礦井供電系統選漏保護的應用及分析

李國軍

摘? 要：為了提升煤礦企業供電系統工作的安全性及平穩性，在針對煤礦企業礦井供電系統實施系統研究的前提下關于煤礦企業礦井漏電情況實施透徹的研究，得到關于零序電壓、電流的波動頻率和排布情況。設立了先進的漏電保護設備，可以執行有目的性的漏電保護方案，包含漏電保護的方案挑選和漏電保護設備的抗擾動規劃。參考信息參數收集的有關需求，用STM型號的工業單片機作為控制單元，對漏電保護設備參數控制單元的有關電子電路實施規劃。借助科學的使用有目的性漏電保護設備，可以在煤礦礦井供電系統產生漏電事故的情況下第一時間斷開問題區域的電路，將事故產生的損失降至最低，更安全地確保煤礦礦井供電系統安全、平穩工作。

關鍵詞：煤礦礦井;供電系統;漏電保護;保護設備

中圖分類號：TD611 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）36-0152-02

Abstract： In order to improve the safety and stability of power supply system in coal mine enterprises， a thorough study on mine leakage is carried out on the premise of systematic research on mine power supply system in coal mine enterprises. The fluctuation frequency and arrangement of zero sequence voltage and current are obtained. Advanced leakage protection equipment is set up， which can carry out purposeful leakage protection scheme， including scheme selection and anti-disturbance planning of leakage protection equipment. With reference to the relevant requirements of information parameter collection， the industrial single-chip microcomputer of STM model is used as the control unit to plan the electronic circuit of the parameter control unit of leakage protection equipment. With the help of the scientific use of purposeful leakage protection equipment， the circuit in the problem area can be disconnected at the first time in the case of leakage accident in the coal mine power supply system， and the loss caused by the accident can be reduced to the minimum， thus more safely ensuring the safe and stable operation of the coal mine power supply system.

Keywords： coal mine; power supply system; leakage protection; protection equipment

引言

伴隨著我國的煤礦礦井企業整套挖掘開采裝置的快速發展，大幅度提升了煤礦礦井企業挖掘開采工作效率，同時也大大加劇了挖掘開采裝置所屬供電網絡的電能負荷，因此在煤礦礦井相關挖掘開采裝置的日常工作進程中可能產生比較頻繁的漏電故障，此類漏電故障占據煤礦礦井相關裝置產生安全問題的75%，在產生相關裝置漏電故障的情況下會有數值非常高的電流電壓經過相關作業檢修人員的人體，對于相關作業檢修人員人身安全產生極大的傷害。所以在煤礦礦井挖掘開采的安全作業進程中應用漏電保護設備是達到煤礦礦井安全作業目的的關鍵部分之一，此外兩個層面為過流保護環節和接地保護環節[1]。在相關標準要求的特定區間以內，必須在煤礦礦井的供電網絡系統中配備漏電保護設備或有目的性的漏電保護設備。所以必須針對相應的漏電保護設備實施規劃構造的優化工作，保障煤礦礦井挖掘開采進程中發生漏電故障的情況時系統就可以自動迅速斷開相應供電電子電路網絡，有效杜絕相關問題發生的區域進一步擴大，提高煤礦礦井的平穩供電能力。

1 煤礦井下供電網絡漏電事故原因研究

1.1 煤礦井下基礎供電網絡體系

我國的煤礦礦井供電網絡體系通常狀況下均為由若干部動力變壓裝置構成，與此同時在高壓區域的變壓裝置均為采用并聯模式工作的，變壓裝置的電壓參數分別為6千伏和10千伏，與此同時在低電壓區域采用兩級電壓，經過把變壓裝置安裝至相應的用電裝置，就可以非常理想的實施變壓裝置低電壓區域的電壓操控和獨立應用，每個用電裝置間沒有互相的串聯狀態。在本文的研究進程中對于漏電保護設備實施的考察前提是在配電模塊的單獨特性的前提下推進的。在變壓裝置的日常平穩工作進程中一般有兩類工作模式，分別是中性點接地類型和中性點不接地類型。我國的煤礦礦井供電網絡體系中普遍采用中性點不接地的供電工作模式，這會導致供電網絡中的漏電電流變弱，相對而言此類工作模式安全等級比較高，與此同時必須保證供電網絡體系中的安全保險設備具有很高的靈敏度。

1.2 漏電保護設備規劃要求

1.2.1 漏電保護設備的選擇性

煤礦礦井采用的供電系統產生事故的情況下就要求相應的漏電保護設備第一時間斷開問題電路，與此同時還有保證工作穩定的電路可以安全工作。這種情況問題發生的區域鎖定更加方便，更有益于后期的供電裝置出現問題的排查和解決，進而縮少由于漏電狀況所導致的停電區域，還可以全方位提高煤礦礦井供電網絡體系的作業能效，確保供電網絡合理區域內的一整套作業進程和相關作業進度不利影響降至最小的程度。

