煤矿供电设备的电气保护技术探讨

煤矿供电设备的电气保护技术探讨

于国新

（鄂尔多斯市天地华泰采矿工程技术有限公司内蒙古鄂尔多斯市017000）

摘要：目前煤矿供电设备的电气保护有过流、漏电和接地保护三种类型，各种系列的电气保护装置和保护设备伴随着电力电子技术、微电子技术、计算机控制技术及网络通讯技术的发展而不断得到改进和完善。

关键词：煤矿工作；供电技术；井下电气

随着我国经济的不断发展，对于煤炭的消耗不断的增大，这使得煤炭行业的生产面临着重大的压力。我国的煤炭生产的安全形势虽然有了很大的改善，但是总体来说还是不容乐观。煤矿的供电系统以及相应的电气设备保护对于煤炭生产的安全性具有直接的影响。做好相应的电气设备的保护工作对于确保煤炭企业的安全生产具有重大的意义。

在煤矿的日常生产和运行的过程当中，供电系统以及相应的电气设备发挥着十分重要的作用。随着煤炭行业相关技术的不断的发展和进步，煤炭生产企业中智能化的电气设备的使用量越来越大。比较常见的就是微处理器，具有较强的数据处理能力，对于煤炭生产企业的电力系统具有很强的保护性，能够确保煤炭生产过程中电力供应的安全和稳定。

一、煤矿供电设备的安全防护

我国的煤炭生产的安全形势虽然有了很大的改善，但是总体来说还是不容乐观。煤矿的供电系统以及相应的电气设备保护对于煤炭生产的安全性具有直接的影响。做好相应的电气设备的保护工作对于确保煤炭企业的安全生产具有重大的意义。

电力是煤矿的动力，为保证煤矿安全生产，对矿井特殊提出以下要求：

1.1可靠供电

即要求供电不间断，煤矿如果供电中断不仅会影响生产、而且有可能引发瓦斯集聚、淹井等重大事故，严重时会造成矿井的破坏。为了保证煤矿供电的可能性，供电电源应采用双电源。双电源可以来自不同的变电所（或发电厂）或同一变电所的不同母线上。既在一趟电源发生故障的情况下，另一趟电源应能保证对主要生产的供电，以保证通风、排水以及生产的正常进行。

1.2安全供电

由于煤矿井下特殊的工作环境，任何供电作业上的疏忽大意，都可能造成触电。电气火灾和点火花引起瓦斯煤尘爆炸等事故，所以必须严格遵守《煤矿安全规程》的有关规定进行供电，确保供电安全，由于矿井是特殊工作环境，供电必须是一类用户，凡因突然停电造成人员伤亡事故和重要设备损坏，给企业造成重大经济损失者，如煤矿通风机、井下主排水泵、副井提升机等，这类用户应采用来自不同电源母线的双回路进行供电。

1.3井下各水平中央变（配）电所

主排水泵房和下山开采的采区排水泵房的供电线路，不得少于2回路，当任一回路停止供电时，其余回路应能承担全部负荷的供电。井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级应符合要求。高压不应超过10000v，低压不应超过1140v，照明手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电压都不应超过127v，远距离控制线路的额定电压不应超过36v。采区机械设备的额定供电电压超过3300vN寸，必须制定专门的安全措施。

二、煤矿供电设备的电气保护技术

（一）高压防爆配电装置的电气保护方式。目前在煤矿井下的综采工作面和变电所都装置了高压防爆装置，这些高压防爆装置类型主要是PB系列和BGP系列等。在煤矿供电设备中在用的部分油断路由器的高压防爆配电装置，通常使用过流、高压漏电绝缘监视脱扣器等执行机构对其实施保护。而机械弹簧式机构在对供电设备的高压防爆配电装置进行保护时具有保护整定不准确、误动作和极易老化疲劳等特性，此种保护装置还存在操作不便和维护困难的劣势，在近几年人们开始研制和退关了采用高压真空断路由器、综合保护器和电能计量装置等用来保护供电设备，这种配电装置具有过流、漏电监视以及失压等保护功能，能够将供电设备的电流、电压以及设备的故障情况等显示出来。并且这种电气保护装置既有自动化控制功能还能够进行手动控制，因此又增加了对供电设备的安全控制能力。

