煤矿供电系统和电气设备保护的技术研究

建筑工程　ｌ■　Ｃｈｉｎａ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｖｌｅｗ　煤矿供电系统和电气设备保护的技术研究　黄家伟　（中国铝业甘肃华阳矿业开发有限责任公司甘肃庆阳７４５０００）　［摘要］作为煤矿安全系统的重要组成部分——煤矿电气设备与供电系统，对于煤矿企业的发展和生产都起到了极其重要的作用。在煤矿企业中若要使得　井下能够安全生产，其中电气设备和供电系统的保护是实现这一目标的基础和前提。而且有效的保护供电系统和电气设备是避免或减少煤矿电气重大事故发生率　的关键所在。本文主要从以下几个方面进行阐述和探讨　［关键词］煤矿；供电系统；电气设备；保护　中图分类号：ＴＥ４５１．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１５）３４－００８８—０１　１．前言　电气设备与供电系统保护是整个煤矿安全的重要组成部分，对于煤矿企业　的发展和生产都起到了极其重要的作用。在目前情况下，煤矿企业为了搞好安　全生产工作，就必须要做好煤矿供电系统和电气设备的保护工作，这对于煤矿　的领导者而言，必须要高度重视煤矿的供电系统和电气设备。这样才能有效的　避免降低煤矿井下重大事故的发生。笔者根据自身在煤矿工作的实践经验，在　煤矿生产过程中，继电保护装置广泛的应用于煤矿的供电系统和电气设备的保　护之中　然而，随着科学技术，特别是网络信息技术的不断发展，煤矿企业也越　来越重视对高科技技术的应用，尤其是智能型的电气设备与供电系统的应用更　是非常广泛。另外，在一些硬件设施方面，微处理器在煤矿的安全生产中也在大　量的应用和推广，微处理器具有环保性，数据处理强大，这样就能够很好的保证　煤矿系统的稳定性和可靠性，从而也就更好的保证了煤矿的安全生产。　２　保护装置及其原理　众所周知，煤矿的供电系统和电气设备的保护所采用的装置是继电器，随　着科学技术的，尤其是网络信息技术的不断发展，其保护系统逐渐向智能化、自　动化等方向发展，在煤矿硬件方面，微处理器也得到了广泛的应用和发展，大多　采用继电保护装置，随着计算机技术、微电子技术、信息技术、网络通信技术的　不断发展，使整个系统的可靠很大提高，从而保证了生产质量。　对于供电系统和电气设备的保护装置一一继电器，它是一种能够反映系　统在工作时出现的故障和异常状态，并且通过设备及时的做出相关的处理方法　或发出救急信号的自动化设备。熔断器、继电器和继电器等装置都可起到保护　和应急作用，但是由于煤矿供电系统正常工作时，电路中的电流是处于不断上　升的状态，从而熔断器不能有效的满足需求，而继电器和接触器是在煤矿供电　系统和电气设备保护应用较为广泛的保护装置。继电保护装置种类众多，其基　本结构包括以下几个方面：　（１）现场信号输入部分：现场信号送入继电保护装置—般要进行必要的前置　处理，使继电器能有效地检测各现场物理量。　（２）测量部分：它与已给定的设定值或自动实时生成的判据进行比较，经判　断确定保护是否启动。　（３）逻辑判断部分：它按一定的逻辑关系组合、运算，最后确定是否应该是断　路器跳闸或发出信号，并将有关命令传给执行部分。　（４）执行部分：它是使继电保护装置能可靠地工作关键部分。　３．井下常见电气设备的保护类型　电气设备根据其型号的不同可以将其分为一般型和隔爆型两种类型，因为　井下的环境极其的复杂，所以在煤矿上必须要采用隔爆型的，以防止会出现瓦　斯引起的爆炸，与此同时，电气设备还可以根据工作电压的高低将其分为低压　电气设备和高压电气设备。在井下所使用的设备大多属于高压电气设备，当设　备进行工作时，电压相当大。在目前情况下，过流保护、漏电保护和接地保护是　井下的最为常见的三种保护方式。　３．