淺談煤礦井下安全供電及繼電保護措施

丁栓栓

(山西鄉寧焦煤集團神角煤業有限公司,山西臨汾 042100)

淺談煤礦井下安全供電及繼電保護措施

丁栓栓

(山西鄉寧焦煤集團神角煤業有限公司,山西臨汾 042100)

本文論述了煤礦井下安全供電方式的選用，以及煤礦井下供電系統繼電保護措施，對實現礦井安全供電具有一定的借鑒意義。

煤礦 安全供電 繼電保護

隨著我國科技技術的迅速發展，煤礦井下電力系統也得到了很大的發展，電網的結構變得越來越復雜，變電站的覆蓋面越來越廣，負載越來越多，這就使得電網故障頻繁的發生，繼電保護是電力系統的重要組成部分，也就發揮了重要的作用。特別是在變電站電力系統運行的過程中，出現故障或者不能正常運行時，電力系統的電氣量會發生非常顯著的變化，繼電保護就是根據電氣量的變化測量值與系統正常時的電氣參數的對比，來檢測故障類型和故障的范圍，以便有選擇的切除故障。所以說繼電保護在煤礦井下安全供電系統中發揮著重要的作用。

1 繼電保護在煤礦井下電力系統中的任務

繼電保護是電力系統安全、穩定運行的可靠保證。繼電保護的功能是將檢測到的電氣量與整定值進行比較，在越過整定值或邊界時就動作。切除故障，發現不正常狀態。繼電保護在煤礦井下電力系統中的任務主要表現在以下兩個方面。

（1）繼電保護是在當被保護的電力系統元件發生故障時，應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給距離故障元件最近的斷路器發出跳閘命令，使故障元件及時從系統中斷開，以最大限度地減少對電力元件本身的損壞，降低對電力系統安全供電的影響。

（2）繼電保護能反應電氣設備的不正常工作情況，并根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發出信號，以便值班人員進行處理，或由裝置自動進行調整，或將那些急需運行而會引起事故的電氣設備予以切除。

2 煤礦井下安全供電方式的選用

2.1 TN供電方式

作為一種零供電保護系統的TN供電，它的保護線是借助地面跟中性點的接觸，其它的部分都連接保護線，在電源位置要求連接保護線的中性點，進而使得三相電網系統組成。在電路系統出現異常的時候，例如，不按照要求操作或裝置部分損壞而造成電氣設施的外殼帶電，這樣TN供電系統當中的熔斷器由于流經太大的電流而導致熔斷，要么因為自動地斷開空氣開關對電路進行切斷，進而體現保護的功能。當前的TN供電被完善和改進，不斷出現了一些新的供電形勢，像是TN—C、TN—C—S，TN—S等。當前，在三相用電設施應用TN—C、在工業和建筑領域應用TN—S，而在煤礦井下應用TN—C—S，這是由于TN—C—S有著較高的安全系數和設置簡單。

2.2 IT供電方式

作為一種三相三線的供電保護系統，IT供電方式的工作原理是連接地面和供電系統當中的全部用電設施，不將電源中性點接地，進而保護供電。在電路當中的用電設施外殼帶電或出現漏電情況的時候，地面跟外殼電流形成通路而出現跨步電壓，這對操作工作者的生命安全不利。在礦井的工作環境中，通常要求比較高的供電系統性能，倘若發生斷電而未實時維修的現象，就會導致比較嚴重的后果，即使斷電也需要通過替代設施維持礦井通風機的順利工作。IT供電方式的特點是有著較高的安全性和較強的穩定性，非常適宜在中小型煤礦井下應用，然而它的缺陷是不適宜大型煤礦井下的作業。

2.3 TT供電方式

TT電供電方式的主要特點是：第一，TT供電在接地安裝時作用于礦區的范圍十分有限。它要求消耗比較多的材料，特別是消耗比較多的鋼材，并且在消耗之后不可以加以回收應用。第二，如果系統當中的電氣設施的外殼是金屬的，在電氣設施出現漏電情況的時候，系統可以通過接地而盡量地減少觸電現象的出現。在煤礦井下的時候，倘若煤礦井下的地面比較潮濕，那么TT供電方式就會放大大地對人體的導電性，進而有著比較高的危險性。第三，倘若漏電電流比較小，那么就難以及時地熔斷熔斷器，為此，還應當應用漏電保護器。為了確保盡可能地安全，還能夠對智能漏電保護系統進行選擇性地配置，關鍵的組成部分是二總線通信接口、分支保護，以及總保護。各個分支保護對煤礦礦井的數據進行檢測且可以借助二總線進行通信。因此，這樣的供電方式很少應用于煤礦礦井中。

3 煤礦井下的繼電保護措施

第一，繼電保護設備可以監視電氣設備的運行狀態，倘若出現不正常的現象，那么就可以將告警信號發出，進而讓工作者對情況進行及時地把握，且實施一定的應對策略，可以避免不正常的現象往嚴重的故障擴展。繼電保護設備可以保障供電系統在較短的時間內恢復正常工作，盡量地減少不正常現象或故障對供電系統的影響。

第二，能夠借助繼電保護設備實時地掌握供電系統的工作狀態，倘若發生一些不正常的情況或電力系統故障，可以實時地隔離故障部分，進而可以有效地避免擴大故障范圍。關鍵是借助繼電保護設備對出現故障電路元件周圍的電路實施跳閘，進而切斷電路，從而保護電路。如此能夠有效地避免故障元件對全部供電系統造成的損害，進而確保全部電路的安全性與穩定性。

第三，繼電保護設備應用于煤礦供電系統中，可以遠程控制電路，這對于實現供電系統的自動化非常有益，能夠借助繼電保護設備對電路系統實施遙控和自動合閘。

4 結語

總之，煤礦井下供電系統是在一個復雜的環境中運行，提高其運行安全可靠性是一項系統、復雜、長期持久的工作，必須結合煤礦井下開采的實際情況，將人力、物力、環境等多方面因素有機結合起來，整體協調配合進行充分考慮設計，制訂完善井下安全供電措施方案，有效提高煤礦井下供電系統供電可靠性，保障井下煤礦開采安全穩定、節能經濟的高效進行。特別在社會經濟不斷進步的影響下，煤礦井下的生產技術要求也越來越高，這亟需提高煤礦井下的電力系統的安全技術，只有確保煤礦井下的安全用電，才可以確保煤礦的正常生產。

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[2]董群山.淺談自動化控制技術在電力系統的應用[J].東方企業文化,2011(12).

[3]張瑋.計算機技術在電力系統自動化中的應用[J].科技資訊,2009(30).

丁栓栓（1969-）,男,漢族,山西臨汾人,2010年6月在山西煤炭干部管理學院。現在山西鄉寧焦煤集團神角煤業有限公司從事機電技術與管理工作,助理工程師。