煤礦供電系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)探析

沈德田

摘要：隨著煤礦規(guī)模不斷擴(kuò)大發(fā)展，其井下的供電系統(tǒng)也越來(lái)越復(fù)雜，電力覆蓋的面積不斷擴(kuò)大后各類負(fù)載種類業(yè)不斷增多，與此同時(shí)供電故障的發(fā)生率也逐年升高。在供電系統(tǒng)中，繼電保護(hù)屬于一個(gè)重要的組成部分，該保護(hù)裝置可以通過(guò)對(duì)供電系統(tǒng)故障進(jìn)行預(yù)防、檢測(cè)處理，從而全面提升煤礦井下供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，確保一切采礦工作順利進(jìn)行。但是，在繼電保護(hù)系統(tǒng)具體運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)許多故障，因此本文有必要對(duì)這些相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出了有效的應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：煤礦；供電；繼電保護(hù)；問(wèn)題

引言

隨著煤礦規(guī)模的擴(kuò)大和發(fā)展，井下供電系統(tǒng)日益復(fù)雜化。在電力覆蓋面積不斷擴(kuò)大之后，各類負(fù)荷類型不斷增加，同時(shí)電力供應(yīng)失效的發(fā)生率也在逐年上升。繼電保護(hù)是供電系統(tǒng)的重要組成部分。繼電保護(hù)的設(shè)備能夠預(yù)防和檢測(cè)供電系統(tǒng)的故障問(wèn)題，使整體的供電系統(tǒng)更加安全和穩(wěn)定，保障煤礦井下一切工程能夠順利完成。實(shí)際上，在繼電保護(hù)系統(tǒng)的特定操作中會(huì)發(fā)生很多問(wèn)題。所以，我們有必要分析與此相關(guān)的問(wèn)題并提出有效的對(duì)策。

1 繼電保護(hù)的相關(guān)原理

（1）過(guò)流保護(hù)原理。為礦井選擇的電氣設(shè)備通常具有相對(duì)較大的容量。在日常操作過(guò)程中，內(nèi)、外部的故障可能會(huì)造成過(guò)電流或短路。礦井供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)配置要求較高，必須可以有效監(jiān)測(cè)大電流。（2）漏電保護(hù)原理。如果電網(wǎng)的絕緣程度嚴(yán)重降低，可能會(huì)發(fā)生電能泄漏。泄漏會(huì)對(duì)供電設(shè)備造成相當(dāng)大的損害，甚至可能致使短路從而導(dǎo)致爆炸發(fā)生，對(duì)工人的生命安全造成巨大的威脅。因此，在供電系統(tǒng)中安裝監(jiān)控漏電現(xiàn)象以及相應(yīng)的保護(hù)裝置是十分必要的。（3）接地保護(hù)原理。如果電氣設(shè)備的絕緣受到某些損壞，則會(huì)導(dǎo)致金屬外殼和結(jié)構(gòu)的電氣化。接地保護(hù)主要是指使用導(dǎo)體將電氣設(shè)備的裸露金屬部分與埋在地下的接地電極連接起來(lái)。從而對(duì)可能出現(xiàn)的漏電事故進(jìn)行保護(hù)。

2 繼電保護(hù)整定的步驟

（1）根據(jù)保護(hù)裝置構(gòu)成原理和供電系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)，確定其整定條件及整定公式中的有關(guān)系數(shù)，并繪制供電系統(tǒng)圖和等值電路圖。（2）按整定條件進(jìn)行初步整定，按供電系統(tǒng)可能的最小運(yùn)行方式校驗(yàn)靈敏度，并按照校驗(yàn)結(jié)果選擇合適的整定值。

3 常見(jiàn)的引起供電問(wèn)題的原因

（1）設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題。由于生產(chǎn)工藝選擇不當(dāng)，標(biāo)準(zhǔn)選擇不合理，煤礦井下供電設(shè)備可能導(dǎo)致設(shè)備本身出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。與此同時(shí)，由于井下電源電氣設(shè)備管理不夠重視或管理系統(tǒng)措施的實(shí)施不重視，電氣設(shè)備，供電電纜等機(jī)械設(shè)備受到?jīng)_擊，壓力和擁擠，導(dǎo)致出現(xiàn)漏電問(wèn)題。（2）人為因素。在煤礦的供電管理過(guò)程中，假如操作工人或監(jiān)管人員沒(méi)有強(qiáng)大的專業(yè)技能，那么很可能會(huì)發(fā)生一些操作上的失誤，或一些錯(cuò)誤的違規(guī)習(xí)慣從而引發(fā)供電系統(tǒng)的問(wèn)題故障。常見(jiàn)的現(xiàn)象有：在供電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)設(shè)備的長(zhǎng)期使用過(guò)程中，可能會(huì)因日常檢查維護(hù)不精心，沒(méi)有在規(guī)定的期限內(nèi)檢查而導(dǎo)致漏電問(wèn)題。除此之外，如果交換機(jī)的相關(guān)組件或線路出現(xiàn)問(wèn)題，則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電源系統(tǒng)的出問(wèn)題。低壓電網(wǎng)是采礦區(qū)的主要電網(wǎng)。電力問(wèn)題是引發(fā)爆炸的重要因素，嚴(yán)重威脅工人的生命安全。

