煤礦井下供電繼電保護相關問題的探討*

張彬彬

(山西西山煤電股份有限公司，山西 古交 030203)

0 引 言

隨著煤礦規(guī)模不斷擴大發(fā)展，其井下的供電系統(tǒng)也越來越復雜，電力覆蓋的面積不斷擴大后各類負載種類業(yè)不斷增多，與此同時供電故障的發(fā)生率也逐年升高。在供電系統(tǒng)中，繼電保護屬于一個重要的組成部分，該保護裝置可以通過對供電系統(tǒng)故障進行預防、檢測處理，從而全面提升煤礦井下供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，確保一切采礦工作順利進行。但是，在繼電保護系統(tǒng)具體運行過程中會出現(xiàn)許多故障，因此有必要對這些相關問題進行分析，并提出了有效的應對措施。

1 煤礦礦井供電系統(tǒng)問題概述

(1) 電力設備自身質量問題

在煤礦井下的供電系統(tǒng)中，電力設備應用非常多，其中某些設備由于自身質量不達標，或者選擇的規(guī)范缺乏合理性，均有可能引起電力故障。除此之外，使用電力設備的過程當中由于管理不當，日常維護檢修不當也會導致設備故障難以及時被發(fā)現(xiàn)，久而久之造成電氣設備或者供電電纜出現(xiàn)漏電問題。

(2) 人為因素所引發(fā)的故障問題

煤礦供電管理中，如果相關技術人員或者管理人員缺乏過硬的專業(yè)技術，在日常管理中出現(xiàn)一些人為的誤操作，甚至存在一些習慣性的違章，也會導致煤礦供電系統(tǒng)發(fā)生故障。例如：供電系統(tǒng)的開關設備在長時間的應用下，由于日常檢修、維護不當，甚至沒有定期接受檢查維修，也有可能引起漏電問題；另外，開關的相關元件或者導線等如果存在問題，會造成整個供電系統(tǒng)的影響。煤礦井下采礦區(qū)域多以低壓電網為主，一旦出現(xiàn)電力問題則可能引發(fā)瓦斯、煤塵爆炸等重大事故，而井下的空氣中彌漫著大量的瓦斯、煤塵等，達到一定爆炸濃度時也會引發(fā)點火源，形成一個惡心循環(huán)，導致整個礦區(qū)的供電系統(tǒng)癱瘓，甚至危及工作人員的生命安全[1]。

(3) 繼電器的整定值不確定

煤礦供電繼電保護系統(tǒng)中，整定值的重要作用就是能夠準確、及時將故障回路切斷。降低電力損失，保障供電設備并促進其正常的運行。因此，繼電保護裝置整定值具備較高的靈敏性、可靠性以及選擇性、速動性等是整個繼電保護裝置對整定的基礎要求。但是，如果保護定值設置偏大，難以起到有效保護作用。如果相關人員在日常管理中對繼電保護缺乏詳細的了解，會導致設備處在失保狀態(tài)。

2 提高煤礦井下繼電保護的相關措施

(1) 加強電流速斷保護

在煤礦井下繼電保護系統(tǒng)中積極運用電流速斷保護，主要指的是設置保護起動參數(shù)，這樣可以確保線路出口部位出現(xiàn)問題時該線路不啟動，設置電流速斷保護能夠確保故障線路的下一條線路能夠不受上一條線路所影響。這樣在遇見一些特殊問題或者緊急情況時能夠立刻切斷短路故障，采取無選擇性速斷保護裝置，通過自動化的重合閘實現(xiàn)保護操作。如果出現(xiàn)電流升向問題則需在短路電流、保護裝置的起動電流較大時使相應保護裝置發(fā)揮保護作用。

(2) 漏電保護

在供電系統(tǒng)中漏電保護方法較多，常用的有單片計算機控制、電子電路等類型。其中最主要的一種方式可分作漏電保護以及選擇性的漏電保護、漏電閉鎖等，當煤礦供電出現(xiàn)漏電問題時，漏電的電阻越小電網中性點對應的接地電壓則越高，此時流經故障支路零序電流則為非故障的支路零序電流總和。因此各非故障支路電流值必然會比故障支路零序的電流值要低得多，此時只要安裝一個零序電流的互感器即可解決此問題，該設備可以經零序電流互感器的反應情況來對各支路的零序電流大小進行判斷，從而能夠將漏電故障及時有效地檢測出來，對漏電故障起到選擇性保護的作用[2]。

