矿井提升机6KV供电电网接地监视保护的应用

摘 要：矿井高压供电网络单相接地故障时有发生，轻微的电网接地信号有时并不影响矿井设备的正常运行，但如不能超前关注，就有可能对正常运行的设备造成严重影响。本文结合现场实践，介绍了一种矿井提升机高压供电电网接地监视保护装置。该装置接入提升机安全回路中的“三类故障”，能对故障提前预警并在故障信号尚未消失的情况下闭锁提升机的下一次运行。

关键词：矿井提升机；6KV电网接地监视；安全预警

矿井提升机是煤矿的咽喉要道，提升机的正常运行对煤矿安全生产的重要性不言而喻。提升机的高压供电电网不仅要求为双回路供电，电网本身的保护更是要齐全与完善。电网的突发故障会影响提升机的正常运行，造成紧急制动，对提升设备及人身安全构成严重威胁。本文以6KV供电电网的矿井提升机为例，阐述了一种在现场改造并投入使用的提升机电网接地监视保护装置，具有一定的实际应用价值。

提升机6KV高压供电电网由两台进线柜、两台馈线柜、一台PT柜（电压互感器柜）、两台低压变压器柜、一台备用开关柜组成，如图1所示。

PT柜即变压互感器柜，装设到高压母线上，将6KV电压转换为100V电压信号。取PT柜电压互感器二次侧的电压信号，故电网正常时，每一相的电压信号为60V。系统原理如图2所示。

在PT柜仪表板安装3个欠压型电压继电器（图2中K1，K2，K3），并将每一相的60V监视信号接入对应的电压继电器。该电压继电器动作整定值范围为1～439VAC，在接入电压信号高于整定值时，继电器动作，其常开触点闭合，常闭触点断开；低于整定值时，继电器欠压失电，其常开、常闭触点均恢复常态。根据对电网接地以往的数据分析及经验判断，如6KV电网某相存在接地时，PT柜对应电压互感器的二次侧相电压降到50V以下，所以将每一相监视的欠压型电压继电器动作值整定在50V，并将3个电压继电器的常开触点串联。若电网正常，3个电压继电器均动作，3个串联的触点信号接通；若电网的某一相存在接地，其对应的电压继电器欠压失电，3个串联的触点信号将不能导通。据此，可判断6KV电网是否存在接地故障。

将6KV电网接地信号引入提升机电控系统的主控PLC（此例引用西门子S7-300PLC）。編写程序如图3。

图3程序含义为：

段57：当输入PLC的电网接地监视信号（I5.3）为低电位，即电网存在某相接地故障时，I5.3的常闭点接通，驱动中间位M65.5；

段58：中间位M65.5延时30S置位接通延时定时器T46；

段137：延时定时器T46动作后，其常闭点断开，中间位M132.4置零，这里M132.4我们定义为“6KV电网接地”故障；

段322、323：M132.4（6KV电网接地）故障与提升机的其他三类故障，如“直流电源故障”、“油路阻塞故障”串联，驱动中间位M40.2，M40.2与M40.1（该中间位同M40.2一样，也包含了几种三类故障）串联驱动M40.3，M40.3定义为提升机的“三类故障”。

通过以上故障信号的选取及程序的编写，将电网的接地信号串入了提升机的三类故障当中。当提升机正常运行时，如果触发电网接地故障，提升机发出报警信号，且箕斗或罐笼到位后，如故障仍存在，便不允许提升机的下一勾的运行。

电网接地监视系统可对电网的接地运行故障发出预警，提醒提升机司机注意开车，并为维护人员提供处理故障的依据。且接地故障不被排除，提升机不允许运行，避免了在电网存在故障的情况下提升机运行出现的各种意外状况，如紧急制动，保护了提升设备，保证了上下井人员的安全。

参考文献：

[1]李荣生.矿井供电技术[M].化学工业出版社，2007（08）.

[2]马笑潇.深入浅出西门子S7-300PLC[M].北京航空航天大学出版社，2004（08）.

[3]唐国祥，武文辉，王有益.矿井提升机故障处理和技术改造（第2版）[M].机械工业出版社，2013（09）.

作者简介：靳继波（1985—），男，工程师，山东济宁人，毕业于山东科技大学自动化专业，电气工程师。