煤矿电气设备一般是以工作电压的高低进行分类的, 就工作电压的高低可分为高压电器设备与低压电器设备两种。在煤矿生产中所使用的电气设备的额定电压与额定电流都较高, 所以大多是属于一类负荷和二类荷设备, 这些设备的正常运转对于井下正常作业产生重要的作用, 那么, 对这些电气设备的保护也就是在煤矿工作的重要组成部分。
鉴于煤矿电气设备保护的重要性以及设备保护的技术发展情况, 目前, 在煤矿电气保护技术主要分为应对电流超过设定电流, 设备就会自动断电的过流保护;检测用电回路是否有短路、接地、或对地绝缘不良等故障的漏电保护;还有在线路或设备发生漏电时, 当人体触电时能保证人体电压降到安全电压以下的接地保护三种类型。
煤矿供电系统电气保护的主要装置有熔断器、继电器与接触器。伴随着煤矿产业的发展, 应用于井下的电气设备功率不断增大, 其额定电流也越来越大, 随之短路电流也不断增大, 因此, 熔断器的性能已不能满足电气保护对选择性与快速性的要求, 所以, 目前在煤矿电气保护系统中使用很少。目前应用最为广泛的是继电器与接触器组成的继电保护装置, 这种装置能在第一时间反应系统故障与异常状态, 并及时动作于断路器跳闸或发出信号的自动化设备, 这种装置性能够满足电气保护对选择性和快速性的要求。
继电保护装置的基本结构主要包括四个部分。
(1) 现场信号输入部分。
现场信号输入部分主要负责将煤矿施工现场信号输入到继电保护装置中, 还负责信号输入前对信号进行去除干扰信号以及低信号转变为高信号等技术处理, 以便继电器能够有效的检查现场的各个物理量。
(2) 测量部分。
测量部分主要负责将经过处理的现场输入信号与被保护对象相关物理量的设置值进行比较, 根据结果从而判断保护装置是否启动。
(3) 逻辑部分。
逻辑部分是根据一定的逻辑关系来判定故障的类型及故障发生的范围, 决定做出什么样的保护动作, 是断路器跳闸、发出信号还是选择不动作, 还要决定是否延时等, 并最终将相对应的指令传送给执行输出部分。
(4) 执行输出部分。
执行输出部分是保护装置的动作执行部分。如断路器跳闸、发出信号等。
近些年, 电工电子技术、微电子技术、计算机控制技术、网络通信技术的迅猛发展与广泛应用为煤矿电气设备保护技术提供了更为先进的科学技术手段, 借助于先进的计算机控制技术与网络通信技术, 煤矿电气保护技术就保护的选择性技术水平得到了进一步提高, 当矿井发生异常情况时, 保护技术对故障点的判断更为准确, 对断电范围做出精准的估计, 借助于网络通信技术, 保护系统能迅速的做出断电动作, 工作人员也能够在第一时间内掌握矿井故障情况。
在常用的过流保护装置中断路器与熔断器的配合是应用最为广泛的。这种配合装置要兼顾变压器线路和电动机等矿井设备的工作状态, 首先要得到电气保护装置对故障的类型的判断, 再根据故障类型对动作方式的进行选择。过流保护系统要熟悉和掌握不同系列熔断器的技术参数, 并根据其技术参数设置熔断保护, 同一变压器输出逐级实现完全性配合。接触器是与信号取样回路配合来实现过电流配合的保护, 这种方式主要是通过对电气线路参数的设定实现过流保护, 以此通过限制能量确保电气系统在高温环境下的稳定性。
过流保护的选择性可以依据电气设备的工作时间设置的选择性, 可以根据电气设备的工作电流设置的电流选择, 还有根据电气设备工作功率设置的能量选择性。这三种选择性的设置除了与过流特性的配合外, 还要与选择性漏电保护技术相结合, 充分研究电气设备及线路的故障情况及异常状态下, 监控设备的电流、电压、功率、过电压等不同的物理参数的变化, 综合运用先进的及新型的过流保护原理实现对电气设备及供电线路的保护。
矿井内出现漏电情况不但对电气设备造成损坏, 发生人员触电事故, 还可能会引起瓦斯爆炸和其他更大的矿井灾害, 所以, 漏电保护措施一定要得力。漏电保护措施主要限制接地电流, 将接地电流降到人体安全电流以下, 并准确无误的切断漏电故障点, 保证非事故区的正常作业, 要有效的实现漏电保护就要把电气保护系统的选择性作为矛盾的主要方面进行设计。目前, 我国已经成功研制几种选择性漏电保护装置, 最典型的有BKD型和DJJ2—660 (380) X型这两种。
接地保护是电气保护的重要组成部分。由于煤矿内有大量的高电压、高电流电气设备在工作, 在正常情况下, 电气设备附件是不带电, 但如果电气设备的绝缘损坏, 它的外壳等附件就有可能带电。当人触及此电气设备时就会发生触电事故, 要想保障工作人员的安全, 加强对电气设备的检查是必要的, 更重要的是通过接地保护限制通过人身的电流使其在极限电流之内 (我国规定触电的安全极限交流电流值为30mA) , 避免对人身安全造成伤害。
煤矿供电系统的电气保护是煤矿系统的一个难题, 由于大多数电气设备所处环境复杂, 高压深入负荷中心, 由于矿井的自然环境, 所以又要考虑限制电火花、防触电等因素, 为了保证煤矿的生产安全, 采取的电气设备的保护措施有很多。但现在很多保护技术已经不能满足当下的煤矿生产实际情况, 其可靠性也得不到保证, 所以应该重视将先进的科学技术应用于电气保护系统中来, 更要在思想上高度重视电气保护的对安全生产的重要性。当煤矿生产出现异常状况时, 电气保护系统如何选择保护对象, 将经济损失降到最低, 但对正常工作区域的影响降到最少是当前电气保护系统设计一直在探讨的, 电气保护系统要设置选择性保护准确动作, 才能防患于未然, 才能保证煤矿生产工作的正常运行。
摘要：煤矿供电系统的电气保护的系统的选择性是指当矿井出现故障时, 煤矿的电气系统发挥其具有的供电选择性能, 自动隔离故障发生地, 其他无故障地区继续运转, 将由于故障的出现给整个矿井的带来的影响降到最低。电气保护主要包括过流保护、漏电保护与接地保护三种类型。本文从煤矿电气设备出发, 简述了煤矿供电设备的保护装置选择性问题对煤矿电气设备的管理和运用具有深远的指导意义。
关键词：电气系统保护择性,漏电系统的选择性
[1] 李连昌.浅谈煤矿电气保护的选择性[J].煤, 2008 (3) .
[2] 赵士强.试论煤矿电气设备与供电系统的保护, 中小企业管理与科技, 2009 (22) .
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