煤矿供电设备电气保护技术的探讨

贾若凡

[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；供电设备；电气；保护

[中图分类号]F407.6

[文献标识码]A

[文章编号]1672-5158（2013）05-0310-01

随着煤矿企业的发展，特别是大量的现代化设备进入煤矿，这就对煤矿供电质量及安全提出了严格的要求。因此，对煤矿供电设备的安全防护与电气保护的技术探讨研究，是煤矿供电、设备安全管理的重要手段。煤矿井下工作的环境恶劣，负荷波动大，工况很不稳定，瓦斯煤尘积聚、滴水冒顶事故等会使电气设备绝缘强度逐渐降低；同时由于工作人员维护不当或操作错误、输电线路的导线断裂等原因，经常会出现漏电及单相接地故障。接地故障若不及时排除，电网各相线会运行在线电压下，长期运行将导致绝缘击穿，甚至发生三相或两相短路事故。所以，为了避免事故的发生，保障人身安全，有效减小事故范围，研究高性能的高压防爆开关智能保护控制系统具有重要现实意义和发展远景。

一、煤矿供电设备的安全防护

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。

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.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。

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。

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、供电设备的电气保护技术

1.煤矿6kv高压供电设备的电气保护

地面变电所和井下变电所等使用的地面和矿用隔爆兼本安型高压开关柜，通用的电气保护是继电保护装置，安装在专门设计的继电器室内或独立组成保护装置屏。目前煤矿用高压开关设备的保护继电器以电压触发式为主。随着微处理机保护器的推广应用，煤矿现场的保护方式和保护设备也突破了传统的形式。井下采区变电所和综采工作面所使用的高压防爆配电装置，有结构简单的保护脱扣器和功能强大、性能各异的微机综合保护器。微机程序控制的高压综合保护器在井下的使用受到了煤矿职工的欢迎。

2.煤矿低压供电设备的电气保护

煤矿井下低压设备的电气保护装置大多作为插件安装在开关设备内部，与主回路电器配合完成保护功能。大量的低压开关中使用有dr3电子脱扣器，jdb或abd8电机综合保护器，以及dzzb综合保护器等，目前低压设备的保护装置也逐步普及微机综合保护器有效保证了供电系统的安全稳定运行。

3.变电站自动化系统中的几种新型综合保护装置

电气控制与保护领域高速发展，从热电磁到电子智能保护，从pcs、acs、ccs、dcs系统到fcs现场总线，已走向了系统化和智能化。目前电力系统中微机保护得到普遍应用，国外典型的有美国sel公司的sel-279、sel-321型，ge公司的alps型，德国西门子公司的7sa531型微机保护装置等，国内有南自厂的wxb系列，南瑞继保集团的rcs系列，北京德威特集团的dvp 600系列，以及许继集团、南京因泰莱、陕西银河等都有成熟的自动化保护系统，煤矿系统在用的还有北京顺城电子公司的kj67、煤科总院常州自动化所的kj36电力监控系统、中国电光的均254电力监控系统等。

4.新型矿用电气保护装置应具备的功能

根据《煤矿安全规程》第455条和第457条的要求，新型智能化综合保护装置不仅可以在线检测电压、电流、功率、电度等常规电力参数，具有规程要求的常规保护功能，而且有标准的通讯接口，可以对电网中关键开关设备的运行状况实现“四遥”，为电力调度自动化提供支持。

5.对矿用新型综合保护装置的建议

变电站综合自动化系统将在煤矿逐步推广应用。由于井下开关设备种类比较复杂，结构多种多样，空间非常狭小且要隔爆。故新型综合保护装置必须体积小，有标准的插接接口。保护模块应具有性能优、可靠性高、灵活性强、调试维护方便、性价比好、多功能化等特点。采用开放式软硬件系统、嵌入分布式结构与多cpu并行工作方式 丰富人机对话功能确保煤矿供电设备的安全运转。

三、结束语

随着煤矿企业的发展，特别是大量的现代化设备进入煤矿，这就对煤矿供电质量及安全提出了严格的要求，其要求要供电安全、可靠、经济。然而，由于电力的生产和运行过程中具有高度的危险性。具有高度的自动化过程，发电、供电和用电同时完成。目前煤矿供电设备的电气保护主要有过流、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。电力系统的发展和对其安全运行要求的不断提高，供电设备的电气保护也在不断的改进和完善中，电气保护逐步智能化。同时我们也应该注意到，高新技术应用和观念上的更新尤为重要。

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