供電的質(zhì)量，從而使得供電的經(jīng)濟(jì)性及合理性得以體現(xiàn)。

通常而言，煤礦電氣的設(shè)備主要包括以下兩種：①一般型電氣設(shè)備，其主要具備了安全防護(hù)的功能，但是沒有防爆的功能，通常被用作煤礦地面或者是瓦斯的濃度不高的井底車場；②礦用防爆電氣設(shè)備。防爆是其主要的功能，通常在煤礦采掘工作面被應(yīng)用。

2　煤礦電氣設(shè)備保護(hù)裝置

繼電保護(hù)裝置是能夠?qū)ο到y(tǒng)的不正常狀態(tài)或者故障進(jìn)行反應(yīng)，同時能夠向斷路器及時發(fā)出信號的一種自動化的設(shè)備。煤礦電氣設(shè)備中的繼電器，接觸器等都使用了裝置。煤礦電氣設(shè)備的主要的保護(hù)裝置包括以下幾種。

1）現(xiàn)場信號的輸入信號。煤礦現(xiàn)場信號的輸入繼電器保護(hù)裝置通常需要進(jìn)行前置處理，比如為了使干擾信號消除，使用光電隔離技術(shù)；為了使得低信號向高信號進(jìn)行轉(zhuǎn)變，采用電平轉(zhuǎn)換信號；為了使得繼電器能夠?qū)ΜF(xiàn)場的物理量進(jìn)行有效的檢測，低通波除高頻信號等。

2）測量裝置。測量裝置對于現(xiàn)場的輸入信號進(jìn)行檢測，同時檢測和被保護(hù)對象相關(guān)的各個物理量，另外與已經(jīng)設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行實(shí)時的比較，基于比較的結(jié)果做出“是”或者“非”的結(jié)果，從而對是否啟動保護(hù)進(jìn)行判斷。

3）執(zhí)行裝置。基于通過邏輯判斷輸送的信號，對保護(hù)裝置的最終任務(wù)進(jìn)行完成，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)裝置和現(xiàn)場設(shè)備的連接，電平轉(zhuǎn)換，隔離，返回現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)信號等，從而確保繼電保護(hù)裝置的工作可靠。

3　煤礦供電系統(tǒng)保護(hù)

3.1漏電保護(hù)

如果電網(wǎng)的絕緣電阻比某一數(shù)值小時，當(dāng)人觸及之后就會發(fā)生觸電的危險(xiǎn)，同時，漏電會造成設(shè)備的損壞，造成短路的事故，并且會造成漏電火花導(dǎo)致瓦斯爆炸等。基于此，對于煤礦井下的供電系統(tǒng)而言應(yīng)該安裝漏電設(shè)備的監(jiān)控裝置進(jìn)而監(jiān)視設(shè)備的漏電，絕緣情況。一般而言，保護(hù)功能包括有選擇性漏電保護(hù)與無選擇性漏電保護(hù)。

1）無選擇性漏電保護(hù)。基于附加直流電源的原理進(jìn)行保護(hù)。對于包含了對地絕緣的電阻檢測回路中增加附加的直流電源，對于直流電流變化進(jìn)行監(jiān)視，從而對絕緣電阻進(jìn)行了監(jiān)視。該裝置通常和低壓的自動饋電總開關(guān)結(jié)合使用。其優(yōu)點(diǎn)是工作可靠，結(jié)構(gòu)比較簡單，但是不足是造成的停電的范圍比較大，同時對于漏電的線路不容易判斷。因此，應(yīng)用比較少。

2）有選擇性漏電保護(hù)，基于零序電流保護(hù)的原理。從零序電流互感器獲取零序電流信號。如果沒有發(fā)生漏電，那么一次側(cè)的三相電流是對稱的，此時電流的向量和是0，二次側(cè)沒有輸出電流；如果發(fā)生漏電時，一次側(cè)的三相電流不對稱，此時電流的向量和不等于0，二次側(cè)有輸出電流。該裝置配合分路開關(guān)進(jìn)行使用，對于故障線路容易查找，同時停電的范圍比較小，因此應(yīng)用的比較廣泛。

3.2過流保護(hù)

煤礦供電系統(tǒng)中過流保護(hù)主要包括短路保護(hù)以及過載保護(hù)。

1）供電系統(tǒng)的短路保護(hù)。如果供電設(shè)備，線路的絕緣等遭到損壞，接線出現(xiàn)錯誤等，都可能發(fā)生短路。當(dāng)發(fā)生短路時，瞬時故障電流通常是額定電流的數(shù)倍甚至數(shù)十倍，造成了配電線路或者電氣設(shè)備由于過流造成的電動力損壞。煤礦供電系統(tǒng)的短路保護(hù)應(yīng)該動作的時間比較短，同時設(shè)定較大的動作值，實(shí)現(xiàn)在較短的時間內(nèi)將電源切斷。通常采用電子式繼電器與電磁式繼電器進(jìn)行短路保護(hù)。

2）供電系統(tǒng)的過載保護(hù)。過載指的是電氣設(shè)備的工作電流或者電動機(jī)的運(yùn)行電流比其額定的電流大，一般不超過額定電流的1.5倍。造成電氣設(shè)備或者電動機(jī)過載的原因是多方面的。比如突然增加負(fù)載，電網(wǎng)電壓降低或者斷相運(yùn)行原因。當(dāng)電氣設(shè)備或者電動機(jī)出現(xiàn)長期的過載運(yùn)行時，電氣設(shè)備或者繞組的溫升比允許值大，造成了絕緣的老化。過載電流的大小影響著過載保護(hù)的時間。過載保護(hù)的動作延時由過載的程度決定。過載的程度越小，延時就比較長；過載的程度比較小，那么延時就短。時間繼電器構(gòu)成了延時環(huán)節(jié)，當(dāng)發(fā)生過載時，電流繼電器發(fā)生動作，觸點(diǎn)和時間節(jié)電器線圈相連接，通過延時時間繼電器的觸電發(fā)生動作，執(zhí)行機(jī)構(gòu)開始動作，使得主回路的電源被切斷，并且有過載信號發(fā)出。電子式節(jié)電器，電磁式繼電器以及熱繼電器等可以實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。

4　結(jié)束語

煤礦電氣安全的基礎(chǔ)是電氣設(shè)備以及供電系統(tǒng)的保護(hù)。因此，任何煤礦都應(yīng)該有專業(yè)的技術(shù)人員對煤礦的電氣安全負(fù)責(zé)。為了強(qiáng)化對煤礦電氣設(shè)備以及供電系統(tǒng)的安全管理，應(yīng)該健全責(zé)任制度，一方面通過加強(qiáng)對煤礦電氣設(shè)備及供電系統(tǒng)的技術(shù)檢查，另外一方面，對專業(yè)人員進(jìn)行定期的培訓(xùn)，考核，使其能夠真正履行電氣安全管理的職責(zé)，從而確保煤礦的安全生產(chǎn)。

【參考文獻(xiàn)】

［1］王勇.淺談煤礦電氣設(shè)備管理的現(xiàn)狀及舉措［J］.中國科技信息.2013（11）：38.

［2］葉廣宇.煤礦電氣設(shè)備事故原因分析與預(yù)防［J］.華東科技（學(xué)術(shù)版）.2013（2）：26.

［3］楊光.煤礦電氣設(shè)備安全技術(shù)研究［J］.工業(yè)設(shè)計(jì).2011（2）：68，69.

【作者簡介】

黃孝民（1957—），男，陜西銅川人，漢族，現(xiàn)為電氣工程師。