煤礦電氣設(shè)備與供電系統(tǒng)的保護(hù)應(yīng)用分析

趙春生(開灤集團(tuán)錢家營(yíng)礦業(yè)分公司,河北唐山 063300)

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煤礦電氣設(shè)備與供電系統(tǒng)的保護(hù)應(yīng)用分析

趙春生
(開灤集團(tuán)錢家營(yíng)礦業(yè)分公司,河北唐山 063300)

【摘 要】煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展隨著社會(huì)發(fā)展速度的不斷加快以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷研發(fā),電氣設(shè)備及供電系統(tǒng)也在不斷升級(jí)和優(yōu)化,系統(tǒng)的安全問題及保護(hù)裝置的應(yīng)用情況受到了人們的高度重視。本文從煤礦電氣設(shè)備與供電系統(tǒng)的概述著手,對(duì)當(dāng)前其系統(tǒng)的保護(hù)應(yīng)用情況進(jìn)行分析,同時(shí)對(duì)漏電保護(hù)裝置的應(yīng)用進(jìn)行闡明,以期促進(jìn)煤礦電氣設(shè)備及供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】煤礦電氣 設(shè)備與供電系統(tǒng) 保護(hù)應(yīng)用

煤礦產(chǎn)業(yè)主要以開采煤炭資源為主要工作內(nèi)容，其作為國(guó)家能源的重要組成部分，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的支撐作用。由于我國(guó)煤礦行業(yè)具有自身的特殊性，相較于其他類型的設(shè)備與供電系統(tǒng)，其電力系統(tǒng)在安全性、可靠性等方面要求更高。

1 煤礦電氣設(shè)備與供電系統(tǒng)概述

煤礦行業(yè)工作環(huán)境的特殊性決定了其電力系統(tǒng)安全的重要性及高要求，任何差錯(cuò)與意外都會(huì)造成難以估量的后果。一方面，煤礦井下作業(yè)流程具有較高的危險(xiǎn)性，其供電需保證24小時(shí)不間斷，從而保障安全；另一方面，煤礦產(chǎn)業(yè)的電力系統(tǒng)運(yùn)行中保護(hù)對(duì)象包括作業(yè)人員及電氣設(shè)備，兩者的安全性都及其重要，從而避免意外發(fā)生。同時(shí)，由于煤礦開采作業(yè)中需要較大的用電量，使得供電質(zhì)量、效率及時(shí)間分配要求更為嚴(yán)格，電力系統(tǒng)應(yīng)在保證正常工作運(yùn)行的基礎(chǔ)上，提高合理性、科學(xué)性以降低運(yùn)行成本。煤礦電氣設(shè)備一般情況下主要包括兩類:一類是一般型電氣設(shè)備，其主要作用是保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，且具有基礎(chǔ)安全防御功能，當(dāng)發(fā)生爆炸等重大災(zāi)難時(shí)，其防御作用較低，具有一定的局限性，因此通常設(shè)置在瓦斯?jié)舛容^低的位置；一類是防爆型煤礦專用電氣設(shè)備，其主要通過控制各類電氣設(shè)備故障的發(fā)生從而避免發(fā)生瓦斯爆炸等嚴(yán)重事故，通常設(shè)置在煤礦開采作業(yè)范圍內(nèi)的防爆位置[1]。

2 當(dāng)前煤礦電氣設(shè)備與供電系統(tǒng)保護(hù)應(yīng)用情況分析

過流保護(hù)、接地保護(hù)及漏電保護(hù)為當(dāng)前煤礦電力系統(tǒng)的三種主要保護(hù)類型。其中，過流保護(hù)即通過控制電流的方式在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)切斷電流，避免由于電流過大導(dǎo)致的電路、設(shè)備損壞等；接地保護(hù)即通過將電流接入大地，避免電流過大造成的危險(xiǎn)；漏電保護(hù)即通過對(duì)漏電電流進(jìn)行檢測(cè)，按照實(shí)際情況采取切斷電流。

2.1 一般性煤礦專用高壓開關(guān)柜的保護(hù)

高壓開關(guān)柜主要對(duì)井下中央泵房、變電所等進(jìn)行保護(hù)，利用繼電保護(hù)裝置維護(hù)系統(tǒng)安全，即通過利用電磁感應(yīng)確保電路運(yùn)行正常，避免發(fā)生電壓失穩(wěn)、短路等情況發(fā)生，保護(hù)效果顯著，其便捷性、高效性及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)受到高度肯定。繼電器的保護(hù)系統(tǒng)主要包括繼電器、斷路器等，其系統(tǒng)感應(yīng)器在設(shè)備不斷優(yōu)化升級(jí)的趨勢(shì)下得到了很大發(fā)展，如集成電路感應(yīng)器等的開發(fā)大大提高了電氣設(shè)備安全性、穩(wěn)定性[2]。

2.2 防爆型煤礦專用電氣設(shè)備的保護(hù)

