对煤矿供电设备的安全防护与电气保护技术研究

【摘 要】随着煤矿企业的发展，特别是大量的现代化设备进入煤矿，这就对煤矿供电质量及安全提出了严格的要求。因此，对煤矿供电设备的安全防护与电气保护的技术探讨研究，是煤矿供电、设备安全管理的重要手段。

【关键词】煤矿；供电设备；电气保护

随着煤矿企业的发展，特别是大量的现代化设备进入煤矿，这就对煤矿供电质量及安全提出了严格的要求，其要求要供电安全、可靠、经济。然而，由于电力的生产和运行过程中具有高度的危险性。具有高度的自动化过程，发电、供电和用电同时完成。目前煤矿供电设备的电气保护主要有过流、漏电和接地保护三种类型，各种系列的电气保护装置和保护设备伴随着电力电子技术、微电子技术、计算机控制技术及网络通讯技术的发展而不断得到改进和完善。

一、煤矿供电设备的安全防护

电力是煤矿的动力，为保证煤矿安全生产，对矿井特殊提出以下要求：

1.可靠供电，即要求供电不间断，煤矿如果供电中断不仅会影响生产、而且有可能引发瓦斯集聚、淹井等重大事故，严重时会造成矿井的破坏。为了保证煤矿供电的可能性，供电电源应采用双电源。双电源可以来自不同的变电所(或发电厂)或同一变电所的不同母线上。既在一趟电源发生故障的情况下，另一趟电源应能保证对主要生产的供电，以保证通风、排水以及生产的正常进行。

2.安全供电，由于煤矿井下特殊的工作环境，任何供电作业上的疏忽大意，都可能造成触电。电气火灾和点火花引起瓦斯煤尘爆炸等事故，所以必须严格遵守《煤矿安全规程》的有关规定进行供电，确保供电安全，由于矿井是特殊工作环境，供电必须是一类用户，凡因突然停电造成人员伤亡事故和重要设备损坏，给企业造成重大经济损失者，如煤矿通风机、井下主排水泵、副井提升机等，这类用户应采用来自不同电源母线的双回路进行供电。

3.井下各水平中央变(配)电所，主排水泵房和下山开采的采区排水泵房的供电线路，不得少于2回路，当任一回路停止供电时，其余回路应能承担全部负荷的供电。井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级应符合要求。高压不应超过l0000v，低压不应超过1140V，照明手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电压都不应超过127v，远距离控制线路的额定电压不应超过36v。采区机械设备的额定供电电压超过3300v时，必须制定专门的安全措施。

4.井下低配电系统同时存在两种和两种以上电压时，低压电气设备(电动机、变压器、馈电开关、启动器、检漏继电器等)应明显地标出其电压额定值。

5.井下电气设备外壳和构架用导线与埋在地下的接地极连接起来称为保护接地。对电气设备实行保护接地后，当电气设备绝缘破坏使外壳带电时，人员即接触了这个带电的外壳，因为接地装置与人体构成了并联电路，对人体起分流作用，这样就减少人体触电危险，所以电气设备的保护接地是预防触电事故的重要措施。井下电气设备检修及停送电作业必须按《煤矿安全规程》执行，做到安全用电，电气设备的检查维护、维修和调整工作必须由专责工或临时指派的电气维修工进行。

二、供电设备的电气保护技术

1.煤矿6kV高压供电设备的电气保护：地面变电所和井下变电所等使用的地面和矿用隔爆兼本安型高压开关柜，通用的电气保护是继电保护装置，安装在专门设计的继电器室内或独立组成保护装置屏。目前煤矿用高压开关设备的保护继电器以电压触发式为主。随着微处理机保护器的推广应用，煤矿现场的保护方式和保护设备也突破了传统的形式。井下采区变电所和综采工作面所使用的高压防爆配电装置，有结构简单的保护脱扣器和功能强大、性能各异的微机综合保护器。微机程序控制的高压综合保护器在井下的使用，受到了煤矿职工的欢迎。

2.煤矿低压供电设备的电气保护：煤矿井下低压设备的电气保护装置大多作为插件安装在开关设备内部，与主回路电器配合完成保护功能。大量的低压开关中使用有DT3电子脱扣器，JDB或ABD8电机综合保护器，以及DZZB综合保护器等，目前低压设备的保护装置也逐步普及微机综合保护器，有效保证了供电系统的安全稳定运行。

3.变电站自动化系统中的几种新型综合保护装置：电气控制与保护领域高速发展，从热电磁到电子智能保护，从PCS、ACS、CCS、DCS系统到FCS现场总线，已走向了系统化和智能化。目前电力系统中微机保护得到普遍应用，国外典型的有美国SEL公司的SEL-279、SEL-321型，GE公司的ALPS型，德国西门子公司的7SA531型微机保护装置等；国内有南自厂的WXB系列，南瑞继保集团的RCS系列，北京德威特集团的DVP-600系列，以及许继集团、南京因泰莱、陕西银河等都有成熟的自动化保护系统；煤矿系统在用的还有北京顺城电子公司的KJ67、煤科总院常州自动化所的KJ36电力监控系统、中国电光的KJ254电力监控系统等。

4.新型矿用电气保护装置应具备的功能：根据《煤矿安全规程》第455条和第457条的要求，新型智能化综合保护装置不仅可以在线检测电压、电流、功率、电度等常规电力参数，具有规程要求的常规保护功能，而且有标准的通讯接口，可以对电网中关键开关设备的运行状况实现“四遥”，为电力调度自动化提供支持。

5.对矿用新型综合保护装置的建议：变电站综合自动化系统将在煤矿逐步推广应用。由于井下开关设备种类比较复杂，结构多种多样，空间非常狭小且要隔爆。故新型综合保护装置必须体积小，有标准的插接接口。保护模块应具有性能优、可靠性高、灵活性强、调试维护方便、性价比好、多功能化等特点。采用开放式软硬件系统、嵌入分布式结构与多CPU并行工作方式，丰富人机对话功能确保煤矿供电设备的安全运转。

三、结束语

随着电力系统的发展和对其安全运行要求的不断提高，供电设备的电气保护也在不断的改进和完善中，电气保护逐步智能化。同时我们也应该注意到，高新技术应用和观念上的更新尤为重要。

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