煤矿电气设备与供电系统的保护分析

王英

摘要：本文叙述了继电保护的原理，并对井下三大保护作了详细地论述，在安全生产、提高产量方面，保护电器设备和供电系统对于煤矿企业来说，具有重要的意义。

关键词：电器设备 供电系统 安全生产

1 概述

煤矿企业在生产过程中，对电气设备、供电系统等，通过采用继电保护装置进行保护，进而在一定程度上确保其正常运行。随着经济的发展，科学技术的进步，智能保护系统的应用范围不断扩大，整个系统运行的可靠性进一步提高，同时生产质量大大提升。硬件方面，通常采用DSP微处理器，这种微处理器具有强大的数据处理能力，低功耗可编程逻辑芯片，以及高度集成的专用芯片。

2 煤矿保护装置及原理

作为一种自动化设备，继电保护装置通常情况下能够对系统的故障、不正常状态等进行反应，并且在一定程度上，能够根据线路的实际情况，做出跳闸、发出信号等动作。熔断器、继电器等一般情况下都可以作为保护装置。目前，继电器、接触器等保护装置应用范围比较广。在种类方面，继电保护装置比较复杂，但是其基本结构主要包括：

2.1 现场信号输入部分 通过对现场信号进行必要的前置处理，然后将其送入继电保护装置。通常情况下，对现场信号进行前置处理的措施，主要包括：借助光电隔离技术，消除干扰信号；电平转换电路增强了信号强度。

2.2 测量部分 测量部分作为一种物理量与被保护对象有关，通常情况下，需要与已给定的设定值或实时生成的判据进行对比，根据对比后的实际情况，给出“是”或“非”，也就是给出一组逻辑信号，然后对其进行判断，在一定程度上对其是否进行保护做出确定。

2.3 逻辑判断部分 在继电保护装置中，逻辑判断部分按照逻辑关系，根据各输出量的大小、性质等进行相应的组合、运算，进一步确定是进行跳闸，还是发出相应的信号等，同时将有关命令传达给执行部分。

2.4 执行部分 对于执行部分来说，在继电保护装置中，往往是根据逻辑判断部分传递的信号指令，完成相应的任务， 完成保护装置与现场设备之间的隔离、连接，以及电平转换等，这是执行部分的主要职责，进而在一定程度上确保继电保护装置可靠、平稳地工作。

3 井下保护及实现方法

对于煤矿电气设备来说，按照防爆性能，可以将其分为两种：一种是一般型电气设备，另一种是矿用隔爆型电气设备。煤矿企业在日常作业的过程中，受井下作业环境特殊性的影响和制约，并且一般型电气设备在防爆性能方面比较薄弱，进而在一定程度上决定了其使用场所，这种场所一般没有瓦斯、煤尘爆炸危险；而对于矿用隔爆型电气设备来说，由于自身具备相应的防爆性能、隔爆性能等，在一定程度上决定了其主要适用于瓦斯、煤尘爆炸危险的场所。目前，煤矿企业在井下作业的过程中，主要通过过流保护、漏电保护和接地保护等方式对电气设备、供电系统等进行保护。

3.1 过流保护 电网的过电流是引发电火灾的主要原因，而短路、过载等又是造成过电流的原因，因此防止产生过电流是预防电火灾的重要措施。对于过流保护来说，通常情况下主要分为：

3.1.1 短路保护 煤矿企业在作业的过程中，由于电器、线路等的绝缘遭到损坏、负载短路、接线错误等在一定程度上造成线路短路。对于线路来说，当发生短路时，就会产生瞬时故障电流，通常情况下，这种故障电流可以达到额定电流的几十倍。电气设备或配电线路受过流的影响，在一定程度上容易发生电动力损坏，甚至引发火灾。

3.1.2 过载保护 所谓过载通常情况下是指，与额定电流相比，电动机的运行电流或电气设备工作电流往往比较大，但是，不超过额定电流的1.5倍。突然增加负载、断相运行以及降低电网电压等都会在不同程度上引起电动机或电气设备出现过载。如果电动机或电气设备等过载运行时间比较长，进一步导致绝缘发生老化、损坏等。

3.2 漏电保护 电网在运行过程中，如果绝缘电阻低于某一规定值，在这种情况下，人触及后会出现触电危险。对于漏电来说，其产生的危害主要表现为：一方面会损坏设备，造成短路事故，另一方面引发触电事故，以及产生漏电火花引爆瓦斯、煤尘等。因此，在井下供电系统中，需要对绝缘、漏电等设置相应的漏电保护装置，在一定程度上对其进行监视和保护。通常情况下，漏电保护分为以下几种。

3.2.1 无选择性漏电保护 煤矿企业通过采用无选择性漏电保护方式对电气设备、供电系统实施保护，其具体的保护方式就是在包含对地绝缘电阻的检测回路中，附加相应的直流电源， 通过对直流电流进行监视，进而在一定程度上实现对绝缘电阻进行监测的目的。

3.2.2 有选择性漏电保护 通过有选择性的漏电保护对漏电实施保护的过程中，通常情况下，主要是借助零序电流互感器获得相应的零序电流信号对其进行漏电保护。

3.3 接地保护 在正常情况下，电气设备的金属外壳、架构等均不带电，但是，如果电气设备的绝缘被损坏，那么其金属外壳、架构等就会带电。在这种情况下，通过接地保护装置可以进一步消除金属外壳、架构的带电。

4 结语

对于煤矿企业来说，其安全生产的顺利进行和产量的提高，都要受到煤矿电气设备、供电系统的保护的影响和制约。在电力系统和煤矿系统中，通过推广使用继电保护，可以推动煤矿企业的持续发展。

参考文献：

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