4 煤礦公司供電系統(tǒng)繼電保護(hù)策略

4.1制定有效方案，及時(shí)檢查繼電保護(hù)裝置

在煤礦作業(yè)過(guò)程中，如果出現(xiàn)電力故障，不僅會(huì)對(duì)其使用設(shè)備的使用壽命造成影響，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)燒毀狀況，進(jìn)而影響到整個(gè)作業(yè)的順利完成。所以為了有效的避免此種事故發(fā)生，有關(guān)部門要制定出切實(shí)可行的方案，并對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行定期查看。首先，繼電保護(hù)方案在設(shè)計(jì)上主要分為兩部分：一是供電系統(tǒng)中的短路電流，二是繼電器的保護(hù)定值。由于繼電保護(hù)是為了確保煤礦作業(yè)的用電安全，所以要選擇那些具有較高靈敏性，能夠快速反應(yīng)的裝置。在一般狀況下，變電站所使用的母線都是分段處理，這樣能夠減少總線路中的電流流入，同時(shí)也降低了發(fā)生事故時(shí)的影響范圍。因此，在使用分段運(yùn)行方法時(shí)，要保證其每條電力電流回路都能夠按照變電站所使用的電流負(fù)荷量對(duì)其機(jī)電進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)每個(gè)電氣都要注意其上下級(jí)之間的配合。其次，在對(duì)曲線時(shí)限、動(dòng)作電流進(jìn)行設(shè)定時(shí)，要合理設(shè)置時(shí)限，盡量避開(kāi)最大功率設(shè)備啟動(dòng)的時(shí)間。為了提升繼電保護(hù)的有效性，所設(shè)定的定值應(yīng)小于其計(jì)算值。對(duì)于設(shè)置的新機(jī)電保護(hù)裝置來(lái)說(shuō)，要對(duì)其進(jìn)行全面檢查，保證其具有較高的質(zhì)量，并且要對(duì)其裝置所受的負(fù)荷進(jìn)行檢查，對(duì)于其所屬的變電站及井口通風(fēng)的變電所也要做到每年檢修一次。

4.2安裝接地保護(hù)裝置

之所以安裝接地保護(hù)裝置，是因?yàn)槠渲饕康氖潜苊庥嘘P(guān)作業(yè)人員出現(xiàn)直接觸電的風(fēng)險(xiǎn)，并且在安裝過(guò)后，其接地的電阻值要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定。通過(guò)安裝接地保護(hù)裝置，能夠有效的降低其供電系統(tǒng)中的分支電流，同時(shí)在出現(xiàn)觸電事故時(shí)，能夠?qū)⑵渌|電流降到最低，將電流控制在安全范圍內(nèi)，進(jìn)而保護(hù)觸電者的人身安全。另外，在礦井中安裝接地保護(hù)裝置后，若是有帶電導(dǎo)體有漏電問(wèn)題發(fā)生，其產(chǎn)生的電流也會(huì)通過(guò)該保護(hù)裝置將電流引入地下，從而有效的減少了因漏電事故出現(xiàn)電火花所引起的瓦斯爆炸或煤塵爆炸等狀況。

4.3重視繼電保護(hù)裝置的作用

在煤礦供電系統(tǒng)中安裝繼電保護(hù)裝置能夠?qū)ζ涫褂玫母鞣N電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)，保護(hù)裝置會(huì)發(fā)生警報(bào)，當(dāng)有關(guān)檢修人員采取有效措施解決出現(xiàn)的問(wèn)題后，能夠在短時(shí)間內(nèi)繼續(xù)工作，這不僅避免了事故范圍的擴(kuò)大，同時(shí)也能夠保障作業(yè)的順利實(shí)施。另外供電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置也能夠?qū)φ麄€(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠發(fā)揮其最大功效保障其供電系統(tǒng)的安全。同時(shí)，還能夠利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，使其能夠自動(dòng)合閘、遙控，實(shí)現(xiàn)礦井自動(dòng)化供電。

4.4加強(qiáng)對(duì)供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的維護(hù)力度

為了有效提升供電系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的保護(hù)效果，要加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)裝置的維護(hù)力度，定期對(duì)其進(jìn)行檢查，并且在進(jìn)行煤礦作業(yè)前，聘請(qǐng)專業(yè)的維修人員對(duì)煤礦整個(gè)供電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)漏電事故、跳閘狀況。此外，有關(guān)人員要努力學(xué)習(xí)更多相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，提升自己的職業(yè)素養(yǎng)；學(xué)習(xí)先進(jìn)的繼電保護(hù)技術(shù)，提高自身的專業(yè)技術(shù)水平。同時(shí)，煤礦公司還應(yīng)制定一套較為完善、行之有效的繼電保護(hù)裝置管理體系，將有關(guān)供電檢查、維修、管理等工作落實(shí)到各個(gè)人員身上，有條件的情況下，可以安裝遠(yuǎn)程監(jiān)控，加強(qiáng)礦井信息化管理力度，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)礦井工作全面監(jiān)控，從而保障其供電系統(tǒng)能夠有效運(yùn)行。另外還可以與其他保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合，確保供電系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行，進(jìn)而提升煤礦的工作效率，保障礦工的人身安全，同時(shí)煤礦公司也能夠獲得更多的經(jīng)濟(jì)收益。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，如果我們對(duì)煤礦井下供電系統(tǒng)存在的問(wèn)題不予以重視，繼電保護(hù)系統(tǒng)的頻繁故障將使其難以起到應(yīng)有的效果。因此，增強(qiáng)工作人員的責(zé)任意識(shí)是改善電網(wǎng)故障問(wèn)題的必要前提。在具體操作中，利用各種保護(hù)系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備及時(shí)發(fā)現(xiàn)供電問(wèn)題，有利于維護(hù)人員及時(shí)給與相應(yīng)措施予以消除，及早恢復(fù)供電正常。

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（作者單位：淮南礦業(yè)集團(tuán)張集煤礦（北區(qū)）供電二隊(duì)）