基于煤矿供电设备中电气保护的探究

李冠群

摘 要：如今，我国煤矿科技发展十分迅猛，煤矿开采的自动化、机械化水平日新月异，与日俱增，同时这些煤矿机械设备的运作时刻都离不开电能的供应，而矿井的生产作业环境十分恶劣，不但阴暗潮湿，而且井内空气中常常混杂着大量的易燃易爆气体，在日常作业中，矿井供电设备很容易造成各种不确定因素的影响，出现各种各样的机械故障。煤矿企业必须明确矿井对供电设备的安全性要求，同时做好矿井供电设备的保护工作。

关键词：煤矿；供电设备；电气保护

中图分类号：TD611 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）33-0141-02

Abstract： Nowadays， our country's science and technology in coal mine development is swift and violent， the coal mine mining automation， the mechanization level changes with each passing day， grows day by day. At the same time these coal mine machinery equipment operation time cannot leave the electric energy supply. The operating environment of mine sanitation plant is very bad， not only dark and humid， but also the air in the shaft is often mixed with a large number of flammable and explosive gas. In daily work， the mine's power supply equipment can easily cause the impact due to various uncertain factors. There are all kinds of mechanical problems. Coal mine enterprises must be clear about the safety requirements of mine power supply equipment， and at the same time do a good job of the protection of mine power supply equipment.

Keywords： coal mine； power supply equipment； electrical protection

1 煤矿供电设备电气保护技术的应用现状

现如今，高压防爆配电装置和移动变电站等都属于我国常用的煤矿供电设备，通过接地保护、过流保护以及漏电保护来进一步保障供电设备的安全性和可靠性。一般情况下，电气保护装置都是建立在电磁感应的基础上，同时具有自我调节的优势，不但可以有效阻止短路和瞬间电压过大的问题，同时还具有安全可靠的优势。在科学技术不断进步的背景下，在进行煤矿供电设备保护时，已经广泛采用数字式继电器保护装置，不但有效提升了工作效率，为煤矿企业带来了巨大的收益，而且还能够大幅提高供电设备的安全可靠性和保护装置的自动化水平。

2 煤矿供电设备目前存在的缺陷和问题

2.1 电源设计有待进一步完善和改进

当前，绝大多数煤矿企业都处在扩大生产规模的阶段，往往忽视了电源设计问题，从而使电源在实际应用过程中存在很多安全漏洞，同时埋下了巨大的安全隐患。在电力设备不断增多的同时，煤矿生产过程中消耗的电能越来越多，只有在安全用电环境下，才能在巨大用电压力的情况下，保持正常运作，而电源设备的不科学合理，将无法保障供电安全。在矿井下使用最频繁的电源就是双回路式线路，可以切实保障煤矿用电安全，但是，一部分企业由于抗拒不了巨大利益诱惑，在实际生产过程中，没有严格按照相关要求安装双回路式线路电源，这样一来，将给煤矿生产构成极大的威胁，直接危及矿上工人的人身安全以及企业的社会地位、威望。

2.2 矿井下超远距离供电存在很大危险

在煤炭开采作业线不断拉长的背景下，供电距离也随之变得越来越长，因此，矿井环境很容易影响到超远距离供电效果，同时存在诸多不利因素。这种超远距离供电，严重影响了电压的供电水平，不但增加了电能损耗成本，而且还容易影响电力供电设备的运行效率，同时很容易损伤电力设备，让企业蒙受巨大经济损失。矿井下超远距离供电，使电极不能够达到长久稳定工作。同时，既不能满足电力设备的实际运行需求，又不能真正保障电力运行安全。此外，还加大了煤矿安全生产的风险。

2.3 电气设备保护措施有待进一步完善

矿井内工作环境十分复杂，存在很多不确定因素，在这种环境下，供电设备承担的相应风险和责任更大。因此，既要有效提升煤矿开采效率，又要在充满易燃易爆气体的环境下保证正常、安全运行，不难发现，煤矿开采过程中电气保护设备在其中发挥了巨大作用。一旦电气设备保护措施出现漏洞，将直接导致供电设备暴露在礦井下，不能正常供电，极易引发安全事故，从而给煤矿企业的声誉和利益带来巨大损失。

2.4 电气设备超负荷工作

在这物欲横流的社会，很多煤矿企业只追求经济利益，将企业经营重心放在生产经营收益上，常常存在这种想法，对电气化设备和相关系统进行一次投入，终身使用的错误思想，通常不够重视电气设备的后期维护工作，不能深谋远虑，只贪图眼前利益。因此，现在很多煤矿企业都存在长期超负荷运作的机器设备，与此同时，煤矿设备的运行环境通常都是十分恶劣的，很容易使设备出现各种各样的故障，一旦事故发生，那么带来的经济损失将是不可估量的。

2.5 线路问题

此外，煤矿电气设备在实际运行过程中，也常常受到线路的影响，线路一旦出现问题，很可能进一步引发安全事故，同时存在生产运行的各个环节中，所以，煤矿企业领导和相关部门必须高度重视线路问题，事关重大。电气设备线路彼此之间存在很强的关联性，一旦线路发生故障，整个安全、生产以及通信都会相应受到牵连，不能正常运作，导致矿井不能继续正常作业，大大增加了安全事故发生的概率，因此，在进行煤矿生产时，必须对电气设备的线路维护问题给予高度重视和相应支持，真正保障设备安全运行。

