選擇性漏電保護在煤礦低壓供電系統中的應用

鮑慧超

（山西長治潞安礦業集團公司漳村煤礦教育科，山西 長治 046032）

選擇性漏電保護在煤礦低壓供電系統中的應用

鮑慧超

（山西長治潞安礦業集團公司漳村煤礦教育科，山西 長治 046032）

煤礦礦井發生的低壓電網漏電往往會因為走電或者是瓦斯而導致爆炸、火災，在非常狹窄的煤礦礦井中，如此的不正常現象會造成人員的傷亡。為此，本文闡述了選擇性漏電保護在煤礦低壓供電系統中的應用，主要包括不同中性點接地方式上選擇性漏電保護的應用、設計以及整定選擇性漏電保護、煤礦低壓漏電保護系統經常碰到的問題，以及增強煤礦低壓漏電保護系統動作穩定性的策略這幾個方面。

煤礦；供電系統；選擇性漏電保護；應用

煤礦井下的環境與生產條件都十分惡劣，大部分為電纜供電，電纜線路經常發生單向漏電或單向接地故障，會引起井下電氣火災、瓦斯煤塵爆炸、電雷管提前引爆以及人身觸電等重大事故。設置完善的選擇性漏電保護，采取切實可行的漏電保護措施，可以減小因漏電而造成的停電事故范圍、減少各用電負荷之間的相互影響，大大提高井下供電系統的安全性和可靠性。我國煤礦井下低壓電網的中性點為不接地方式。一般井下為三級，即總自動饋電開關Q1，分支饋電開關Q2和磁力起動器Q3三級。選擇性漏電保護裝置一般設在總饋電開關和分支饋電開關兩處，而磁力起動器處一般僅設漏電閉鎖保護，亦即采用二級選擇性漏電保護系統。為保證選擇性，上、下級漏電保護裝置之間通過延時來實現動作的選擇性，橫向選擇性多采用零序功率方向保護原理來實現，但總自動饋電開關處的漏電保護裝置通常采用附加直流電源的保護原理。

1 不同中性點接地方式上選擇性漏電保護的應用

針對實施中性點不接地系統來講，電網總對地電容電流和故障線路對地電容之差就是所謂的故障線路電流，它滯后于零序電壓的90度。本線路對地電容電流為所謂的非故障線路電流，它超前于零序電壓的90度。非故障線路跟故障線路電流的大小以及方向等都可以被識別。借助一系列檢漏保護的選用，像是功率方向型、電流方向型、電流型等等，都可以實現漏電保護的選擇。針對實施消弧線圈的接地系統來講，由于消弧線圈的感性電流對單相接地故障過程中的容性電流進行了相應的補償，這樣在進行補償之后出現單相接地故障線路的漏電電流值會小于非故障線路的電流值。為此，功率方向型、電流方向型等業已難以實現選用的需要。當前的重點為采樣排序五次諧波電流而選用三個最大電流的線路，然后對相位進行判別，從而選出方向相反和五次諧波電流最大故障線路來滿足漏電保護需要。

2 設計以及整定選擇性漏電保護

2.1 選擇性漏電保護的作用

選擇性漏電保護的作用是在礦井電網出現單相接地故障的過程中可以迅速地切除故障線路，確保其它非故障線路的順利進行。需要同步地匹配選擇啟動整定值，倘若選用了啟動電流，那么應當使啟動電壓跟它相符合，當然，首先選用了啟動電流，那么也應當使啟動電流跟它相符合。

2.2 礦井低壓系統當的漏電保護選擇性

在多臺分開關與總開關組成系統的過程中，漏電電阻的動作值在11kΩ（660V），20kΩ（1140V）以下，可以進行后備的保護以及選擇性漏電的保護，總開關整定漏電的延長時間為150ms—200ms，而一系列分開關的整定漏電延長時間為0ms—50ms，在某線路出現故障情況的過程中，僅僅故障回路的分開關進行跳閘，而不會對其它線路產生影響，進而實現漏電保護選擇性。

3 煤礦低壓漏電保護系統經常碰到的問題

因為受到傳統意義上供用電思想的影響，當今不少的煤礦礦井依舊實施漏電保護單元與檢漏繼電器相統一的漏電保護系統，這在穩定性、實時性和選擇性等方面面臨著缺陷。煤礦礦井所應用的漏電保護系統的動作整定零序電壓值，不但關聯著分支供電線路的漏電電阻，而且還關系到煤礦礦井中的低壓系統電壓、低壓供電系統容抗等電參量。換言之，因為受到低壓供電系統電容與電壓的制約，這種保護系統會出現較大的動作穩定性與實時性誤差，以及有著比較差的選擇性。盡管在設計低壓供電系統的過程中，業已根據分級跳閘和分級保護的思路對供電系統中總饋開關與反饋開關之間的動作邏輯關系進行調整，可是在進一步延伸的礦井開采深度的影響下，加長了電力電纜的長度，并且分支線路的電容值也出現了改變，即在分支線路發生漏電情況的時候，分支線路開關缺少動作的情況往往會發生，可是饋電總開關依舊出現跳閘等誤動作的情況。在系統的分支線路出現分支開關拒動、分支保護器失效、對稱性漏電（無法自檢分支）等情況的時候，低壓供電系統總保護開關就能夠出現越來越長的動作時間，這樣會增大觸電人員身上的電流值，進而難以確保人員的安全性，并且長時間存在的漏電電流會導致煤塵和沼氣等可燃氣體出現瓦斯爆炸的情況。

4 增強煤礦低壓漏電保護系統動作穩定性的策略分析

動作時間是漏電保護系統動作穩定性的一項關鍵標準。在煤礦井下低壓供電系統當中，除了以磁力啟動器充當末級保護，以及確保它的漏電閉鎖保護動作的穩定性、實時性、靈敏性之外，一系列分支線路饋電開關的漏電保護動作時間需要小于或者是等于50ms，并且應當立足于防止出現瓦斯爆炸的情況和確保工作人員的人身安全，需要設計250ms的總饋電開關漏電動作時間，以及應當配置有著選擇性的漏電保護裝置，只有如此，才可以實現供電系統穩定、實時和選擇性漏電保護動作的實際需要。在改造煤礦井下低壓供電系統或者是技術的過程中，應當認真地根據我國的行業規范與有關的要求，設置出綜合保護系統，并且確保它的動作穩定、靈敏性以及功能的完善性，只有如此，才能夠確保在分支線路出現故障的過程中，漏電保護系統選擇性動作的穩定性和安全性。

5 結語

綜上所述，在電網發生漏電情況的過程中，選擇性漏電保護裝置能夠自動地將故障信號進行發送，要么是對故障支路電源進行實時地切斷，也只有如此，才可以及時地避免出現相應的故障，最終確保供電的穩定性。近些年以來，我國一直非常關注煤礦企業的安全工作，本文所牽涉到的煤礦低壓供電系統中選擇性漏電保護的應用，它的目的是為了給煤礦礦井提供相應的指導和參考作用，進而防止煤礦礦井的作業發生漏電的情況，從而保障煤礦礦井用電的穩定性和安全性。

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鮑慧超（1975—），女，漢族，山西長治人，1996年畢業于焦作工學院機電專業，現在潞安集團漳村煤礦從事技術培訓工作，助理工程師。