淺談煤礦井下安全供電及繼電保護(hù)措施

丁栓栓

(山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)神角煤業(yè)有限公司,山西臨汾 042100)

淺談煤礦井下安全供電及繼電保護(hù)措施

丁栓栓

(山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)神角煤業(yè)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(tǒng)繼電保護(hù)措施，對(duì)實(shí)現(xiàn)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(hù)

隨著我國科技技術(shù)的迅速發(fā)展，煤礦井下電力系統(tǒng)也得到了很大的發(fā)展，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，變電站的覆蓋面越來越廣，負(fù)載越來越多，這就使得電網(wǎng)故障頻繁的發(fā)生，繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，也就發(fā)揮了重要的作用。特別是在變電站電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，出現(xiàn)故障或者不能正常運(yùn)行時(shí)，電力系統(tǒng)的電氣量會(huì)發(fā)生非常顯著的變化，繼電保護(hù)就是根據(jù)電氣量的變化測(cè)量值與系統(tǒng)正常時(shí)的電氣參數(shù)的對(duì)比，來檢測(cè)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(hù)在煤礦井下安全供電系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。

1 繼電保護(hù)在煤礦井下電力系統(tǒng)中的任務(wù)

繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的可靠保證。繼電保護(hù)的功能是將檢測(cè)到的電氣量與整定值進(jìn)行比較，在越過整定值或邊界時(shí)就動(dòng)作。切除故障，發(fā)現(xiàn)不正常狀態(tài)。繼電保護(hù)在煤礦井下電力系統(tǒng)中的任務(wù)主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

（1）繼電保護(hù)是在當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給距離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)從系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對(duì)電力元件本身的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響。

（2）繼電保護(hù)能反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同發(fā)出信號(hào)，以便值班人員進(jìn)行處理，或由裝置自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切┘毙柽\(yùn)行而會(huì)引起事故的電氣設(shè)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(hù)系統(tǒng)的TN供電，它的保護(hù)線是借助地面跟中性點(diǎn)的接觸，其它的部分都連接保護(hù)線，在電源位置要求連接保護(hù)線的中性點(diǎn)，進(jìn)而使得三相電網(wǎng)系統(tǒng)組成。在電路系統(tǒng)出現(xiàn)異常的時(shí)候，例如，不按照要求操作或裝置部分損壞而造成電氣設(shè)施的外殼帶電，這樣TN供電系統(tǒng)當(dāng)中的熔斷器由于流經(jīng)太大的電流而導(dǎo)致熔斷，要么因?yàn)樽詣?dòng)地?cái)嚅_空氣開關(guān)對(duì)電路進(jìn)行切斷，進(jìn)而體現(xiàn)保護(hù)的功能。當(dāng)前的TN供電被完善和改進(jìn)，不斷出現(xiàn)了一些新的供電形勢(shì)，像是TN—C、TN—C—S，TN—S等。當(dāng)前，在三相用電設(shè)施應(yīng)用TN—C、在工業(yè)和建筑領(lǐng)域應(yīng)用TN—S，而在煤礦井下應(yīng)用TN—C—S，這是由于TN—C—S有著較高的安全系數(shù)和設(shè)置簡(jiǎn)單。

2.2 IT供電方式

作為一種三相三線的供電保護(hù)系統(tǒng)，IT供電方式的工作原理是連接地面和供電系統(tǒng)當(dāng)中的全部用電設(shè)施，不將電源中性點(diǎn)接地，進(jìn)而保護(hù)供電。在電路當(dāng)中的用電設(shè)施外殼帶電或出現(xiàn)漏電情況的時(shí)候，地面跟外殼電流形成通路而出現(xiàn)跨步電壓，這對(duì)操作工作者的生命安全不利。在礦井的工作環(huán)境中，通常要求比較高的供電系統(tǒng)性能，倘若發(fā)生斷電而未實(shí)時(shí)維修的現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致比較嚴(yán)重的后果，即使斷電也需要通過替代設(shè)施維持礦井通風(fēng)機(jī)的順利工作。IT供電方式的特點(diǎn)是有著較高的安全性和較強(qiáng)的穩(wěn)定性，非常適宜在中小型煤礦井下應(yīng)用，然而它的缺陷是不適宜大型煤礦井下的作業(yè)。

