浅析煤矿供电保护及其改进

摘 要：随着我国社会经济不断发展，社会生产对资源的需求量越来越高。煤炭作为提高社会生产量的重要能源，加强我国煤矿开采工作对社会经济发展有着重要影响。如今煤矿机械化水平不断提高，对供电保护系统也提出了更高的要求。做好煤矿供电保护工作能够提高煤矿开采的可靠性、安全性、稳定性，对煤炭行业发展尤为重要。本文重点探究煤矿供电保护装置中的现存问题，进而提出相应的改进措施。

关键词：煤矿开采；供电保护；现存问题；改进措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.055

0 引言

煤矿生产行业作为高危行业之一。供电系统作为整个煤炭生产系统中重要一环，对煤矿生产的安全性、稳定性有着重要影響。由于矿井下的环境比较潮湿，并且存在很多瓦斯气体与灰尘，遇火很容易产生空气爆炸，对工人生命财产造成威胁。诚然，煤炭开采中的供电系统存在一定的安全隐患，很多矿井事故也是因供电保护系统造成的结果。因此，煤矿生产企业必须要制定相应的供电保护管理措施，全面提高供电系统的安全性，这样才能够保障煤矿企业的经济效益与社会效益。

1 煤矿供电保护系统现存问题

1.1 漏电问题

由于煤矿生产环境非常恶劣，供电系统在长期使用中会产生线路老化问题，再加上线路接地问题，会因为线路碰撞、空气潮湿产生非金属接地现象。这种现象由于很难发现，在前期也不会产生明显影响，这就埋下了安全隐患，接地线路系统隔热层会逐渐老化、热化，只有接地电路达到一定程度供电系统才会跳闸。在低压供电系统中，低压系统漏电主要是由于摩擦、挤压造成的，特别是在比较恶劣的矿井下，要求低压系统中的变压器出线开关位置设置接地电阻，电阻会经过PT接地，主要用于测量回路电阻。简单来说，低压系统接地就是提高接地零序电流，从而使线路异常并联达到补偿目的，因此，选择性漏电在低压系统中作用非常局限。

1.2 短路故障越级跳闸问题

在高压供电系统当中，通常会出现短路故障越级跳闸问题。由于近些年高压机供电系统的应用愈加广泛，高压供电系统也是由单一电压控制转变为多级控制方式。如果干线电缆长度较短时，各级线路首尾两端所产生电流也会变小，从而出现瞬时速断保护装置无法很好的整定配合，无法凭借电流数值确定选择性要求。但是在实际工作中，由于矿井内部环境因素的限制，不能仅通过延长电缆或采用大电阻改变这一问题，甚至会影响矿井开采工作。此外，很多电路系统短路问题很难判断是金属短路还是非金属短路，加大了判断短路点位的难度，越级跳闸问题也非常难以解决。

1.3 供电系统距离控制问题

很多大型矿井中的供电系统非常复杂，需要重点考虑线路距离和负载问题，如果线路长度过长、负载量过大，会对整个供电系统造成不同程度的影响。供电系统控制距离如果较短，就无法满足大型矿井开采需求，造成煤矿开采工作面临启动困难问题，甚至会提高煤矿开采的安全隐患。

2 煤矿供电保护系统改进措施

2.1 限时速断保护装置

在对限时速断保护进行优化设置中，需要分成三个保护阶段，10KV出现开关位置的动作电流会自动绕过井下电网线路末端，并根据最大运行方式下三相短路标准进行设定。经过实践应用表明，瞬时速断保护在最小运作方式下出现两相短路时最大程度上防护电网线路总长的1/5左右，其余的4/5线路则需要限时速断保护进行整定保护。针对母线间的短路电流差距问题，需要根据统一标准灵敏度系数进行设定，这样能够保障最小运行状态下电网线路末端产生两相短路问题时，具有足够的灵敏度，从而降低越级跳闸问题。简单来说就是在保障相关设备最大工作负荷条件下，供电系统中最大容量电动机能够满足短时间最大电流供应需求。如果供电系统末端最小运行两相电流感应到1.5以上的灵敏度时，采用定时限过流保护措施就能够实现线路全长保护。 一般根据矿井下防爆电动机实际运行状态，可以将启动电流数值限制在5.5倍左右，从而优化改进供电保护系统。

2.2 供电系统优化

供电系统优化工作必须要保障后备防护的完整性以及高灵敏度，瞬时速断能够对线路的1/5～4/5进行快速防护；限时速断能够对全程线路进行防护工作；定时限流是整个电路系统的后备防护，通过对这三点进行分析，上级保护系统能够为下级系统提供后备防护，这样即可保障整个电路系统的可靠性。供电保护系统主要有两种，一种是纵向选择；另一种是横向选择。其中，纵向选择需要限时速断三层短阶梯式保护与动作电流相结合；横向选择一般需要过流保护。在应用有限电流抗器过程中，会造成瞬时速断动作电流产生较大差距，中央线变成母线时会产生短路问题，短路电流数值也会低于首端动作电流，这样就能够在一定程度上阻断瞬时速断开关，这样就能够降低越级跳闸的可能性。在设置限时速断装置时，需要分为三个短阶梯，依次是0.6S、0.4S、0.2S，这样就能够保障线路的纵向选择性。想要减少各级之间短路电路差距，需要对动作电流整定系统进行设置，通过调整时限产别来实现纵向选择性，从而降低越级跳闸问题。由于瞬时速断只能保护线路的1/5，两相短路能够实现无时限跳闸，从而保障整个供电系统的安全性。如果出现三相短路问题时，瞬时速度断能够实时保护4/5的线路，从而实现全程线路保护。瞬时速断和限时速断在功能上存在一定差异，如果保护短路电流低于动作电力时，采用限时速断会降低对变压器的电流冲击，并且防范范围更加广泛。

3 结束语

为了提高煤矿开采的安全性与可靠性，必须要不断改进供电保护系统，稳定供电保护系统的运行状态，从而避免因供电保护系统的原因造成安全隐患。因此，煤矿生产企业必须要全面、综合分析整个供电系统，并且要注意每个细节性工作，这样才能够全面加强供电保护系统改进工作的全面性与综合性，保障煤炭生安全，提高煤矿生产企业的经济效益与社会效益。

参考文献：

[1]刘迪博.煤矿供电保护及其改进[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009（06）：183-184.

[2]韩忠利.煤矿供电系统保护装置改进措施[J].山东煤炭科技，2016（06）：103-104+107.

作者简介：白晓东（1988-），男，山西吉县人，大专，助理，研究方向：煤矿供电安全和供电管理。endprint