煤矿供电系统继电保护分析

李龙　高红军

摘 要：近年来，我国煤矿行业取得了较快的发展，但井下煤矿安全事故频繁发生，人们对煤矿的安全越来越重视，特别是井下供电系统继电保护问题。继电保护装置作为井下重要供电系统设备，对供电系统运行的安全性和可靠性具有非常重要的影响，因此需要做好井下供电系统继电保护工作，这不仅有利于推动煤矿企业的健康发展，而且对提高煤矿企业生产安全也具有非常重要的意义。

关键词：煤矿；供电系统；继电保护；原理；作用；检查；管理

前言

煤矿井下生产时，继电保护装置作为供电系统中非常重要的一项自动装置，能够有效的防范事故的发生，确保电力系统运行的安全性和可靠性。继电保护装置能够对电力系统某处发生接地或是短路故障及时、准确的进行检测，并发生指令或是信号，及时将处于不正常运行的部分从系统中切除，避免故障对正常运行路段带来不利影响，可以有效的控制事故的范围，降低故障所带来的损失。

1 煤矿矿井供电系统继电保护分类

为了能够有效的提高电力设备运行的安全性和可靠性，减少事故所造成的影响和损失，则需要在煤矿井下变配电所内的线路及重要设备上进行保护装置的装设，这些保护装置主要以主保护、后备保护和辅助保护为主，在煤矿井下变配电所内，定时限电流保护、速断保护、反时限过电流保护及变压器的瓦斯保护等都是较为常采用的继电保护方式。

1.1 主保护

煤矿矿井供电系统主保护装置，能够在第一时间将被设备及线路故障进行切除，在主保护时，能够无时限或带有一定时限来对设备或是线路故障进行切除，有效的确保系统的稳定性，满足设备安全运行的要求。

1.2 后备保护

主保护后备保护主要是在主保护设备或是断路器出现拒动时，能够及时对故障进行切除，或是结束异常情况。因此，在煤矿矿井变配电所内，对于一些重经设备和线路，在采用主保护的同时，还需要进行后备保护和辅助保护的装设。在装设后备保护时，主要以近后备保护及远后备保护为主。

2 煤矿矿井供电系统继电保护的原理

在煤矿井下作业环境中，供电继电保护系统所处环境较为恶劣，煤尘爆炸及瓦斯爆炸对其所带来的威胁较大，因此需要做好矿井中电力设备安全运行的保障工作。在矿井供电系统继电保护中，主要是对供电系统的安全性和可靠性进行有效保护。

2.1 供电系统继电保护中的过流保护

煤矿井下电力系统通常容量都较大，而且多处于满负荷状态下运行，这就极易导致过电流或是短路事故发生，因此需要将继电器配备在矿井供电系统继电保护配置中，从而有效的实现对过流保护的监控。

2.2 供电系统继电保护中的漏电保护

电力系统中绝缘性能下降时，不仅会有漏电发生，而且还会导致电力设备损坏程度加重，甚至发生瓦斯爆炸及短路事故。因此在矿井供电系统中的继电保护中心需要对漏电进行监测和保护。

2.3 供电系统继电保护中的接地保护

当电气设备绝缘受到损坏时，设备的金属外壳及架构则会出现带电现象，在这种情况下，则需要采用接地保护来对设备进行有效的保护。即将电气设备不带电的外漏金属部分与埋在地下的接地极进行有效连接，可以对绝缘损坏情况下的电力设备进行有效的保护。

3 煤矿矿井供电系统的常见故障及其继电保护的作用

3.1 供电系统的常见故障分析

煤矿矿井的供电系统中最常见的故障就是短路。单相接地短路在短路故障中所占比例最大；而相间短路与层间短路则是变压器等电气设备常见的短路形式。以上任何类型的短路故障都会给煤矿企业带来比较严重的后果。短路故障不仅会缩短电路系统中电气设备的使用寿命或发生更为严重的烧毁事故，还会在短路过程中降低系统中的电压。因此，为了有效防止各种异常情况和各类故障对整个供电系统及电气设备造成损坏，可以在供电系统中合理运用继电保护来避免和防止遭到损害。

3.2 供电系统继电保护的作用

（1）矿井供电系统的继电保护装置可以“监视”电路中的电气设备，在设备发生异常情况时，能够及时的发出与此异常相对应的告警信号，进而可以及时让工作人员了解详情，并采取积极的相应解决方式，从而有效的防止普通的异常情况转变为较严重的故障。此外，还能保证供电系统在最短时间内就能恢复稳定性的工作，并盡最大限度的减少异常情况或故障给供电系统带来的负面影响。

（2）矿井供电系统的继电保护装置可以掌握供电系统的实时运行情况，在发生电力系统运行故障或其它异常情况时，可以将发生故障的部分进行及时性地隔离，从而有效预防故障的再扩大化，最终防止故障原件损坏整个供电系统，为整个电路的安全和稳定做保障。

（3）矿井供电系统的继电保护可以针对电路系统进行自动合闸和遥控等远程控制，有利于实现矿井供电系统的自动化。

4 针对煤矿矿井供电系统的继电保护进行定期检查

对于煤矿企业来讲，不仅需要全面检查矿井新安装的电气设备，同时还要定期检验运行中的继电保护。因此运行过程中的继电保护在工作环境和负荷变化等影响下会出现各种各样的问题，通过定期检验可以有效的提高继电保护的性能。当前煤矿企业通常会每年进行一次电气试验，在继电保护设备新安装时，也会在下井前进行一次全面的试验。对于需要对中央变电所进行电气试验时，往往会将试验点选择在井口进风巷处，在运行过程中可以每年都进行一次试验，从而有效的提高矿井供电系统继电保护的安全性能。

5 加强煤矿矿井供电系统继电保护的日常管理

在对煤矿企业供电系统继电保护进行定期检查的基础上，还需要对继电保护做好日常管理，从而有效的提高煤矿企业供电的安全性。通常情况下煤矿矿井供电系统继电保护日常管理工作会从以下几个方面入手：

首先，强化对井下继电保护的管理工作，将具体责任落实到每一个人，同时要开展经常性检查工作。通过制定技术人员及专责电工责任制，来将继电保护管理工作落实到实处。

其次，在对继电保护管理时需要对技术资料的管理进行充分重视。

最后，要做好继电保护维护工作，每一个季度对继电保护进行一定全面的检查和调整。另外，在对设备进行安装、检修和移动时，都需要做好继电保护的检查工作，而且需要将继电保护作为值班人员的日常检查工作。

6 结束语

煤矿企业井下作业安全越来越受到全社会的共同关注，因此需要有效的提高煤矿井下电力系统运行的安全性和可靠性，这就需要科学合理对继电保护装置进行配置，使继电保护装置在煤矿安全生产中更好的发挥出重要作用，确保井下电网运行的安全。特别是在当前科学技术快速发展的新形势下，传统的继电保护装置开始被微型继电保护装置所取代，这就对井下机电技术人员和操作人员在对煤矿供电系统的设计和安装过程中的保护工作提出了更高的要求，从而有效的提高矿井供电系统安全生产水平。

参考文献

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[2]孙猛.矿山继电保护系统相关问题的思考[J].硅谷，2009（22）.

[3]夏蕾，刘亚林，刘亚伟.浅谈供电系统继电保护的可靠性[J].科协论坛（下半月），2010（1）.