淺析煤礦供電保護(hù)及其改進(jìn)

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，社會生產(chǎn)對資源的需求量越來越高。煤炭作為提高社會生產(chǎn)量的重要能源，加強我國煤礦開采工作對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要影響。如今煤礦機械化水平不斷提高，對供電保護(hù)系統(tǒng)也提出了更高的要求。做好煤礦供電保護(hù)工作能夠提高煤礦開采的可靠性、安全性、穩(wěn)定性，對煤炭行業(yè)發(fā)展尤為重要。本文重點探究煤礦供電保護(hù)裝置中的現(xiàn)存問題，進(jìn)而提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；供電保護(hù)；現(xiàn)存問題；改進(jìn)措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.055

0 引言

煤礦生產(chǎn)行業(yè)作為高危行業(yè)之一。供電系統(tǒng)作為整個煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)中重要一環(huán)，對煤礦生產(chǎn)的安全性、穩(wěn)定性有著重要影響。由于礦井下的環(huán)境比較潮濕，并且存在很多瓦斯氣體與灰塵，遇火很容易產(chǎn)生空氣爆炸，對工人生命財產(chǎn)造成威脅。誠然，煤炭開采中的供電系統(tǒng)存在一定的安全隱患，很多礦井事故也是因供電保護(hù)系統(tǒng)造成的結(jié)果。因此，煤礦生產(chǎn)企業(yè)必須要制定相應(yīng)的供電保護(hù)管理措施，全面提高供電系統(tǒng)的安全性，這樣才能夠保障煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

1 煤礦供電保護(hù)系統(tǒng)現(xiàn)存問題

1.1 漏電問題

由于煤礦生產(chǎn)環(huán)境非常惡劣，供電系統(tǒng)在長期使用中會產(chǎn)生線路老化問題，再加上線路接地問題，會因為線路碰撞、空氣潮濕產(chǎn)生非金屬接地現(xiàn)象。這種現(xiàn)象由于很難發(fā)現(xiàn)，在前期也不會產(chǎn)生明顯影響，這就埋下了安全隱患，接地線路系統(tǒng)隔熱層會逐漸老化、熱化，只有接地電路達(dá)到一定程度供電系統(tǒng)才會跳閘。在低壓供電系統(tǒng)中，低壓系統(tǒng)漏電主要是由于摩擦、擠壓造成的，特別是在比較惡劣的礦井下，要求低壓系統(tǒng)中的變壓器出線開關(guān)位置設(shè)置接地電阻，電阻會經(jīng)過PT接地，主要用于測量回路電阻。簡單來說，低壓系統(tǒng)接地就是提高接地零序電流，從而使線路異常并聯(lián)達(dá)到補償目的，因此，選擇性漏電在低壓系統(tǒng)中作用非常局限。

1.2 短路故障越級跳閘問題

在高壓供電系統(tǒng)當(dāng)中，通常會出現(xiàn)短路故障越級跳閘問題。由于近些年高壓機供電系統(tǒng)的應(yīng)用愈加廣泛，高壓供電系統(tǒng)也是由單一電壓控制轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗉壙刂品绞健Ｈ绻删€電纜長度較短時，各級線路首尾兩端所產(chǎn)生電流也會變小，從而出現(xiàn)瞬時速斷保護(hù)裝置無法很好的整定配合，無法憑借電流數(shù)值確定選擇性要求。但是在實際工作中，由于礦井內(nèi)部環(huán)境因素的限制，不能僅通過延長電纜或采用大電阻改變這一問題，甚至?xí)绊懙V井開采工作。此外，很多電路系統(tǒng)短路問題很難判斷是金屬短路還是非金屬短路，加大了判斷短路點位的難度，越級跳閘問題也非常難以解決。

1.3 供電系統(tǒng)距離控制問題

很多大型礦井中的供電系統(tǒng)非常復(fù)雜，需要重點考慮線路距離和負(fù)載問題，如果線路長度過長、負(fù)載量過大，會對整個供電系統(tǒng)造成不同程度的影響。供電系統(tǒng)控制距離如果較短，就無法滿足大型礦井開采需求，造成煤礦開采工作面臨啟動困難問題，甚至?xí)岣呙旱V開采的安全隱患。

