选择性漏电保护在煤矿低压供电系统中的应用

鲍慧超

（山西长治潞安矿业集团公司漳村煤矿教育科，山西 长治 046032）

选择性漏电保护在煤矿低压供电系统中的应用

鲍慧超

（山西长治潞安矿业集团公司漳村煤矿教育科，山西 长治 046032）

煤矿矿井发生的低压电网漏电往往会因为走电或者是瓦斯而导致爆炸、火灾，在非常狭窄的煤矿矿井中，如此的不正常现象会造成人员的伤亡。为此，本文阐述了选择性漏电保护在煤矿低压供电系统中的应用，主要包括不同中性点接地方式上选择性漏电保护的应用、设计以及整定选择性漏电保护、煤矿低压漏电保护系统经常碰到的问题，以及增强煤矿低压漏电保护系统动作稳定性的策略这几个方面。

煤矿；供电系统；选择性漏电保护；应用

煤矿井下的环境与生产条件都十分恶劣，大部分为电缆供电，电缆线路经常发生单向漏电或单向接地故障，会引起井下电气火灾、瓦斯煤尘爆炸、电雷管提前引爆以及人身触电等重大事故。设置完善的选择性漏电保护，采取切实可行的漏电保护措施，可以减小因漏电而造成的停电事故范围、减少各用电负荷之间的相互影响，大大提高井下供电系统的安全性和可靠性。我国煤矿井下低压电网的中性点为不接地方式。一般井下为三级，即总自动馈电开关Q1，分支馈电开关Q2和磁力起动器Q3三级。选择性漏电保护装置一般设在总馈电开关和分支馈电开关两处，而磁力起动器处一般仅设漏电闭锁保护，亦即采用二级选择性漏电保护系统。为保证选择性，上、下级漏电保护装置之间通过延时来实现动作的选择性，横向选择性多采用零序功率方向保护原理来实现，但总自动馈电开关处的漏电保护装置通常采用附加直流电源的保护原理。

1 不同中性点接地方式上选择性漏电保护的应用

针对实施中性点不接地系统来讲，电网总对地电容电流和故障线路对地电容之差就是所谓的故障线路电流，它滞后于零序电压的90度。本线路对地电容电流为所谓的非故障线路电流，它超前于零序电压的90度。非故障线路跟故障线路电流的大小以及方向等都可以被识别。借助一系列检漏保护的选用，像是功率方向型、电流方向型、电流型等等，都可以实现漏电保护的选择。针对实施消弧线圈的接地系统来讲，由于消弧线圈的感性电流对单相接地故障过程中的容性电流进行了相应的补偿，这样在进行补偿之后出现单相接地故障线路的漏电电流值会小于非故障线路的电流值。为此，功率方向型、电流方向型等业已难以实现选用的需要。当前的重点为采样排序五次谐波电流而选用三个最大电流的线路，然后对相位进行判别，从而选出方向相反和五次谐波电流最大故障线路来满足漏电保护需要。

2 设计以及整定选择性漏电保护

2.1 选择性漏电保护的作用

选择性漏电保护的作用是在矿井电网出现单相接地故障的过程中可以迅速地切除故障线路，确保其它非故障线路的顺利进行。需要同步地匹配选择启动整定值，倘若选用了启动电流，那么应当使启动电压跟它相符合，当然，首先选用了启动电流，那么也应当使启动电流跟它相符合。

2.2 矿井低压系统当的漏电保护选择性

在多台分开关与总开关组成系统的过程中，漏电电阻的动作值在11kΩ（660V），20kΩ（1140V）以下，可以进行后备的保护以及选择性漏电的保护，总开关整定漏电的延长时间为150ms—200ms，而一系列分开关的整定漏电延长时间为0ms—50ms，在某线路出现故障情况的过程中，仅仅故障回路的分开关进行跳闸，而不会对其它线路产生影响，进而实现漏电保护选择性。

3 煤矿低压漏电保护系统经常碰到的问题

因为受到传统意义上供用电思想的影响，当今不少的煤矿矿井依旧实施漏电保护单元与检漏继电器相统一的漏电保护系统，这在稳定性、实时性和选择性等方面面临着缺陷。煤矿矿井所应用的漏电保护系统的动作整定零序电压值，不但关联着分支供电线路的漏电电阻，而且还关系到煤矿矿井中的低压系统电压、低压供电系统容抗等电参量。换言之，因为受到低压供电系统电容与电压的制约，这种保护系统会出现较大的动作稳定性与实时性误差，以及有着比较差的选择性。尽管在设计低压供电系统的过程中，业已根据分级跳闸和分级保护的思路对供电系统中总馈开关与反馈开关之间的动作逻辑关系进行调整，可是在进一步延伸的矿井开采深度的影响下，加长了电力电缆的长度，并且分支线路的电容值也出现了改变，即在分支线路发生漏电情况的时候，分支线路开关缺少动作的情况往往会发生，可是馈电总开关依旧出现跳闸等误动作的情况。在系统的分支线路出现分支开关拒动、分支保护器失效、对称性漏电（无法自检分支）等情况的时候，低压供电系统总保护开关就能够出现越来越长的动作时间，这样会增大触电人员身上的电流值，进而难以确保人员的安全性，并且长时间存在的漏电电流会导致煤尘和沼气等可燃气体出现瓦斯爆炸的情况。

4 增强煤矿低压漏电保护系统动作稳定性的策略分析

动作时间是漏电保护系统动作稳定性的一项关键标准。在煤矿井下低压供电系统当中，除了以磁力启动器充当末级保护，以及确保它的漏电闭锁保护动作的稳定性、实时性、灵敏性之外，一系列分支线路馈电开关的漏电保护动作时间需要小于或者是等于50ms，并且应当立足于防止出现瓦斯爆炸的情况和确保工作人员的人身安全，需要设计250ms的总馈电开关漏电动作时间，以及应当配置有着选择性的漏电保护装置，只有如此，才可以实现供电系统稳定、实时和选择性漏电保护动作的实际需要。在改造煤矿井下低压供电系统或者是技术的过程中，应当认真地根据我国的行业规范与有关的要求，设置出综合保护系统，并且确保它的动作稳定、灵敏性以及功能的完善性，只有如此，才能够确保在分支线路出现故障的过程中，漏电保护系统选择性动作的稳定性和安全性。

5 结语

综上所述，在电网发生漏电情况的过程中，选择性漏电保护装置能够自动地将故障信号进行发送，要么是对故障支路电源进行实时地切断，也只有如此，才可以及时地避免出现相应的故障，最终确保供电的稳定性。近些年以来，我国一直非常关注煤矿企业的安全工作，本文所牵涉到的煤矿低压供电系统中选择性漏电保护的应用，它的目的是为了给煤矿矿井提供相应的指导和参考作用，进而防止煤矿矿井的作业发生漏电的情况，从而保障煤矿矿井用电的稳定性和安全性。

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鲍慧超（1975—），女，汉族，山西长治人，1996年毕业于焦作工学院机电专业，现在潞安集团漳村煤矿从事技术培训工作，助理工程师。