(3) 電流速斷延時保護

電流速斷延時保護系統(tǒng)的主要保護對象就是整個供電線路，系統(tǒng)啟動后會對故障線路的下一條線路產生影響，簡而言之就是當下條線路出口處被檢測到短路，該系統(tǒng)就會自動啟動。由于保護啟動之后具有一定的選擇性特點，所以會根據保護動作對其延伸范圍來設定一個時限，為了盡可能縮短這個時限，及時恢復正常繼電保護，首先就要對其保護動作的范圍進行縮小，避免進入下條線路速斷保護中，否則該速斷保護對象就會在原有線路基礎上再增加一條線路，延長了保護動作。此時，如果線路依舊存在故障，則會受故障電流影響，因此其保護動作也會始終處在起動狀態(tài)下。電流速斷延時保護與常規(guī)斷路器、二次式繼電器等保護裝置相比較，其保護裝置的起動電流值一般低于0.5 s，若線路的配置有限，電流速斷的保護裝置協(xié)調動作就會增強，從而將整個線路存在的故障直接切除。

(4) 接地網保護

保護接地的主要目的是為了避免人身直接觸電，在設置接地電阻的數(shù)值時務必嚴格根據相關標準來進行，經過接地保護裝置可以顯著降低其分流，當發(fā)現(xiàn)觸電時可以將電流值降至最低，將該電流值控制于安全范圍中，以保護觸電者的安全。除此之外，在煤礦井下安裝接地保護裝置后帶電的導體若出現(xiàn)漏電，其電流也會經過該裝置流入地下，避免因漏電引起的火花等引發(fā)煤塵爆炸、瓦斯爆炸等。

(5) 過電流保護

過電流保護對機電設備的元件可發(fā)揮良好的保護作用，因此在過電流保護屬后備保護范疇。過電流保護在保護本線路時能對其電路展開校驗，其靈敏度設置不能低于1.3。作為后備保護的過電流保護組需要滿足IK.Min>1.2，開展過電流保護時務必確保其靈敏系數(shù)相匹配，面對同個故障點時與故障點越接近的靈敏系數(shù)就會越高。

(6) 加強維修及供電系統(tǒng)監(jiān)測管理

要提高煤礦繼電保護的效果，相關技術人員也要積極參與其中，加強繼電保護系統(tǒng)的日常檢查與維護，并且安排專業(yè)技術強、經驗豐富的人員來對供電故障加強檢測與處理。另外，在日常工作中，煤礦管理人員也要努力學習相關專業(yè)知識，學習先進的繼電保護技術，全面提高自己的專業(yè)能力。與此同時，還要建立一套科學完善的繼電保護管理機制，將相關檢修工作、定期巡視職責落實到個人，必要的時候可以通過安裝遠程監(jiān)控系統(tǒng)，通過網絡通信結構實現(xiàn)煤礦井下繼電保護全局監(jiān)控，加強對整個供電系統(tǒng)的有效監(jiān)測，與其他保護系統(tǒng)互相結合，確保電力故障及時得到檢測和處理，保障供電有效運行，提升煤礦工作效率，保障工作人員的人身安全[3]。

3 結 語

總之，如果不重視不解決煤礦井下供電系統(tǒng)中的問題，繼電保護系統(tǒng)故障頻發(fā)，將難以發(fā)揮有效的保護作用。因此，加強繼電保護責任意識就是提高煤礦電網正常運行的必要條件。在實際保護中，通過各類保護系統(tǒng)及相關裝置及時檢測供電故障，可幫助檢修人員及時采取對應措施進行處理，盡快消除故障，恢復正常的供電系統(tǒng)。

[1] 王彥文,姜慶箐,劉 夢,等.基于光纖網絡的煤礦井下低壓電網繼電保護的研究[J].煤礦機電,2016(4):13-17.

[2] 王子龍.關于煤礦井下供電安全問題的探討[J].科技創(chuàng)新與應用,2016(26):112.

[3] 徐鵬鵬.煤礦井下供電繼電保護相關問題的思考[J].山東煤炭科技,2016(10):81-82+86.