2 煤礦供電保護(hù)系統(tǒng)改進(jìn)措施

2.1 限時速斷保護(hù)裝置

在對限時速斷保護(hù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置中，需要分成三個保護(hù)階段，10KV出現(xiàn)開關(guān)位置的動作電流會自動繞過井下電網(wǎng)線路末端，并根據(jù)最大運行方式下三相短路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定。經(jīng)過實踐應(yīng)用表明，瞬時速斷保護(hù)在最小運作方式下出現(xiàn)兩相短路時最大程度上防護(hù)電網(wǎng)線路總長的1/5左右，其余的4/5線路則需要限時速斷保護(hù)進(jìn)行整定保護(hù)。針對母線間的短路電流差距問題，需要根據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)靈敏度系數(shù)進(jìn)行設(shè)定，這樣能夠保障最小運行狀態(tài)下電網(wǎng)線路末端產(chǎn)生兩相短路問題時，具有足夠的靈敏度，從而降低越級跳閘問題。簡單來說就是在保障相關(guān)設(shè)備最大工作負(fù)荷條件下，供電系統(tǒng)中最大容量電動機能夠滿足短時間最大電流供應(yīng)需求。如果供電系統(tǒng)末端最小運行兩相電流感應(yīng)到1.5以上的靈敏度時，采用定時限過流保護(hù)措施就能夠?qū)崿F(xiàn)線路全長保護(hù)。 一般根據(jù)礦井下防爆電動機實際運行狀態(tài)，可以將啟動電流數(shù)值限制在5.5倍左右，從而優(yōu)化改進(jìn)供電保護(hù)系統(tǒng)。

2.2 供電系統(tǒng)優(yōu)化

供電系統(tǒng)優(yōu)化工作必須要保障后備防護(hù)的完整性以及高靈敏度，瞬時速斷能夠?qū)€路的1/5～4/5進(jìn)行快速防護(hù)；限時速斷能夠?qū)θ叹€路進(jìn)行防護(hù)工作；定時限流是整個電路系統(tǒng)的后備防護(hù)，通過對這三點進(jìn)行分析，上級保護(hù)系統(tǒng)能夠為下級系統(tǒng)提供后備防護(hù)，這樣即可保障整個電路系統(tǒng)的可靠性。供電保護(hù)系統(tǒng)主要有兩種，一種是縱向選擇；另一種是橫向選擇。其中，縱向選擇需要限時速斷三層短階梯式保護(hù)與動作電流相結(jié)合；橫向選擇一般需要過流保護(hù)。在應(yīng)用有限電流抗器過程中，會造成瞬時速斷動作電流產(chǎn)生較大差距，中央線變成母線時會產(chǎn)生短路問題，短路電流數(shù)值也會低于首端動作電流，這樣就能夠在一定程度上阻斷瞬時速斷開關(guān)，這樣就能夠降低越級跳閘的可能性。在設(shè)置限時速斷裝置時，需要分為三個短階梯，依次是0.6S、0.4S、0.2S，這樣就能夠保障線路的縱向選擇性。想要減少各級之間短路電路差距，需要對動作電流整定系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，通過調(diào)整時限產(chǎn)別來實現(xiàn)縱向選擇性，從而降低越級跳閘問題。由于瞬時速斷只能保護(hù)線路的1/5，兩相短路能夠?qū)崿F(xiàn)無時限跳閘，從而保障整個供電系統(tǒng)的安全性。如果出現(xiàn)三相短路問題時，瞬時速度斷能夠?qū)崟r保護(hù)4/5的線路，從而實現(xiàn)全程線路保護(hù)。瞬時速斷和限時速斷在功能上存在一定差異，如果保護(hù)短路電流低于動作電力時，采用限時速斷會降低對變壓器的電流沖擊，并且防范范圍更加廣泛。

3 結(jié)束語

為了提高煤礦開采的安全性與可靠性，必須要不斷改進(jìn)供電保護(hù)系統(tǒng)，穩(wěn)定供電保護(hù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，從而避免因供電保護(hù)系統(tǒng)的原因造成安全隱患。因此，煤礦生產(chǎn)企業(yè)必須要全面、綜合分析整個供電系統(tǒng)，并且要注意每個細(xì)節(jié)性工作，這樣才能夠全面加強供電保護(hù)系統(tǒng)改進(jìn)工作的全面性與綜合性，保障煤炭生安全，提高煤礦生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

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作者簡介：白曉東（1988-），男，山西吉縣人，大專，助理，研究方向：煤礦供電安全和供電管理。endprint