井下移动变电站低压电网漏电防护分析

天地（常州）自动化股份有限公司 杨 帆

一、前言

和其余国家相比，我国露天煤炭储量相对较少，经常需要进行地下矿井开采活动，而其间一旦说供电工作处理不当，便会引起内部瓦斯的爆炸。须知矿井中的一系列机械设备，运行时都需要移动变电站转化并提供低压电源，如若说移动变电站低压端的电网引发漏电状况，就会瞬时间激起火花并造成瓦斯爆炸，给煤矿的安全生产造成重大威胁。由此看来，选择尽快理清井下移动变电站低压电网的漏电防护原理，并且归纳梳理开展这部分工作中时需要注意的要点，的确显得十分重要。

二、井下移动变电站低压电网漏电防护的基础性原理

一直以来，我国在在开展井下移动变电站低压电网漏电防护工作过程中，始终沿用附加直流电源的管控方式，至于其具体的技术原理则主要如下所示：

（一）附加直流电源在漏电防护上的工作原理

纵观如今我国大部分煤矿移动变电站，基本上都沿用附加直流电源的模式进行内部低压电网漏电保护处理，主要目的就是确保细致化观察这部分变电站低压电网和大地彼此间的附加直流电源，并以此作为移动变电站低压电网漏电现象的检验认证依据，进一步加大对内部电网和大地之间绝缘性能的监督控制力度。对应的技术原理表现为：选择在移动变电站电压电网和大地之间衔接一处直流电源，在保证电网绝缘性能理想的条件下，电网和大地彼此间的电阻值R相会高一些，而直流电源流经中的电流值也比较低一些，基本上能够保证和绝缘电阻R相维持反比例关系。就好比是在出现频率较高的1140V电网内部，通常状况之下绝缘电阻R为63kΩ，一旦说其间电网自身的绝缘性能不佳，就会同步减少内部绝缘电阻的数值并增加流通的电流，持续到这部分直流电流数值超出预设指标之后，就会牵引继电器做出动作，进一步达到对电网漏电现象加以保护的效果。归结来讲，在如今我国的移动变电站低压端漏电保护体系之中，附加直流电源技术方式使用的频率无疑是最高的。

而随着愈来愈多采矿企业选择利用直流电源来保护内部变电站低压电网结构之后，有关传统的继电器也开始同步被高端化的PLC所替换，主要原因则是PLC在反映低压电网漏电现象方面相对敏感一些，对应保护工作水平也相对较高一些。毕竟实际生产中，包括断电和设备运行等不同情景，都有可能出现漏电现象，所以技术人员在配合PLC进行附加直流电源漏电保护环节中，要竭尽全力赋予其必要的闭锁与跳闸保护功能。所谓闭锁保护实际上就是在变电站低压侧电网断电期间，针对电网整体的绝缘水准进行监督控制，一旦说电网亦或是内部设备的绝缘性能出现下降迹象，开关柜就会在当下拒绝合电，做到闭锁方面的漏电保护；而跳闸保护同样是凭借绝缘电阻测量途径开展对应的漏电防护活动，归根结底，就是保证令附加直流电源即便处于工作状态亦能够针对供电电网内部的绝缘电阻予以精细化检测，一旦说其间供电电网亦或是部分设备引发故障、产生损害，就会令电网整体绝缘电阻自动下降，持续到达到特定数值过后便触发跳闸动作，克制事故的扩大趋势，减少瓦斯爆炸重复产生的几率。

（二）绝缘电阻数值确认中沿用到的原理

依照我国现阶段推行的《煤矿安全生产规范》条例观察分析，涉及移动变电站低压电网的一侧，务必要保证增加安全可靠的漏电防护装置。实际调查发现，如今PLC已经在我国矿井移动变电站内部大力使用，其主要基于绝缘电阻检测途径完成对整个供电线路的检测和防护任务，并且唯独在这部分电阻值低于绝缘电阻漏电保护放置的情况下才会做出反应动作。所以说，选择实时精确性地认证绝缘电阻值，的确是十分重要的。如若说电阻值调整幅度超标，就会不定期地引发断电情况，而当这部分电阻值过小时又无法发挥出必要的绝缘功能。另外，在一些特殊状况下，当绝缘电阻值不够合理时，不单单无法发挥出必要的漏电保护效果，同时还会接连埋下愈加深入性的安全隐患。就好比是在沼气含量过高的区域开工时，当电阻值过小就会接连产生断电现象，同步使得排风扇难以持续正常运行，在令沼气过度集中之后，令现场瓦斯爆炸的几率快速的增加。结合我国最新的煤矿安全生产规范条例解析，附加直流电源漏电防护在闭锁和工作状态下，其最低绝缘电阻值需要依照电网具体等级予以综合性确认，即在电网等级（V）为1140、660、380等情况下，有关闭锁和工作情况下的最低绝缘电阻值（Ω）将分别为20和40、11与22，以及3.5和7。