（二）高压开关柜设备的电气保护。煤炭生产时使用到的地面变站所、矿井下的中央变站所、矿井中的总避风港和主要通道的避风港中使用的高压开关柜设备，目前对此设备采用的继电保护装置主要是电磁感应，此种保护装置的主要功能是保护设备的定时限过流、反时限过载、瞬时短路、漏电等。这种保护装置结构比较简单、工作性能可靠，在正常的工作对只需采用一般的的装置维护水平就能够满足其维护要求。

我们通常所使用的供电设备的保护系统是继电器系统，这种系统的主要组成部分由继电器、电流/电压互感器、断路器等。但是在现代科学技术的快速发展中，电力系统的结构有了很大的改观，保护供电设备所使用的电气保护装置向电磁吸引柱塞式、电磁感应式、集成电路式断路器、数字式继电器方向发展，电气保护装置的这种发展改变了传统电气保护形式，不但提高了系统的保护性能、提高供电设备使用的安全性，同时还促进了电力设备和保护装置自动化监控技术的发展。

（三）低压供电设备的电气保护方式。

1.低压供电设备电气保护的原理。此种电气保护方式是在供电设备的总线开关处安装了“检漏继电器”，在馈电开关内安装“漏电保护单元”，检漏继电器和漏电保护单元共同组成了选择性漏电保护系统。当供电设备的总开关或是其它支路开关发生漏电现象时安装在支路开关中的“漏电保护单元”拒动时，“检漏继电器”就会跳过总开关，即使目前使用的智能开关，其中的低压电气保护原理与上述原理是相同的。

2.低压漏电保护技术的发展。在目前煤矿供电设备中使用的低压漏电保护技术经常出现有误动和拒动现象，因此给煤矿供电设备的安全使用带来一定的安全隐患，因此现代对于低压保护装置的研究向计算机技术方向发展发展，在低压漏电保护系统中合理的使用了集中控制模式和零序电压法。其中的集中控制模式是将供电设备中各支路开关中的零序电流信号集中到一个装置中，由此来控制供电设备的总开关和各支路开关。在电器保护技术中运用这种模式能够对各支路漏电程度进行比较分析、提高其判断几率，实现对分散性漏电保护。零序电压法的运用是在保护过程中对设备的漏电电阻参数进行采集，同时地系统中的电容和电压进行自动修正，这样不但提高了系统的反映速度，并且在很大程度上提高了漏电电阻的测量精度。

（四）煤矿保护装置。煤矿供电设备的保护装置主要作用是反映系统中的不正常状态和系统故障，之后及时对这些异常症状采取紧急措施和发出信号的自动化设备。煤矿保护装置基本机构装置有现场输入信号装置，主要是进行保护系统的前期处理，检测现场的各项物理量；测量装置，主要用来将现场输入信号和供电设备的物理量与事先设定的值进行比较，之后给出相应的逻辑信号；逻辑判断装置，是对前期测量部分的各项信息进行分析，之后给出判断并将相关的命令传递给执行部分；执行装置，根据逻辑判断装置给出的信息，对各项保护装置进行功率驱动。

结束语：

煤矿电气安全的基础是电气设备以及供电系统的保护。因此，任何煤矿都应该有专业的技术人员对煤矿的电气安全负责。为了强化对煤矿电气设备以及供电系统的安全管理，应该健全责任制度，一方面通过加强对煤矿电气设备及供电系统的技术检查，另外一方面，对专业人员进行定期的培训，考核，使其能够真正履行电气安全管理的职责，从而确保煤矿的安全生产。

参考文献：

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