１漏电保护　当电网绝缘电阻小于一定数值时，人触及电网后就会出现触电，从而会对　人体产生事故、危险，而且漏电还会引起设备的损坏，形成短路事故，还由于电　火花的存在，对煤矿井下的瓦斯、粉尘会产生爆炸的危险等，所以，在井下的整　个供电系统中必须要设置漏电保护系统的装置，从而实现对对井下设备的绝缘　监视、漏电保护以及补偿流过人身的电容电流的作用。根据煤矿的相关要求，我　们可以按照其保护功能可以划分为无选择性漏电保护和有选择性漏电保护这　两种漏电保护方式。　８８　ｌ科技博览　３．２过流保护　在煤矿正常生产时，出现电火灾事故的最为主要的原因是电网的过电流，　而正是由于过电流的形成是与短路、过载有很大的关系，所以，防止电火灾方法　的最好方法就是采取一切有效办法防止过流的产生。　（１）过载保护：过载是指电动机的运行电流或电气设备工作电流大于其额定　电流，但超过额定电流的倍数小些，通常是额定电流的１．５倍以内。引起电动机　或电气设备过载的原因很多，如负载突然增加，断相运行以及电网电压降低等。　动过载程度越大，延时越短，过载程度越小，延时越长，此特性称为反时限特性。　延时环节由时间继电器构成，过载时，电流继电器动作，其触点接通时间继电器　线圈，经延时后时间继电器触点动作，使执行机构动作，切断主回路电源，同时　发出过载信号。过载保护可由电磁式继电器、电子式继电器和热继电器实现。　（２糯潞保护Ｉ当电器或线路绝缘遭到损坏、负载短路、接线错误时将产生短　路现象。短路时产生的瞬时故障电流可达到额定电流的十几到几十倍，使电气　设备或配电线路因过流而产生电动力损坏，甚至因电弧引起火灾。短路保护的　动作时间要短，其动作值设定较大，在很短的时间内切断电源。电磁式继电器和　电子式继电器均可实现短路保护。　３．３接地保护　众所周知，在一般『青况下，由于电气设备的外壳是金属的，所以电气设备处　于绝缘状态，因而就不会带电，但是当金属外壳遭到破坏，绝缘层被损坏。电气　设备的外壳及框架就会带电。此时如果人体与电气设备接触，则就会出现对人　体造成损伤，引起事故。根据我国的相关规定，触电的安全电流是３０ｍＡ，所以，　只有通过接地保护使得极限电流通过人身时的电流是安全的，不会对人体产生　伤害。保护接地的最为重要的核心部分就是接地保护的装置电阻必须要降低在　规程规定的范围内，这样就可以使得通过人体的电流为安全电流，不会对人体　造成伤害，从而可以避免或降低触电事故的发生。　４．结语　煤矿供电系统和电气设备的保护对煤矿安全生产和产量的提高具有重要　意义。随着科学技术，特别是网络信息技术的不断发展，煤矿企业也越来越重视　对高科技技术的应用，尤其是智能型的电气设备与供电系统的应用更是非常广　泛。采用ＰＬＣ、液压技术和智能电气设备的结合，使整个系统的可靠陛和安全性　将会得到进一步的提高和改善。在煤矿企业中若要使得井下能够安全生产，其　中电气设备和供电系统的保护是实现这一目标的基础和前提。而且有效的保护　供电系统和电气设备是避免或减少煤矿电气重大事故发生率的关键所在，有效　能够确保煤矿安全高效稳定的生产　参考文献　【１】王红俭，王会森．煤矿电工学【Ｍ】．北京：煤炭工业出版社，２００５Ｉ　【２】王仁祥．常用低压电器原理及其控制技术ＩＭ１．北京：机械工业出版社，　２００１｝　１３１顾永辉，等．煤矿电工手册：第二分册下ＩＭＩ．北京：煤炭工业出版社，　１９９８Ｉ、　［４１方承远．工厂电气控制技术［ＭＩ．北京：机械工业出版社，１９９８，　　‘１５１张学成．工矿企业供电【Ｍ】．徐州：中国矿业大学出版社，１９９８，　［６１国家煤矿安全监察局．煤矿安全规程【Ｓ】．北京：煤炭工业出版，２００４．　作者简介：黄家伟（１９８６），安徽淮南人，助理工程师，２０１０￣ｚ毕业于安徽理　工大学电气工程及其自动化专业，现供职于中国铝业甘肃华阳矿业开发有限责　任公司。