3 针对煤矿供电设备电气保护技术进行详细分析

3.1 对煤矿高压开关设备应用电气保护技术

高压开关柜常常被应用于地面变电站和煤矿井下中央变电站工作中。一般而言，继电保护装置需要安装在继电工作室内或按照国家相关规定独立构成保护屏，进而有效保障高压开关设备。在过去开采过程中，所采用的电磁感应继电保护装置已经不能适应时代发展的需要，已经逐渐被微机保护装置取而代之。新型微处理机保护器具有很多强大的优势，不但功能强大，而且结构构造相对简单，井下生产的安全生产十分有利，同时推动了电力设备和自动保护装置监测技术长足发展。进而切实保障了煤矿企业生产的安全性和高效性，进而有效降低了高压安全柜引发的电气事故。

3.2 针对煤矿低压供电设备采取的电气保护技术

电气保护装置对于煤矿低压供电设备来说，是不可或缺的重要组成部分，电气保护装置主要以插件的形式被安装在开关设备内部结构中，倘若供电设备的开关不幸发生漏电，电气保护装置会立刻自动开启智能开关来保证低压供电设备的正常运行。电气保护技术还可以协助主回路中的保护装置工作，共同完成对煤矿供电设备的保护工作。现阶段，低压供电设备电气保护装置的发展日新月异，突飞猛进，在此期间，充分利用了零序电压法和集中控制模式。集中控制模式对数据判断的准确性提升大有益处，同时更加高效、顺利地完成了分散性漏电保护工作，但零序电压法虽然可以随时收集分析供电设备的可疑数据，对于供电设备的电容和电压故障，可以实现自动修复，大大提高了供电设备异常测量精度。煤矿低压供电设备的电气保护技术，真正保证了供电系统的安全运行，为煤矿事业的可持续发展奠定了坚实的基础。

3.3 煤矿供电设备接地保护技术

大多数时候，电气设备的金属外壳是不带电荷的，而设备绝缘装置一旦出现故障损坏，很可能引发漏电、触电的危险。现阶段，我国已经颁布了相关的规范和标准，来制定触电的安全极限，要求交流电的电流值控制在30毫安以内。在接通接地保护装置时，需要保证经过人身体的电流控制在极限电流值内。因此，将接地的电流值控制在规定范围内是十分关键的，只有这样，才能够确保电流的安全性，将接触电流的危险性置于可控范围内。

3.4 煤矿供电设备漏电保护技术

如果电源绝缘电阻的数值小于国家规定的极限值，一旦工作人员触及，很可能造成人身危害，不但使设备遭到损坏引发短路问题，甚至会出现漏电危险，危及人身安全。在井下供电系统中，安装漏电保护装置显得尤为关键，不但可以对整个系统进行绝缘监视，而且还可以起到漏电保护的作用，同时参照保护功能特点，分为无选择性漏电保护和有选择性漏电保护两大类。

有选择漏电保护通常都是采用零序保护电流工作原则原理，一般都是建立在零序电流互感器的基础上逐步发展起来的。一般需要把直流电流附加到对地绝缘电阻的检测回路中，同时可以实时监视电流，此外，还可以直观呈现出电流的变化情况，以便实现监测绝缘电阻的效果。事实上，此装置还需要同低压自耦多年馈电总开关配合使用。存在不容易判断漏电的故障和原因、停电波及范围广的缺陷。优点在于工作可靠性高，结构简单，尽管不能进行大规模使用，但是还能够应用在一定范围内。

3.5 变电站自动化系统的电气保护技术

时代在发展，科技在进步，供电设备的自动化水平也是芝麻开花节节高，煤矿企业也深刻意识到，只有切实保障变电站自动化系统的安全性，才能保护供电设备的安全高效运行。目前，世界各国都高度重视和关注变电站自动化系统的电气保护工作。同时，研发出很多安全高效的电气保护装置，比如我国北京德威特集团的微机智能自动化保护系统DVP-600系列，已经在煤矿电气领域发挥出自身的巨大优势，有效降低了我国煤矿电气安全事故的发生频率。

3.6 矿山新型综合保护装置保护方法

煤矿井下的施工作业环境十分恶劣，复杂，同时开关设备的种类花样繁出，结构复杂多样，无形中给安装工作加大了难度，此外，还需要做好防爆安全措施，因此，需要在煤矿企业普遍使用变电站综合自动化系统。新型的综合保护装置具备很多优势，不仅占地面积小，而且接口标准很是规范，同时保护模块具有方便维修、高可靠性以及性价比高等诸多优势。操作选用的仪器不但拥有高效的嵌入式系统，开放式硬件系统以及多道开发程序共同完成任务，同时利于技术人员之间的交流沟通。

4 结束语

总而言之，在煤炭开采企业的发展过程中，煤矿的安全生产在其中发挥着重中之重的作用，因此，煤矿企业需要不断完善煤矿供电设备的电气保护技术。同时所有相关人员必须熟练掌握煤矿供电设備中电气保护所有相关要求，潜心专研和创新相关的煤矿供电设备中电气保护技术，以有效避免煤矿供电设备安全事故的发生。为我国煤矿事业的顺利发展，保驾护航。

参考文献：

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