煤矿电气设备与供电系统的保护应用分析

赵春生(开滦集团钱家营矿业分公司,河北唐山 063300)



煤矿电气设备与供电系统的保护应用分析

赵春生
(开滦集团钱家营矿业分公司,河北唐山 063300)

【摘 要】煤矿产业的发展随着社会发展速度的不断加快以及现代科学技术的不断研发,电气设备及供电系统也在不断升级和优化,系统的安全问题及保护装置的应用情况受到了人们的高度重视。本文从煤矿电气设备与供电系统的概述着手,对当前其系统的保护应用情况进行分析,同时对漏电保护装置的应用进行阐明,以期促进煤矿电气设备及供电系统的正常运行。

【关键词】煤矿电气 设备与供电系统 保护应用

煤矿产业主要以开采煤炭资源为主要工作内容，其作为国家能源的重要组成部分，对国家经济发展具有十分重要的支撑作用。由于我国煤矿行业具有自身的特殊性，相较于其他类型的设备与供电系统，其电力系统在安全性、可靠性等方面要求更高。

1 煤矿电气设备与供电系统概述

煤矿行业工作环境的特殊性决定了其电力系统安全的重要性及高要求，任何差错与意外都会造成难以估量的后果。一方面，煤矿井下作业流程具有较高的危险性，其供电需保证24小时不间断，从而保障安全；另一方面，煤矿产业的电力系统运行中保护对象包括作业人员及电气设备，两者的安全性都及其重要，从而避免意外发生。同时，由于煤矿开采作业中需要较大的用电量，使得供电质量、效率及时间分配要求更为严格，电力系统应在保证正常工作运行的基础上，提高合理性、科学性以降低运行成本。煤矿电气设备一般情况下主要包括两类:一类是一般型电气设备，其主要作用是保障系统的正常运行，且具有基础安全防御功能，当发生爆炸等重大灾难时，其防御作用较低，具有一定的局限性，因此通常设置在瓦斯浓度较低的位置；一类是防爆型煤矿专用电气设备，其主要通过控制各类电气设备故障的发生从而避免发生瓦斯爆炸等严重事故，通常设置在煤矿开采作业范围内的防爆位置[1]。

2 当前煤矿电气设备与供电系统保护应用情况分析

过流保护、接地保护及漏电保护为当前煤矿电力系统的三种主要保护类型。其中，过流保护即通过控制电流的方式在设备发生故障时切断电流，避免由于电流过大导致的电路、设备损坏等；接地保护即通过将电流接入大地，避免电流过大造成的危险；漏电保护即通过对漏电电流进行检测，按照实际情况采取切断电流。

2.1 一般性煤矿专用高压开关柜的保护

高压开关柜主要对井下中央泵房、变电所等进行保护，利用继电保护装置维护系统安全，即通过利用电磁感应确保电路运行正常，避免发生电压失稳、短路等情况发生，保护效果显著，其便捷性、高效性及结构简单等特点受到高度肯定。继电器的保护系统主要包括继电器、断路器等，其系统感应器在设备不断优化升级的趋势下得到了很大发展，如集成电路感应器等的开发大大提高了电气设备安全性、稳定性[2]。

2.2 防爆型煤矿专用电气设备的保护

该设备类型主要包括BG、PB系列，主要以机械弹簧纵机构对配电器发生电路故障、操作失误等问题时进行断电保护，从而保障设备的安全。目前已经出现了更为先进的技术，如高压振动断路器等，实现了对电力系统的实时监控，能够快速、精准地发现故障问题，通过自动合闸、分闸提高系统运行效率及安全性，弥补了接卸弹簧维护不方面、机构易老化等缺点[3]。

2.3 低压型煤矿专用电气设备的保护

通常采取在电路开关位置安装插件的方式与主电路进行配合，从而保护整体电气系统的安全。

3 漏电保护装置的应用

近年来，随着漏电保护装置的研究不断深入，地面、井下的漏断保护装置不断开发出新的类型，但工作原理基本一致，即通过利用相敏电流脉冲，在电流发生异常时采取选择性切断等控制，主要分为功率方向、电流方向及补偿电流三种类型。在空旷作业区及地面通常采取集中选线的方式，在井下作业区通常采取短路保护、漏电监视、综合防爆以及过载保护等更为复杂、全面的保护系统。

3.1 保护装置

电气保护装置主要基于继电器运作原理，对电力系统的运行情况进行检测，及时对异常情况进行控制、判断并采取相应控制措施。保护装置的运行过程中主要以自动化控制方式保障整体系统的安全性，通常利用熔断器、接触器等。由于煤矿电力系统所处的运行环境具有较为显著的特殊性，严重的短路等现象会直接导致不可估量的后果，而熔断器的反应速度有限，因此当前接触器、继电器的应用范围更广。

3.2 信号输入装置

电路输入的原始信号在经过干扰信号滤波、放大等相应处理后进入继电保护装置中，其处理过程在信号输入装置中完成，因此该装置的工作效率对信号特点的判断及处理措施的选择具有直接的影响作用。

3.3 测量装置

即对输入的信号进行初步检测，通过利用电力系统内部程序对其进行判断与比较分析，得出肯定或否定的结果，并转化为数字信号[4]。

3.4 逻辑判断装置

信号输入到逻辑判断装置中后，系统将以初步分析结果为依据，按照一定的逻辑规律对信号进行组合运算，并对结果进行分析判断，进而采取切断或其他选择性措施。该装置在整个系统中具有关键作用，直接影响着整体供电效果。

3.5 执行装置

执行装置是漏电保护装置的最后环节，其功能主要包括跳闸、切断电路及隔离电气设备等。通常情况下该装置在发生故障时才开始工作。

4 结语

综上所述，煤矿电气设备与供电系统在煤矿行业的发展中具有尤为重要的现实作用，是保障正常作业安全的基础。因此，相关单位及人员应积极引进新技术，采取科学有效的保护措施确保电气设备及供电系统的安全，定期进行设备管理、系统检查与维护等工作，为煤矿开采作业的正常进行提供安全保障。

参考文献:

[1]徐彦平.试论煤矿电气设备与供电系统的保护[J].城市建设理论研究(电子版),2015(22):6915-6916.

[2]席艳瑶,魏国山.加强煤矿电气设备管护确保井下安全生产措施[J].中国科技纵横,2011(16):163.

[3]邓建忠.基于煤矿供电系统和电气设备保护的探讨[J].中国新技术新产品,2011(24):7.

[4]王俊.煤矿供电系统和电气设备的保护研究[J].技术与市场,2014 (3):6-7.

作者简介:赵春生(1985—),男,黑龙江讷河人,本科,毕业于黑龙江科技学院,电气工程师,研究方向:煤矿供电系统研究与管理及煤矿自动化控制系统。