煤矿供电设备电气保护技术的探讨

摘要：现今，电气保护技术在煤炭供电设备中的作用越来越显著。基于此，本文通过对煤矿设备电气保护技术的相关了解，分析煤矿供电设备中存在的问题，探讨煤矿供电设备电气保护技术创新中的应用策略，从而促进煤炭科技的进步。

关键词：煤矿供电设备;电气保护技术;技术创新

1煤矿供电设备电气保护技术

矿井中的电气保护技术是以接地、过流和漏电保护来运行的。过流保护是在电气设备发生故障时，电路电流增加到一定阈值，为了减少电流对电气设备的损伤，及时切断电路而达到保护电路和电气设备目的的一种技术。接地保护是在电流过大时，把电流接入地面，以达到降低电气设备危害的效果。漏电保护是由测量、信号输入、执行等装置共同组成，在电路出现故障时，不需人工，直接通过系统检测及时切断电路，使煤炭井中的电气设备操作更便捷和安全。

1.1一般性高压开关柜

一般在煤炭井中的变电所和水泵房都是采用的高压开关柜，其以继电保护装置来进行自身保护。继电保护装置是通过电磁之间的感应来监测电路的运行环境和工作状态，一旦电气设备发生短路、断路和电压不稳定等情况，它可以立刻对电气设备进行自我防护。电压传感装置、断路装置和继电装置是继电保护系统中最主要的运行部分，随着电气恒业的蓬勃发展，感应装置也在不断革新，例如很多灵敏、准确的集成电路感应装置在继电系统中得到广泛应用，它们的使用不仅改善了电气设备的稳定性，还促进了电气保护技术的创新和优化。高压开关柜以其操作简单、保护成效好等优势，在煤电供电设备电气保护中被普遍的推广和应用。

1.2高压防爆配电装置

矿井中的湿度和粉尘浓度较高，极易损害电气设备，故煤矿井下的电气装置要求更高。如今，煤矿井下变电所常用的防爆配电装置就是BG和PB系列。机械弹簧机构作为防爆电气装置中保障安全的主要部分，如果电路出现问题，其可以马上断开电路，以确保电气设备的稳定。但是机械弹簧因其维护困难、老化快的局限性，在具体运行中需要通过不断改进才能保障配电器的安全。目前，电能计量器和高压振动断路装置是在煤炭井电气设备中应用的最为普遍的类型，他们通过持续地监测电气系统的运行情况，从而提高电气设备的整体安全性。

1.3 低压供电设备

低压电气装置的防护措施较为简单，一般就是在整个电气保护系统中担任着辅助的角色，通常把插件安装在开关部位，使得电气系统的运行得到有效保障。

2煤矿供电设备中存在的问题

2.1极易受到外部环境的影响

煤炭矿井的作业环境比较恶劣，电气设备经常处于阴暗潮湿或者高温腐蚀的环境，使得电气设备的寿命锐减，增大了其发生故障的概率。目前矿井电气设备保护建设中存在着保护系统不稳定、运行速度慢等问题，不仅使得矿井电能的正常供应得不到保障，还造成电能的大量浪费。而且如果矿井中的电气设备出现故障，其产生的火花极易引起瓦斯爆炸事故。因此，在煤炭供电设备的运行中，做好技术保障工作已是迫在眉睫的事情。

2.2 线路问题

在煤矿的电气设备运行中，线路安全问题极易引发安全事故，受到线路影响的生产环节很多，故线路问题也是电气设备安全急需解决的问题之一。供电设备线路之间的关联性很强，一旦线路出现故障，煤炭生产、运营和安全等方面都会直接瘫痪，矿井的生产难以维持，其安全隐患就会增加。因此，在煤炭的生产方面，必须要注重维护电气设备的线路，以确保供电装置的正常运行。

2.3不合理的电源设计

多数煤矿企业为了扩大规模，忽视了电源科学设计的重要性，使得电源在设备使用中出现纰漏，导致安全事故的发生。随着供电设备数量的增加，使其在煤炭生产中所消耗的电能也增多，而且电压的增大需要确保用电环境安全，才能保证电路的正常运转，如果电源设计失误就难以使供电安全得到保障。在矿井中普遍使用的电源是双回路式线路，不仅保障煤炭井中用电的安全，还能使企业减少资源的损失。但是现今有些企业没有按照国家煤炭电源的安装要求去安装，使得煤炭生产的安全存在着巨大威胁，甚至直接影响着井下工作人员的人身安全。

2.4 供电设备长期处于超负荷状态

多数煤炭企业为了经济利益，只注重经济的收益，希望供电装置能达到终身使用的效果;受这种错误思想的指引，多数企业忽视了对供电设备的维护，或者维护不及时，没有重视到企业长远发展的宏观目标。多数煤矿的供电设备工作时间长，一直处于高压状态下，使得供电设备的故障率急剧上升，导致井下安全事故频发。

3煤矿供电设备电气保护技术创新上的应用策略

3.1 采用可靠性较高的网架结构

如果在煤矿的供电设备中采用安全、可靠性高的网架结构，一方面可以隔离故障发生的位置，另一方面还能使得负荷转供技术得到有效实践。运用网架结构的SCADA设备进行供电，以实现为信息传输、故障监测和系统开关提供支持的效果。在供电系统运行故障的定位中，要有效结合SCADA系统和GIS技术，确保隔离故障和系统的恢复与处理，从而提高故障定位的精确度。所以，相关人员要以实际情况为主，制定科学的方案，确保电压质量和容量约束等在供电设备电气保护中的需求。

3.2 智能监测供电终端

如图1，是煤矿电气系统普遍使用的电流保护形式—阶段式电流保护，又叫电流切断保护，主要是通过短路电流幅值和瞬时动作来运行。在供电系统的实际运转中，阶段式电流保护有着保护速度快、操作简单的优势，但也存在着运行影响大、时间复杂的漏洞。因此，相关技术要及时改进，运用纵联式保护，如图2。在1、2保护装置之间安装元件，1装置就可以保护2装置，其它继电设备就会及时产生反应，在K1点的断路前起到作用。与此同时还要通过建立全景数据监测平台以设置数据记录模块来保证煤矿供电系统的安全，并有效结合电气设备和智能控制，将全景数据平台应用到系统层，通过自动调控来确保技术环境的平稳。

4结束语

綜上所述，在煤矿供电设备电气保护技术的具体运行中，要将技术创新作为优化建设的重中之重。通过网架结构的可靠性和供电系统的智能监控，来促进电气设备环境的运行安全。因此，只有保障煤矿建设不受到技术的制约，才能确保其工作的稳定性和安全性。故相关技术人员要综合分析煤矿供电系统，最大程度上优化技术，从而提高煤炭行业发展的速度，进一步促进其建设的安全发展。

参考文献：

[1] 王丽娟.煤矿供电设备电气保护技术的探讨[J].江西煤炭科技，2015（3）：113-114.

作者简介：

张增然（1979-），男，河北省赵县人，汉族，机电工程师，从事煤矿机电方面的技术工作

（作者单位：淮北矿业集团芦岭煤矿保运区）