1.2.2 漏電保護設備的安全性

煤礦礦井漏電保護設備的安全性關系到供電裝置安全和現場操作人員自身安全兩個層面，現場操作人員自身安全得不到有效的保證極有可能造成直接的人身傷害事故;供電裝置的安全性無法合理的實施，極有可能致使機電裝置發生一系列的安全問題，與此同時還可能致使煤礦礦井挖掘開采進程中發生安全故障。當煤礦礦井內部用電裝置出現漏電事故的情況時，假如無法第一時間去除產生問題的相關裝置就可能造成問題狀況的進一步惡化，同時還可能造成其他平穩正常工作的裝置相應的使用年限嚴重縮水。如果漏電問題無法迅速給予解決就可能演變為后期的供電網絡系統短路故障，從而導致更加重大的安全隱患。針對當前經常出現的漏電安全故障，通常使用比較先進的問題阻斷處置方案。

1.2.3 漏電保護設備的可靠性

煤礦礦井漏電保護設備在漏電保護設備的運行區間內，如果出現相關安全隱患漏電保護設備必須馬上進入工作狀態;在供電網絡正常安全平穩運行的狀況下，相關漏電保護設備不能發出任何的誤操作，這種情況指的就是漏電保護設備的運行可靠性要求。與此同時為了加強漏電保護設備的可靠性和穩定性，可以使用額外的保護裝置實施強化，達到用電裝置安全保障功能的提高，與此同時提升相關裝置的工作和日常維護管控的水平[2]。

1.3 供電網絡零序電壓和零序電流排布情況

單支路供電網絡零序電壓及零序電流排布情況，一旦A相電路出現問題時，該電路中性點區域無電流通過，這種情況下變壓裝置內部不能產生零序電流。出現的零序電流就可以經過M點之后返回至N點，假如在M點位置處產生供電網絡相關問題就可能在N點位置處產生絕緣點。與此同時在忽略供電網絡系統的電壓降作用，所以在供電網絡系統中就能形成每個區域的電壓一致。在相關電路沒有問題產生的情況下其中的支路電流總和就與發生漏電問題的電路中的電流一致，在其他穩定運行的供電網絡系統中零序電流運行平穩，經過比對研究零序電流的數值就可以輕易辨別出產生問題的部分和平穩運行的電路[3]。

2 選擇性保護設備總體規劃

2.1 漏電保護抗干擾裝置規劃研究

在針對供電網絡體系的抗干擾總體規劃進程中一般需要由電磁波干擾和輻射能量干擾的兩個角度實施規劃研究。當中電磁波擾動能帶來比輻射能量擾動更明顯的影響，在一定程度上可能導致漏電保護設備被損壞。所以必須設定出光電耦合模式實施傳導擾動裝置實施規劃，從而達到阻隔干擾源頭的目的。供電線路阻隔方案在針對濾波電路實施諧波信號過濾的進程中，要求把捕捉到的參數數值導入至收集端口內，隨后通過光耦阻隔效應實施信號的導出。

2.2 漏電保護模式的特點

在現階段的漏電線路中給出了兩類漏電可挑選性保護模式，即為橫向漏電保護及縱向漏電保護。當中的橫向漏電保護模式指的是每當電路漏電問題產生時僅僅中斷出現問題的電路，其他電路不會受到任何影響;相對而言的縱向漏電保護模式指的是供電網絡的電路出現問題以后可以保證其他電路仍然能安全平穩正常運行。

2.3 直流電源漏電保護研究

在一般的供電網絡體系問題中通常狀況下出現的是對稱性及非對稱性的漏電安全事故，同時在對稱性安全事故產生時借助外置電源達成供電網絡體系的漏電保護目的。電路運行原理是供電網絡和地表間配置直流電源，事故出現時外置直流電源就可以偵測到各個區域的電阻數值不一樣，隨后依據電阻數值的實施不同漏電保護方案。

3 數字控制單元

3.1 FLASH存儲芯片規劃

FLASH存儲芯片（見圖1）規劃是一類先進的技術方向，在前面提到的漏電保護設備中采用相關芯片的信息存儲單元實施信息存儲工作，該類芯片的讀取速率是45MHz，可以在電源控制下運行。相關芯片中的針腳排布。針腳可以操控該芯片的日常工作狀態和低功率待機模式。

3.2 電路頻率

在參數控制單元中采用的芯片本身的晶振頻率是9MHz，然而此類芯片容易遭到環境溫度和電磁波的干擾和影響造成頻率運行不穩定。對于此類工作狀況，必須在整體操控框架內采用該類系統實施管控，從而保證該芯片本身的晶振頻率恒定，在晶體自身處在日常運行狀況下，采用合理匹配的電容裝置，從而提升晶體的平穩性。

4 結束語

綜上所述，在供電網絡漏電保護系統的規劃進程中配合到供電網絡構造本身的特性，與此同時在針對煤礦礦井供電網絡系統的安全隱患特性進行研究以后，結合到現有的供電網絡電壓和電流的特性，具有針對性的規劃出相應的漏電保護設備;經過針對周邊環境的擾動實施研究的前提下，借助光耦原理實施規劃研究，進而提高相關系統抗干擾能力和系統運行平穩性。本文同時針對數字電路實施相關的研究以后，規劃了特殊的信息存儲電路，完成了信息的收集和存儲，方便后續實施信息的調取和處置。

參考文獻：

[1]楊勇.漏電斷路器誤動作故障分析及解決措施[J].電氣開關，2018（04）：44-46.

[2]李婧帆.基于復合信號注入法的煤礦低壓漏電保護[J].煤礦現代化，2019（03）：88-90.

[3]丁歡歡.漏電斷路器在煤礦供電系統中的應用[J].技術與市場，2016（06）：70-72.