淺議煤礦高壓供電系統保護裝置

摘 要：煤礦安全事故的頻繁發生，國家和企業對煤礦的安全生產越來越重視。隨著計算機技術、微電子技術、網絡技術的不斷發展，越來越多的煤礦電氣設備與高壓供電系統保護和監控設備不斷的被研發出來，對煤礦的高壓系統進行保護，大大的增加了煤礦高壓系統的可靠性與安全性，保證煤礦企業的生產安全、有序、高效的進行。文章通過對煤礦高壓系統的保護類型進行分析，研究保護煤礦高壓供電系統的裝置。

關鍵詞：煤礦；高壓供電系統；保護裝置

中圖分類號：TD61 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）3-0097-02

煤電電氣設備與供電系統是煤礦安全系統的重要組成成分，對煤礦產業的安全起著相當重要的作用。為了加強與執行煤礦產業的安全保護工作，應該重點的對煤礦電氣設備和供電系統進行保護，這對防止發生煤礦安全事故具有相當重要的作用。

1 常見的煤礦高壓供電系統的保護類型

1.1 防過流保護類型

在煤礦高壓供電系統運行的時候，常常出現由于短路導致的現象，線路短路導致電氣設備超負荷運轉，這時電網就會產生過流，過流導致的結果就是線路被燒斷，從而引起火災等事故。所以，在對過流現象進行保護之前，應該根據引起過流的具體原因，以及過流的類型進行分類保護，一般采用過載保護與短路保護兩種方法。

1.2 防漏電保護類型

在煤礦的高壓供電網絡中，一般都會在電網的周圍安裝絕緣子進行保護，但是由于絕緣子中都有電阻，所以黨供電設備在長期運行的過程中，會導致供電設備的內部溫度會升高，導致絕緣子的性能降低，長期下去，就會導致設備出現漏電的現象。漏電現象一般不會對工作人員造成傷害，但是能夠不斷的侵害供電設備，導致供電設備在運行的過程中漏電產生火花，由于煤礦的空氣中含有大量的瓦斯，所以當瓦斯碰到火花的時候，很容易發生安全事故。所以，在對漏電現象進行保護的時候，應該對引起供電裝置漏電的原因進行分析，對絕緣性能不高的絕緣子進行及時的更換，防止供電設備漏電現象的發生。

1.3 接地保護類型

接地保護措施能夠有效的預防電氣設備由于絕緣金屬外殼損壞而導致的設備帶電的現象出現。由于這種現象對人類的生命安全的影響是巨大的，所以應該采用接地保護措施，嚴格的控制接地保護裝置的電阻不大于國家規定的范圍，這樣做能夠有效的降低由于電氣設備帶電經過人體的電流小于人體能夠承受的極限電流。

1.4 高壓與欠壓保護類型

供電設備在高壓的工作環境中，長期處于大電流的環境，所做的無用功會不斷的增加，這樣就會導致電氣設備的溫度不斷的升高，消耗的電量也逐漸的增加，甚至會將電氣設備燒壞。當供電設備長期處于低壓工作環境的時候，電氣設備的實際功率低于額定功率，但是實際的工作過程中，還是按照額定功率的程序進行工作，這樣就會導致電流迅速的增大，這樣電氣設備做的無用功將會更多，大大的降低電氣設備的使用壽命。所以，在進行高壓保護的時候，當電壓超過額定電壓的125%的時候供電保護裝置啟動進行保護；在進行欠壓保護的時候，當電壓低于額定電壓的75%的時候供電保護裝置啟動進行保護。

2 煤礦高壓供電系統保護裝置

2.1 煤礦高壓供電系統接地保護裝置

現行的煤礦對高壓供電系統接地保護的裝置一般采用BLD-2、BLD-3以及ZD-4型接地保護裝置。這幾種接地保護裝置在設計上保留了反應跳閘的條件，并且都采用了動作與信號的保護方式，這種高壓供電系統出現電力網單相接地現象的時候，提供了充足的反應時間。并且，安置在地面變電站的選擇性接地保護裝置，會對所有線路中的單相接地現行進行監控，當出現問題的時候及時的發出報警信號，提醒相關的工作人員進行修理。并且，這種接地保護裝置發出信號的時間比傳統的絕緣監控裝置要短，無論是在發出信號通知檢修人員發現，到工作人員逐漸進行線路排查，再到最終確定那條線路發生單相接地等時間的確定都有明顯的縮短，這對及時的安排停電處理，降低停電造成的經濟損失是很大的幫助的。此外，目前的接地保護裝置的性能還在不斷的增強中，例如BLD-3型接地保護裝置在高線線路的抗干擾能力大大的增強了。

2.2 煤礦高壓供電系統繼電保護裝置

目前我國在煤礦中應用的繼電保護裝置一般分為集成電路以及微機電路兩種類型。集成電路式保護裝置由許多小的集成電路組成故障的判斷單元，并且通過磁保持原件組成保護裝置的記憶系統，對發生的故障進行記錄，然后采用RC器進行保護，經常被應用在一些中性點不接地的供電系統中。這種保護裝置的優點是：經濟效益好，操作難度低，缺點是占地面積大，精確度不高，各種參數值不好確定等。微機式保護裝置，一般多應用spem系列以及sepeam2000系列保護裝置，其特點是直接與短路器相連，能夠根據煤礦重要設備的具體特點來提供相應的高壓保護方案，并且這種技術目前已經實現了智能化的技術，更好的對高壓供電系統進行保護。

2.3 煤礦高壓電力系統防短路保護裝置

這種保護裝置的原理是迅速的將電力切斷，從而保護各種短路引起故障。在進行短路保護的時候，應該在保護范圍的末端的最小短路電流進行測定，并且為了保證電路的安全，炫動的最小電力定植應該盡可能的小。供電裝置在運行的過程中會產生相當大的電流，這種電流會對短路保護裝置的電流判斷產生影響，從而導致判斷失誤現象的發生。同時，在饋電開關出現短路的時候，母線的電壓會迅速的降低，這種反饋作用也會跟隨母線的電壓的見地而導致短路保護裝置產生誤判。所以，在安裝短路保護裝置的時候，應該采用相敏保護裝置，這樣既能滿足保護的靈敏性，又能保證短路保護裝置的判斷準確率。

2.4 煤礦高壓電力系統電壓保護裝置

這種保護裝置一般與零序過壓共同運行，但是一般不進行跳閘保護，僅僅只是發出警告信號。因為，當高壓供電系統一旦出現過高壓的情況，對整個供電系統網絡都能產生影響，如果這個時候跳閘，停電的面積會相當的廣。通過采用電壓保護裝置，能夠通過對電壓信號進行檢測，從而實現供電系統對穩定電壓故障的保護。

2.5 煤礦高壓電力系統防爆型真空開關保護裝置

這種保護裝置一般只采用單一保護的機制，如只保護線路，只保護變壓器等中壓設備，這種裝置一般為單一的CPU結構，對CPU的壓力相對來說比較大，并且在保護速度方面以及準準確度方面都存在著很大的問題。但是，目前我國已經開發了一種新型的CPU保護硬件，通過軟件控制，來實現對高壓線路、變壓器等供電設備進行保護，實現了這種保護裝置操作簡單、維修方便的保護途徑。

3 結 語

目前我國的煤礦高壓供電系統正在不斷的完善當中，隨著科技的不斷發展，對高壓供電系統的保護技術也在不斷的更新中，并且還研發了許多保護裝置，大大地提高了我國煤礦高壓供電系統的安全性，從而實現煤礦企業安全、高效的運行。

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