淺析煤礦供電保護及其改進

摘 要：隨著我國社會經濟不斷發展，社會生產對資源的需求量越來越高。煤炭作為提高社會生產量的重要能源，加強我國煤礦開采工作對社會經濟發展有著重要影響。如今煤礦機械化水平不斷提高，對供電保護系統也提出了更高的要求。做好煤礦供電保護工作能夠提高煤礦開采的可靠性、安全性、穩定性，對煤炭行業發展尤為重要。本文重點探究煤礦供電保護裝置中的現存問題，進而提出相應的改進措施。

關鍵詞：煤礦開采；供電保護；現存問題；改進措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.055

0 引言

煤礦生產行業作為高危行業之一。供電系統作為整個煤炭生產系統中重要一環，對煤礦生產的安全性、穩定性有著重要影響。由于礦井下的環境比較潮濕，并且存在很多瓦斯氣體與灰塵，遇火很容易產生空氣爆炸，對工人生命財產造成威脅。誠然，煤炭開采中的供電系統存在一定的安全隱患，很多礦井事故也是因供電保護系統造成的結果。因此，煤礦生產企業必須要制定相應的供電保護管理措施，全面提高供電系統的安全性，這樣才能夠保障煤礦企業的經濟效益與社會效益。

1 煤礦供電保護系統現存問題

1.1 漏電問題

由于煤礦生產環境非常惡劣，供電系統在長期使用中會產生線路老化問題，再加上線路接地問題，會因為線路碰撞、空氣潮濕產生非金屬接地現象。這種現象由于很難發現，在前期也不會產生明顯影響，這就埋下了安全隱患，接地線路系統隔熱層會逐漸老化、熱化，只有接地電路達到一定程度供電系統才會跳閘。在低壓供電系統中，低壓系統漏電主要是由于摩擦、擠壓造成的，特別是在比較惡劣的礦井下，要求低壓系統中的變壓器出線開關位置設置接地電阻，電阻會經過PT接地，主要用于測量回路電阻。簡單來說，低壓系統接地就是提高接地零序電流，從而使線路異常并聯達到補償目的，因此，選擇性漏電在低壓系統中作用非常局限。

1.2 短路故障越級跳閘問題

在高壓供電系統當中，通常會出現短路故障越級跳閘問題。由于近些年高壓機供電系統的應用愈加廣泛，高壓供電系統也是由單一電壓控制轉變為多級控制方式。如果干線電纜長度較短時，各級線路首尾兩端所產生電流也會變小，從而出現瞬時速斷保護裝置無法很好的整定配合，無法憑借電流數值確定選擇性要求。但是在實際工作中，由于礦井內部環境因素的限制，不能僅通過延長電纜或采用大電阻改變這一問題，甚至會影響礦井開采工作。此外，很多電路系統短路問題很難判斷是金屬短路還是非金屬短路，加大了判斷短路點位的難度，越級跳閘問題也非常難以解決。

1.3 供電系統距離控制問題

很多大型礦井中的供電系統非常復雜，需要重點考慮線路距離和負載問題，如果線路長度過長、負載量過大，會對整個供電系統造成不同程度的影響。供電系統控制距離如果較短，就無法滿足大型礦井開采需求，造成煤礦開采工作面臨啟動困難問題，甚至會提高煤礦開采的安全隱患。

2 煤礦供電保護系統改進措施

2.1 限時速斷保護裝置

在對限時速斷保護進行優化設置中，需要分成三個保護階段，10KV出現開關位置的動作電流會自動繞過井下電網線路末端，并根據最大運行方式下三相短路標準進行設定。經過實踐應用表明，瞬時速斷保護在最小運作方式下出現兩相短路時最大程度上防護電網線路總長的1/5左右，其余的4/5線路則需要限時速斷保護進行整定保護。針對母線間的短路電流差距問題，需要根據統一標準靈敏度系數進行設定，這樣能夠保障最小運行狀態下電網線路末端產生兩相短路問題時，具有足夠的靈敏度，從而降低越級跳閘問題。簡單來說就是在保障相關設備最大工作負荷條件下，供電系統中最大容量電動機能夠滿足短時間最大電流供應需求。如果供電系統末端最小運行兩相電流感應到1.5以上的靈敏度時，采用定時限過流保護措施就能夠實現線路全長保護。 一般根據礦井下防爆電動機實際運行狀態，可以將啟動電流數值限制在5.5倍左右，從而優化改進供電保護系統。

2.2 供電系統優化

供電系統優化工作必須要保障后備防護的完整性以及高靈敏度，瞬時速斷能夠對線路的1/5～4/5進行快速防護；限時速斷能夠對全程線路進行防護工作；定時限流是整個電路系統的后備防護，通過對這三點進行分析，上級保護系統能夠為下級系統提供后備防護，這樣即可保障整個電路系統的可靠性。供電保護系統主要有兩種，一種是縱向選擇；另一種是橫向選擇。其中，縱向選擇需要限時速斷三層短階梯式保護與動作電流相結合；橫向選擇一般需要過流保護。在應用有限電流抗器過程中，會造成瞬時速斷動作電流產生較大差距，中央線變成母線時會產生短路問題，短路電流數值也會低于首端動作電流，這樣就能夠在一定程度上阻斷瞬時速斷開關，這樣就能夠降低越級跳閘的可能性。在設置限時速斷裝置時，需要分為三個短階梯，依次是0.6S、0.4S、0.2S，這樣就能夠保障線路的縱向選擇性。想要減少各級之間短路電路差距，需要對動作電流整定系統進行設置，通過調整時限產別來實現縱向選擇性，從而降低越級跳閘問題。由于瞬時速斷只能保護線路的1/5，兩相短路能夠實現無時限跳閘，從而保障整個供電系統的安全性。如果出現三相短路問題時，瞬時速度斷能夠實時保護4/5的線路，從而實現全程線路保護。瞬時速斷和限時速斷在功能上存在一定差異，如果保護短路電流低于動作電力時，采用限時速斷會降低對變壓器的電流沖擊，并且防范范圍更加廣泛。

3 結束語

為了提高煤礦開采的安全性與可靠性，必須要不斷改進供電保護系統，穩定供電保護系統的運行狀態，從而避免因供電保護系統的原因造成安全隱患。因此，煤礦生產企業必須要全面、綜合分析整個供電系統，并且要注意每個細節性工作，這樣才能夠全面加強供電保護系統改進工作的全面性與綜合性，保障煤炭生安全，提高煤礦生產企業的經濟效益與社會效益。

參考文獻：

[1]劉迪博.煤礦供電保護及其改進[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2009（06）：183-184.

[2]韓忠利.煤礦供電系統保護裝置改進措施[J].山東煤炭科技，2016（06）：103-104+107.

作者簡介：白曉東（1988-），男，山西吉縣人，大專，助理，研究方向：煤礦供電安全和供電管理。endprint