該設(shè)備類型主要包括BG、PB系列，主要以機(jī)械彈簧縱機(jī)構(gòu)對(duì)配電器發(fā)生電路故障、操作失誤等問題時(shí)進(jìn)行斷電保護(hù)，從而保障設(shè)備的安全。目前已經(jīng)出現(xiàn)了更為先進(jìn)的技術(shù)，如高壓振動(dòng)斷路器等，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠快速、精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)故障問題，通過自動(dòng)合閘、分閘提高系統(tǒng)運(yùn)行效率及安全性，彌補(bǔ)了接卸彈簧維護(hù)不方面、機(jī)構(gòu)易老化等缺點(diǎn)[3]。

2.3 低壓型煤礦專用電氣設(shè)備的保護(hù)

通常采取在電路開關(guān)位置安裝插件的方式與主電路進(jìn)行配合，從而保護(hù)整體電氣系統(tǒng)的安全。

3 漏電保護(hù)裝置的應(yīng)用

近年來，隨著漏電保護(hù)裝置的研究不斷深入，地面、井下的漏斷保護(hù)裝置不斷開發(fā)出新的類型，但工作原理基本一致，即通過利用相敏電流脈沖，在電流發(fā)生異常時(shí)采取選擇性切斷等控制，主要分為功率方向、電流方向及補(bǔ)償電流三種類型。在空曠作業(yè)區(qū)及地面通常采取集中選線的方式，在井下作業(yè)區(qū)通常采取短路保護(hù)、漏電監(jiān)視、綜合防爆以及過載保護(hù)等更為復(fù)雜、全面的保護(hù)系統(tǒng)。

3.1 保護(hù)裝置

電氣保護(hù)裝置主要基于繼電器運(yùn)作原理，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)對(duì)異常情況進(jìn)行控制、判斷并采取相應(yīng)控制措施。保護(hù)裝置的運(yùn)行過程中主要以自動(dòng)化控制方式保障整體系統(tǒng)的安全性，通常利用熔斷器、接觸器等。由于煤礦電力系統(tǒng)所處的運(yùn)行環(huán)境具有較為顯著的特殊性，嚴(yán)重的短路等現(xiàn)象會(huì)直接導(dǎo)致不可估量的后果，而熔斷器的反應(yīng)速度有限，因此當(dāng)前接觸器、繼電器的應(yīng)用范圍更廣。

3.2 信號(hào)輸入裝置

電路輸入的原始信號(hào)在經(jīng)過干擾信號(hào)濾波、放大等相應(yīng)處理后進(jìn)入繼電保護(hù)裝置中，其處理過程在信號(hào)輸入裝置中完成，因此該裝置的工作效率對(duì)信號(hào)特點(diǎn)的判斷及處理措施的選擇具有直接的影響作用。

3.3 測(cè)量裝置

即對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行初步檢測(cè)，通過利用電力系統(tǒng)內(nèi)部程序?qū)ζ溥M(jìn)行判斷與比較分析，得出肯定或否定的結(jié)果，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)[4]。

3.4 邏輯判斷裝置

信號(hào)輸入到邏輯判斷裝置中后，系統(tǒng)將以初步分析結(jié)果為依據(jù)，按照一定的邏輯規(guī)律對(duì)信號(hào)進(jìn)行組合運(yùn)算，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析判斷，進(jìn)而采取切斷或其他選擇性措施。該裝置在整個(gè)系統(tǒng)中具有關(guān)鍵作用，直接影響著整體供電效果。

3.5 執(zhí)行裝置

執(zhí)行裝置是漏電保護(hù)裝置的最后環(huán)節(jié)，其功能主要包括跳閘、切斷電路及隔離電氣設(shè)備等。通常情況下該裝置在發(fā)生故障時(shí)才開始工作。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤礦電氣設(shè)備與供電系統(tǒng)在煤礦行業(yè)的發(fā)展中具有尤為重要的現(xiàn)實(shí)作用，是保障正常作業(yè)安全的基礎(chǔ)。因此，相關(guān)單位及人員應(yīng)積極引進(jìn)新技術(shù)，采取科學(xué)有效的保護(hù)措施確保電氣設(shè)備及供電系統(tǒng)的安全，定期進(jìn)行設(shè)備管理、系統(tǒng)檢查與維護(hù)等工作，為煤礦開采作業(yè)的正常進(jìn)行提供安全保障。

參考文獻(xiàn):

[1]徐彥平.試論煤礦電氣設(shè)備與供電系統(tǒng)的保護(hù)[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015(22):6915-6916.

[2]席艷瑤,魏國(guó)山.加強(qiáng)煤礦電氣設(shè)備管護(hù)確保井下安全生產(chǎn)措施[J].中國(guó)科技縱橫,2011(16):163.

[3]鄧建忠.基于煤礦供電系統(tǒng)和電氣設(shè)備保護(hù)的探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2011(24):7.

[4]王俊.煤礦供電系統(tǒng)和電氣設(shè)備的保護(hù)研究[J].技術(shù)與市場(chǎng),2014 (3):6-7.

作者簡(jiǎn)介:趙春生(1985—),男,黑龍江訥河人,本科,畢業(yè)于黑龍江科技學(xué)院,電氣工程師,研究方向:煤礦供電系統(tǒng)研究與管理及煤礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)。