選擇性漏電保護在煤礦低壓供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

鮑慧超

（山西長治潞安礦業(yè)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(tǒng)中的應(yīng)用

鮑慧超

（山西長治潞安礦業(yè)集團公司漳村煤礦教育科，山西 長治 046032）

煤礦礦井發(fā)生的低壓電網(wǎng)漏電往往會因為走電或者是瓦斯而導(dǎo)致爆炸、火災(zāi)，在非常狹窄的煤礦礦井中，如此的不正常現(xiàn)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(tǒng)中的應(yīng)用，主要包括不同中性點接地方式上選擇性漏電保護的應(yīng)用、設(shè)計以及整定選擇性漏電保護、煤礦低壓漏電保護系統(tǒng)經(jīng)常碰到的問題，以及增強煤礦低壓漏電保護系統(tǒng)動作穩(wěn)定性的策略這幾個方面。

煤礦；供電系統(tǒng)；選擇性漏電保護；應(yīng)用

煤礦井下的環(huán)境與生產(chǎn)條件都十分惡劣，大部分為電纜供電，電纜線路經(jīng)常發(fā)生單向漏電或單向接地故障，會引起井下電氣火災(zāi)、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(shè)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(tǒng)的安全性和可靠性。我國煤礦井下低壓電網(wǎng)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(guān)Q1，分支饋電開關(guān)Q2和磁力起動器Q3三級。選擇性漏電保護裝置一般設(shè)在總饋電開關(guān)和分支饋電開關(guān)兩處，而磁力起動器處一般僅設(shè)漏電閉鎖保護，亦即采用二級選擇性漏電保護系統(tǒng)。為保證選擇性，上、下級漏電保護裝置之間通過延時來實現(xiàn)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(xiàn)，但總自動饋電開關(guān)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(yīng)用

針對實施中性點不接地系統(tǒng)來講，電網(wǎng)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(xiàn)漏電保護的選擇。針對實施消弧線圈的接地系統(tǒng)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(yīng)的補償，這樣在進行補償之后出現(xiàn)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(yè)已難以實現(xiàn)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(shè)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(wǎng)出現(xiàn)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(yīng)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(yīng)當使啟動電流跟它相符合。

2.2 礦井低壓系統(tǒng)當?shù)穆╇姳Ｗo選擇性

在多臺分開關(guān)與總開關(guān)組成系統(tǒng)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(guān)整定漏電的延長時間為150ms—200ms，而一系列分開關(guān)的整定漏電延長時間為0ms—50ms，在某線路出現(xiàn)故障情況的過程中，僅僅故障回路的分開關(guān)進行跳閘，而不會對其它線路產(chǎn)生影響，進而實現(xiàn)漏電保護選擇性。

3 煤礦低壓漏電保護系統(tǒng)經(jīng)常碰到的問題

因為受到傳統(tǒng)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(tǒng)一的漏電保護系統(tǒng)，這在穩(wěn)定性、實時性和選擇性等方面面臨著缺陷。煤礦礦井所應(yīng)用的漏電保護系統(tǒng)的動作整定零序電壓值，不但關(guān)聯(lián)著分支供電線路的漏電電阻，而且還關(guān)系到煤礦礦井中的低壓系統(tǒng)電壓、低壓供電系統(tǒng)容抗等電參量。換言之，因為受到低壓供電系統(tǒng)電容與電壓的制約，這種保護系統(tǒng)會出現(xiàn)較大的動作穩(wěn)定性與實時性誤差，以及有著比較差的選擇性。盡管在設(shè)計低壓供電系統(tǒng)的過程中，業(yè)已根據(jù)分級跳閘和分級保護的思路對供電系統(tǒng)中總饋開關(guān)與反饋開關(guān)之間的動作邏輯關(guān)系進行調(diào)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(xiàn)了改變，即在分支線路發(fā)生漏電情況的時候，分支線路開關(guān)缺少動作的情況往往會發(fā)生，可是饋電總開關(guān)依舊出現(xiàn)跳閘等誤動作的情況。在系統(tǒng)的分支線路出現(xiàn)分支開關(guān)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(tǒng)總保護開關(guān)就能夠出現(xiàn)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(dǎo)致煤塵和沼氣等可燃氣體出現(xiàn)瓦斯爆炸的情況。

4 增強煤礦低壓漏電保護系統(tǒng)動作穩(wěn)定性的策略分析

動作時間是漏電保護系統(tǒng)動作穩(wěn)定性的一項關(guān)鍵標準。在煤礦井下低壓供電系統(tǒng)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(wěn)定性、實時性、靈敏性之外，一系列分支線路饋電開關(guān)的漏電保護動作時間需要小于或者是等于50ms，并且應(yīng)當立足于防止出現(xiàn)瓦斯爆炸的情況和確保工作人員的人身安全，需要設(shè)計250ms的總饋電開關(guān)漏電動作時間，以及應(yīng)當配置有著選擇性的漏電保護裝置，只有如此，才可以實現(xiàn)供電系統(tǒng)穩(wěn)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(tǒng)或者是技術(shù)的過程中，應(yīng)當認真地根據(jù)我國的行業(yè)規(guī)范與有關(guān)的要求，設(shè)置出綜合保護系統(tǒng)，并且確保它的動作穩(wěn)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(xiàn)故障的過程中，漏電保護系統(tǒng)選擇性動作的穩(wěn)定性和安全性。

5 結(jié)語

綜上所述，在電網(wǎng)發(fā)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(fā)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(xiàn)相應(yīng)的故障，最終確保供電的穩(wěn)定性。近些年以來，我國一直非常關(guān)注煤礦企業(yè)的安全工作，本文所牽涉到的煤礦低壓供電系統(tǒng)中選擇性漏電保護的應(yīng)用，它的目的是為了給煤礦礦井提供相應(yīng)的指導(dǎo)和參考作用，進而防止煤礦礦井的作業(yè)發(fā)生漏電的情況，從而保障煤礦礦井用電的穩(wěn)定性和安全性。

［1］牟龍華，孟慶海，劉建華.可通信式智能選擇性漏電保護系統(tǒng)的研究［J］.電工技術(shù)學(xué)報，2003（1）：25-26.

［2］梁翼龍，孟潤泉，等.井下高壓電網(wǎng)智能化綜合保護系統(tǒng)的研究［J］.煤礦機電，2004（2）：80-82.

［3］唐翔等.自然直流選擇性漏電保護原理分析［J］.工礦自動化，2002（3）：22-23.

鮑慧超（1975—），女，漢族，山西長治人，1996年畢業(yè)于焦作工學(xué)院機電專業(yè)，現(xiàn)在潞安集團漳村煤礦從事技術(shù)培訓(xùn)工作，助理工程師。