礦井供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備保護(hù)應(yīng)用分析

文/王裴雷，神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司紅柳煤礦

礦井供電系統(tǒng)及電氣設(shè)備保護(hù)應(yīng)用分析

文/王裴雷，神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司紅柳煤礦

我國(guó)在進(jìn)行煤炭生產(chǎn)時(shí)，最主要的生產(chǎn)動(dòng)力就是電能，可靠的供電模式是保證煤礦安全開(kāi)展的基礎(chǔ)。為了響應(yīng)國(guó)家節(jié)約能源的號(hào)召，供電部門(mén)對(duì)礦井供電形式做了微觀上的調(diào)控，在保證安全生產(chǎn)的同時(shí)，還提高了它的經(jīng)濟(jì)效益。在這篇文章中，筆者將粗略地介紹一下礦井供電系統(tǒng)的組成和供電形式，以及電氣設(shè)備保護(hù)應(yīng)用的方式。

礦井供電系統(tǒng)；電氣設(shè)備；保護(hù)應(yīng)用

穩(wěn)定的礦井供電系統(tǒng)保證了采礦工人采礦時(shí)的安全，而電氣設(shè)備的日常維護(hù)是保證礦井供電系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵。為了使電氣設(shè)備在安全的情況下穩(wěn)定運(yùn)行，選擇適合配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)方式是一件很有必要的事情，接地與接零保護(hù)是最常見(jiàn)的一種電氣設(shè)備保護(hù)方式，也是最基本的一種。

1 礦井供電系統(tǒng)

1.1 礦井供電系統(tǒng)發(fā)展史

在我國(guó)采煤開(kāi)礦行業(yè)，供電系統(tǒng)由最開(kāi)始的三百八十伏特發(fā)展到現(xiàn)在的三千三百福特經(jīng)歷了四個(gè)階段的歷程。二十世紀(jì)到六十年代以前，主要以炮采的方式供電，電壓值為三百八十伏特。一九六四年的時(shí)候，八零機(jī)組的電壓達(dá)到六百六十伏，相比二十世紀(jì)六十年代，電壓整整增加了近一倍的值。七十年代的時(shí)候，人們利用綜采的方式進(jìn)一步加大了電壓值，在這一段時(shí)間內(nèi)，供電系統(tǒng)的電壓達(dá)到了一千一百四十福特。電壓真正的高值出現(xiàn)在八十年代以后，人們利用新型高采的方式將電壓值增加到了三千三百伏特，工作面總裝機(jī)的機(jī)容量已經(jīng)控制在了一千五百千瓦到兩千千瓦之間[1]。

1.2 變配電設(shè)施及運(yùn)行

礦井井下變配電設(shè)施主要有以下幾部分組成，分別是井下和采區(qū)變電所、井下礦用防爆變壓器和移動(dòng)變電站、礦井高壓變電箱和礦井高壓配電箱組、防爆型自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)和防爆型電磁起動(dòng)器、煤電鉆組合保護(hù)裝置、井下主接地極、井下局部接地極。

在煤礦使用中，高壓的最高值不能超過(guò)一萬(wàn)伏特，而低壓的最大值限度為一千一百四十伏特。電話(huà)、照明、型號(hào)與手持式的電氣設(shè)備應(yīng)該保證在額定電壓一百二十七伏特之類(lèi)。不超過(guò)三十六伏特的額定電壓是遠(yuǎn)距離控制線路的標(biāo)準(zhǔn)。

在變配電所運(yùn)行方式的相關(guān)規(guī)定中明確要求，值班人員應(yīng)該對(duì)電氣設(shè)備的調(diào)度范圍有所了解，供電處所有的設(shè)備在沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)度員允許的情況下，值班人員不可擅自觸碰，避免事故的發(fā)生。兩路電源絕對(duì)不允許出現(xiàn)并列停閘的現(xiàn)象，并列停閘會(huì)發(fā)生安全事故，整個(gè)礦井供電系統(tǒng)都有可能因?yàn)檫@樣一個(gè)舉動(dòng)發(fā)生系統(tǒng)性停電現(xiàn)象。在改變運(yùn)行方式的時(shí)候，變配電所一般使用倒閘的方式，不用倒閘方式改變配電運(yùn)行的屬于違章操作。

1.3 變電所中主接線方式

在變電所中，常使用的主接線方式有三種，分別是外橋接線、內(nèi)橋接線和全橋接線。外橋接線的優(yōu)點(diǎn)是高壓斷路器的數(shù)量最少，它的缺點(diǎn)是變壓器在投入和切除的過(guò)程中較為復(fù)雜。外橋接線比較適合容量小的變電所，線路短和頻繁切換變壓器，以及發(fā)生故障幾率較小的情況下也可以使用外橋接線的方法。在遇到帶有穿越功率的線路時(shí)，也可以采用這種接線方式。

