煤礦井下電氣設(shè)備功能電路模塊的設(shè)計

冉剛

【摘要】 隨著煤礦開采業(yè)的發(fā)展，煤礦逐漸向深部作業(yè)，深井作業(yè)地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，粉塵多、土層含水量多，很容易影響電氣設(shè)備的功能，從而對煤礦井下作業(yè)的安全產(chǎn)生影響，甚至引起煤礦爆炸等安全事故。因此，為了確保井下作業(yè)的安全性，應(yīng)該加強井下電氣設(shè)備的硬件電路功能模塊，降低電氣設(shè)備故障發(fā)生概率。

【關(guān)鍵詞】 煤礦生產(chǎn) 井下作業(yè) 電氣設(shè)備 電路模塊

引言：

煤礦電氣設(shè)備包括高壓開關(guān)柜、高壓防爆配電裝置、磁力啟動器、移動變電站等等，這些電氣設(shè)備的高壓開關(guān)柜主要用于煤礦地面變電所、井下中央變電、總進(jìn)風(fēng)巷和主要進(jìn)風(fēng)巷、低瓦斯礦井的井底車場等，這些電氣設(shè)備的高壓開關(guān)柜繼電保護裝置以電磁感應(yīng)裝置為主，對礦井電氣設(shè)備具有一定的保護作用，但是結(jié)構(gòu)比較簡單，已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)下煤礦井下作業(yè)的要求。

因此，如何針對煤礦井下作業(yè)的要求，讓電氣設(shè)備繼電保護裝置能夠符合井下作業(yè)的環(huán)境，從而有效地維護井下作業(yè)的安全性。

一、當(dāng)前煤礦井下電氣設(shè)備運行存在的問題

近年來，隨著煤礦開采業(yè)的發(fā)展，煤礦井下作業(yè)應(yīng)用的電氣設(shè)備越來越多，在提高煤礦生產(chǎn)效率的同時，也存在一些安全隱患：比如電氣設(shè)備的繼電保護裝置沒有有效發(fā)揮保護作用，影響電氣設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，甚至造成一定的安全隱患。因此，設(shè)計一種性能穩(wěn)定、保護種類齊全、保護裝置靈敏度高、可靠性強的煤礦井下電氣設(shè)備智能控制模塊很有必要。

二、智能化電路模塊設(shè)計

2.1漏電閉鎖模塊

漏電閉鎖模塊的功能主要是檢測絕緣電阻，在真空接觸器吸合之前或者斷開之后，檢測電機繞組部分電纜的絕緣性能，如果發(fā)現(xiàn)電纜的絕緣電阻值比動作值低，那么就啟動漏電閉鎖保護動作，禁止啟動或者發(fā)出報警信息，液晶顯示屏顯示漏電故障和漏電絕緣電阻值。如果主回路的絕緣電阻值恢復(fù)到動作值的1.5倍時，漏電閉鎖保住裝置斷開保護動作，真空接觸器合閘。但是在設(shè)計的時候，漏電閉鎖保護裝置斷開動作比主回路斷開動作延時10秒。如果繼電保護裝置啟動前沒有出現(xiàn)漏電故障，電力系統(tǒng)啟動后真空接觸器吸合后漏電保護功能應(yīng)該由上一級饋電開關(guān)完成，漏電閉鎖保護模塊不啟動。

2.2通信模塊

通信模塊負(fù)責(zé)電氣設(shè)備信息的傳輸，一旦電氣設(shè)備出現(xiàn)故障，通信模塊將設(shè)備故障及時傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)，技術(shù)人員根據(jù)故障信息，立即對設(shè)備進(jìn)行檢修。為了滿足煤礦深井作業(yè)的需求，通信模塊使用遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)腞S-485，通過它將電氣設(shè)備的參數(shù)發(fā)送到礦井的局域網(wǎng)，礦井工作人員就能通過局域網(wǎng)隨時了解電氣設(shè)備的運行情況。通信模塊分串行通信和并行通信。串行通信方式小的傳輸線少，適合遠(yuǎn)距離傳輸。并行通信傳輸速度快，但是所需的傳輸線比較多，長距離傳輸數(shù)據(jù)會增加成本。根據(jù)煤礦生產(chǎn)的實際情況，選擇串行通信方式。RS-485串行通信必須按照RS-485通信接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。

2.3聯(lián)控模塊

聯(lián)控模塊是電氣設(shè)備智能控制系統(tǒng)中重要的組成部分。當(dāng)電氣設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計為聯(lián)控模式以后，整個電力系統(tǒng)只需要一臺主機，通過主機就可以控制其他機器。

整個聯(lián)控系統(tǒng)可以由一臺主機控制開啟和關(guān)閉，同時每一臺機器都可以單獨啟動和停止。如果聯(lián)控裝置出現(xiàn)故障，那么系統(tǒng)會自動停機，將停機信息傳輸?shù)揭壕э@示屏上。如果聯(lián)控系統(tǒng)出現(xiàn)問題，首先要立即排除故障，讓每一臺機器恢復(fù)正常運行。 聯(lián)控裝置的命令通過頻率完成，每一臺機器和控制命令對應(yīng)一定的頻率脈沖，如果機器需要向下機位發(fā)送命令只需要發(fā)送一定的頻率脈沖就可以實現(xiàn)，下機位接受到信息以后進(jìn)行解碼，自動識別上機位的指令。

2.4電源模塊設(shè)計

智能繼電保護裝置的電源電路包括電網(wǎng)供電電路和電池供電電路，這兩種供電方式通過把閉合開關(guān)自由切換。如果是在電網(wǎng)上運行，則采取電網(wǎng)供電方式，電源控制由繼電開關(guān)電源供電，如果系統(tǒng)停止運行時，按照煤礦生產(chǎn)的規(guī)范和用電要求，井下不允許帶電打開隔爆外殼，所以將供電方式切換成電磁供電，這個時候，電氣設(shè)備的智能控制系統(tǒng)由外接蓄電池提供電源。此外，為了避免蓄電池發(fā)生電極短路的現(xiàn)象，要做好蓄電池的保護措施，比如在靠近電極兩端的地方串接200毫安的快速熔斷式，可以避免蓄電池電極短路故障的發(fā)生。

三、結(jié)束語

在提高煤礦生產(chǎn)的效率和質(zhì)量的同時，電氣設(shè)備運行過程中存在的安全隱患給煤礦安全生產(chǎn)帶來一定的影響，并直接威脅到煤礦工人的生產(chǎn)安全。因此，做好煤礦井下電氣設(shè)備功能電路模塊智能化設(shè)計，有利于提高電氣設(shè)備的安全性和可靠性，避免電氣設(shè)備故障的發(fā)生，從而保證煤礦安全生產(chǎn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 高林春.探究煤礦井下電氣設(shè)備功能電路模塊的設(shè)計[J].大科技，2016，（20）：158-159.

[2] 梁磊，韓元偉，董俊嶺等.關(guān)于煤礦井下電氣設(shè)備的智能保護的研究[J].科技與企業(yè)，2012，（19）：297-298.