2.3 TT供電方式

TT電供電方式的主要特點(diǎn)是：第一，TT供電在接地安裝時(shí)作用于礦區(qū)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(yīng)用。第二，如果系統(tǒng)當(dāng)中的電氣設(shè)施的外殼是金屬的，在電氣設(shè)施出現(xiàn)漏電情況的時(shí)候，系統(tǒng)可以通過接地而盡量地減少觸電現(xiàn)象的出現(xiàn)。在煤礦井下的時(shí)候，倘若煤礦井下的地面比較潮濕，那么TT供電方式就會(huì)放大大地對(duì)人體的導(dǎo)電性，進(jìn)而有著比較高的危險(xiǎn)性。第三，倘若漏電電流比較小，那么就難以及時(shí)地熔斷熔斷器，為此，還應(yīng)當(dāng)應(yīng)用漏電保護(hù)器。為了確保盡可能地安全，還能夠?qū)χ悄苈╇姳Ｗo(hù)系統(tǒng)進(jìn)行選擇性地配置，關(guān)鍵的組成部分是二總線通信接口、分支保護(hù)，以及總保護(hù)。各個(gè)分支保護(hù)對(duì)煤礦礦井的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)且可以借助二總線進(jìn)行通信。因此，這樣的供電方式很少應(yīng)用于煤礦礦井中。

3 煤礦井下的繼電保護(hù)措施

第一，繼電保護(hù)設(shè)備可以監(jiān)視電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，倘若出現(xiàn)不正常的現(xiàn)象，那么就可以將告警信號(hào)發(fā)出，進(jìn)而讓工作者對(duì)情況進(jìn)行及時(shí)地把握，且實(shí)施一定的應(yīng)對(duì)策略，可以避免不正常的現(xiàn)象往嚴(yán)重的故障擴(kuò)展。繼電保護(hù)設(shè)備可以保障供電系統(tǒng)在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常工作，盡量地減少不正?，F(xiàn)象或故障對(duì)供電系統(tǒng)的影響。

第二，能夠借助繼電保護(hù)設(shè)備實(shí)時(shí)地掌握供電系統(tǒng)的工作狀態(tài)，倘若發(fā)生一些不正常的情況或電力系統(tǒng)故障，可以實(shí)時(shí)地隔離故障部分，進(jìn)而可以有效地避免擴(kuò)大故障范圍。關(guān)鍵是借助繼電保護(hù)設(shè)備對(duì)出現(xiàn)故障電路元件周圍的電路實(shí)施跳閘，進(jìn)而切斷電路，從而保護(hù)電路。如此能夠有效地避免故障元件對(duì)全部供電系統(tǒng)造成的損害，進(jìn)而確保全部電路的安全性與穩(wěn)定性。

第三，繼電保護(hù)設(shè)備應(yīng)用于煤礦供電系統(tǒng)中，可以遠(yuǎn)程控制電路，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的自動(dòng)化非常有益，能夠借助繼電保護(hù)設(shè)備對(duì)電路系統(tǒng)實(shí)施遙控和自動(dòng)合閘。

4 結(jié)語

總之，煤礦井下供電系統(tǒng)是在一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境中運(yùn)行，提高其運(yùn)行安全可靠性是一項(xiàng)系統(tǒng)、復(fù)雜、長期持久的工作，必須結(jié)合煤礦井下開采的實(shí)際情況，將人力、物力、環(huán)境等多方面因素有機(jī)結(jié)合起來，整體協(xié)調(diào)配合進(jìn)行充分考慮設(shè)計(jì)，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(tǒng)供電可靠性，保障井下煤礦開采安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效進(jìn)行。特別在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步的影響下，煤礦井下的生產(chǎn)技術(shù)要求也越來越高，這亟需提高煤礦井下的電力系統(tǒng)的安全技術(shù)，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(chǎn)。

[1]陳合來,馮夢(mèng)皎.電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)探討[J].北京電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2010,27(12).

[2]董群山.淺談自動(dòng)化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用[J].東方企業(yè)文化,2011(12).

[3]張瑋.計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)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(xué)院?，F(xiàn)在山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)神角煤業(yè)有限公司從事機(jī)電技術(shù)與管理工作,助理工程師。