內(nèi)橋接線和外橋接線的優(yōu)缺點(diǎn)大致相同，這種接線方式適用于線路較長(zhǎng)和變壓器頻率切換較低的情況，通常，發(fā)生故障率較高的時(shí)候也使用內(nèi)橋接線的方式。使用全橋接線方式時(shí)，主變壓器的容量如果在一百一十千伏超過(guò)三萬(wàn)一千五百千伏安、六十千伏超過(guò)一萬(wàn)千伏安、三十五千伏超過(guò)七千五百千伏安時(shí)，必須修改成用5個(gè)斷路器組成的接線方式。

2 保護(hù)電氣設(shè)備的重要意義

對(duì)于礦井中的電器設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，可以減少火災(zāi)發(fā)生的幾率，煤礦開(kāi)采環(huán)境極度惡劣，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行會(huì)增大導(dǎo)體電阻，電氣設(shè)備內(nèi)的熱量會(huì)隨之增加，如此一來(lái)，火災(zāi)事故就很容易發(fā)生。在短路的情況下，火花可以點(diǎn)燃礦井內(nèi)的瓦斯，繼而發(fā)生爆炸等不良事故[2]。

礦井內(nèi)的濕度達(dá)到了百分之九十五以上，空氣中彌漫的水分特別多，這樣的環(huán)境極易發(fā)生漏電，那些使用低壓電纜的礦井，在開(kāi)采的過(guò)程中會(huì)有小煤塊往下掉落，很有可能會(huì)把電纜外面包裹著的保護(hù)層砸壞，這種情況也會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的漏電事故。

在煤礦開(kāi)采中，使用設(shè)備的功率大部分都比較高，運(yùn)行的電流如果在額定電流的一點(diǎn)五倍以上，就是超載運(yùn)行，超載運(yùn)行會(huì)釀成嚴(yán)重的安全事故。

經(jīng)常對(duì)電器設(shè)備進(jìn)行保護(hù)維修，可以很好地避免上文中出現(xiàn)的問(wèn)題，在保障電路安全的同時(shí)，也是對(duì)于我們自身安全的一個(gè)保障。

3 礦井供電設(shè)備的保護(hù)

3.1 礦用高壓開(kāi)關(guān)柜的電氣保護(hù)

高壓開(kāi)關(guān)柜是礦井中央泵房和礦井變電所都必須使用的一種保護(hù)措施，此裝置中的繼電保護(hù)設(shè)施能夠保證礦井中央泵房和變電所的安全性。這種方式主要是利用了電磁感應(yīng)探知整個(gè)電路的工作狀態(tài)是否正常，如果發(fā)生超載、短路和過(guò)流情況，防護(hù)機(jī)制會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生。

3.2 利用高壓防爆配電裝置進(jìn)行電氣保護(hù)

為了適應(yīng)惡劣的采礦環(huán)境，配電設(shè)備必須達(dá)到更高要求才行，PB系列和BG系列都是我國(guó)在開(kāi)采煤礦過(guò)程中運(yùn)用到的防爆裝置，如果操作人員在進(jìn)行運(yùn)作的過(guò)程中出現(xiàn)了不當(dāng)?shù)男袨?，或者是電路出現(xiàn)了異常情況，PB或者PG系列的保護(hù)裝置會(huì)迅速及時(shí)切斷電流，保證人員與設(shè)備共同的安全。不過(guò)這種電路也有一定的缺點(diǎn)，它是使用機(jī)械彈簧來(lái)控制電路的通斷，但是機(jī)械彈簧很容易老化，在煤礦生產(chǎn)惡劣的環(huán)境中，檢修和維護(hù)成了很困難的一項(xiàng)工作。

3.3 低壓供電設(shè)備的電氣保護(hù)

低壓電路帶來(lái)的危害比較小，不會(huì)給人們?cè)斐缮系奈ｋU(xiǎn)，所以在這方面，并沒(méi)有一個(gè)具體的保護(hù)措施。相比較前面兩種保護(hù)措施，低壓供電設(shè)備的電氣保護(hù)方式非常簡(jiǎn)單，只是在開(kāi)關(guān)位置的前后安裝一個(gè)插件，輔助主電路保護(hù)電氣系統(tǒng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

一直以來(lái)，礦井作業(yè)都是一個(gè)充滿(mǎn)了危險(xiǎn)的職業(yè)，面多各種各樣不安全因素，很多人對(duì)這個(gè)行業(yè)充滿(mǎn)了恐懼，其實(shí)，只要安全措施做到位，煤礦行業(yè)并沒(méi)有人們想象中那么可怕。供電系統(tǒng)的定期維護(hù)和安全使用能夠在很大程度上減小事故發(fā)生的幾率。

[1]周玉潔.煤礦供電系統(tǒng)電氣保護(hù)技術(shù)的探討與分析[J].中國(guó)科技博覽,2013(28):400-400.

[2]張志忠.基于煤礦供電系統(tǒng)中的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用分析[J].機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新,2013,26(6):63-65.