三、进行井下移动变电站低压电网漏电防护期间需要注意的要点

（一）漏电闭锁模块方面

所谓的漏电闭锁，强调的就是在低压电网非工作情况下的漏电防护模式，因为其间附加直流电源电流通路与低压电网维持并联关系，所以就算电网断电过后，亦不会对这部分通路造成深入性的影响，即便是突发一些故障问题，涉及低压电网内部的绝缘电阻值也会相对稳定一些，仍旧可以利用PLC针对绝缘电阻开展动态性检测。如若说经由PLC检测发现附加直流电流数值过高，且对应的绝缘电阻数值没有满足规范要求，就会牵动闭锁系统并且自动关闭合闸程序，之后借助显示器将低压电网实际的绝缘电阻值和现场出现的故障类型等信息清晰完整地呈现出来，方便现场技术人员及时深入现场予以排除，持续到绝缘电阻达到合理水准之后，合闸系统便会再次正常运行。归结来讲，经过上述闭锁模块科学化设计与大力推广使用过后，涉及以往因为电网断电防护工作处理不及时不到位、电网启动期间同步引发事故等消极现象，终于得以适当程度的遏制，最为关键的是做到全面减少瓦斯爆炸危机产生的几率。

（二）合闸防护模块方面

在我国PLC应用技术日渐高端化发展之后，在移动变电站低压侧电网合闸防护领域，不单单可以做到对绝缘电阻进行精细化检测，并且还可以针对内部低压端电网电流、电压、温度，以及各类位置信号予以全方位锁定认证。如在配合PLC准确检验出低压端电网内部存在漏电状况之后，系统便会及时性地传输跳闸信号，使得相关的整个电网供电瞬时间被截断；又如面对变电站中变压器的故障问题时，PLC则能够针对所有供电线路电流、电压、温度等信息予以细致化收集整理，辅助技术人员及时制定诗是富有针对性的处理方案；再如一旦说移动变电站低压端的电网引发断电现象时，则可以考虑使用PLC采集线路中一系列信息，之后结合数据判定结果确认当下故障的类型特征；另外，当移动变电站内部低压端电网出现两相短路状况时，还可配合PLC完成有关电压和电流信息的采集任务。归结来讲，不管发生上述何种故障问题，PLC都会尽快收集必要信息并且基于此精准化判定移动变电站低压端电网存在的故障隐患，之后及时发出对应的跳闸信号。

需要注意的是，对于井下移动变电站低压电网危害最大的故障主要包含两类，分别是三相短路和供电线路过载故障。一旦说系统遭遇到三相短路故障，PLC便会在最短时间内发觉并发出跳闸信号，同时收集一切和这部分电路相关的电流信号，保证牵动其中电网开关快速跳闸，并借助显示器做出系统短路警告；而在面对供电电网线路过载问题时，则需要同步配合供电线路的反时延迟特性予以调试，实际上就是使用PLC由供电线路中收集所需的电流信号，并依据此类信号判定是否有必要进行定时器启动和挑战信号发送，最后及时决定开关跳闸结果。相信经过这一系列紧急处理方式融入过后，有关井下移动变电站低压电网中的电路会得到细致性地监督保护，进一步切实规避以往因为敏感过度而造成的频繁跳闸现象。

（三）用户界面显示方面

尽管说借助附加直流电源和PLC能够针对移动变电站低压侧供电线路予以高水平的漏电防护，不过并不代表这部分漏电防护工作没有人为干预的必要。基于此，技术人员需要开发并操作更为先进、实用的计算机程序，方便日后能够灵活性控制移动变电站低压电网的同时，针对漏电线路予以自动化的保护。如选择在主控计算机系统内部添加组态王程序，保证凭借此类程序动态化和清晰化呈现出当下电网内部的电压、电流、绝缘电阻等参数数值，灵活性移动低压电网的合闸、分闸、电压转换等重要信息，并且辅助地面控制中心达成对变电站低压电网的远程控制目标。

四、结语

综上所述，有关井下移动变电站低压电网漏电防护的工作内容，着实繁琐，不单单要熟练掌握当中的附加直流电流工作、低压电阻值确认等基础性原理，同时还应该尽快着手处理好漏电闭锁、合闸防护等模块开发设计工作，设计愈加实用的用户界面显示程序。相信经过相关技术人员长期不懈地努力下去过后，有关井下移动变电站低压电网漏电的隐患势必会得到全面遏制，进一步减少爆炸危机的衍生并且维持现场工作人员的生命安全。

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