选择性漏电保护在煤矿井下供电系统中的应用

李　洋

（江苏省矿业工程集团有限公司，江苏　徐州　221000）

选择性漏电保护在煤矿井下供电系统中的应用

李洋

（江苏省矿业工程集团有限公司，江苏徐州221000）

摘要：对于煤矿企业来说，煤矿井下出现的低压电网的漏电常常会导致矿井出现由瓦斯或者是走电引起的火灾或者是爆炸。特别是在极为狭窄的矿井里面，这样的异常情况必然会导致严重的人员伤亡。近几年来，我国的煤矿灾害有一部分就是由于矿井的电路装置出现问题导致的。本文重点分析了煤矿井下供电系统漏电原因，重点阐述选择性漏电保护在中性点接地中的应用和选择性漏电保护在煤矿井下供电系统中的应用。

关键词：煤矿；选择性漏电保护；井下；供电系统

0　引言

随着科学技术的不断发展，煤矿技术人员的不断努力，煤矿井下供电系统选择性漏电保护问题已经提入研究日程，通过煤矿技术人员的不断探索发现应用先进的漏电保护技术，采取切实可行的漏电保护措施有利于保护煤矿企业的安全生产。特别是采用先进的漏电保护装置，更有利于促进煤矿企业的和谐发展。要想进一步提高漏电保护装置的保护水平，有效地提高矿井的供电系统的保护水平，就需要详细了解煤矿井下低压电网的选择性漏电保护有关的问题，并采取切实可行措施加以处理，确保煤矿企业的和谐健康发展。

1　煤矿井下供电系统漏电原因分析

煤矿井下供电系统是保证电力平稳供给、设备正常运行的保障基础，也是目前存在安全隐患最多的部位。根据现有研究资料分析显示，当供电系统出现故障时，供电设备没有重复接地是造成其漏电的重要原因。其漏电成因如图1所示。

图1　煤矿井下供电系统漏电成因示意图

从图1可知，当煤矿井下供电设备出现故障时，零序电流I0所显示的数值应该为0，但是实际工作中经常会出现供电设备互感器TA一侧零序电流I0依然会显示数值的现象。如果此时供电设备接地，那么此时在接地电阻R01=4Ω、人体电阻Rr=1000Ω、电源相电压Up=220V情况下，人体漏电电流以及电压数值分别为0.22A和219V。如果煤矿井下工作人员与接地电阻出现并联情况时，就会导致人体漏电电流以及电压数值与安全数值相比减小了1/2，从而造成该供电系统出现漏电。

2　选择性漏电保护在中性点接地中的应用

选择性漏电保护主要是为了实现煤矿井下供电系统出现故障时，电路能够根据预先设定的程序来自主选择安全可靠的供电线路来进行运行，实现供电系统平稳安全运行的目的。我国煤矿企业井下供电系统一般选择中性点不接地或者中性点经消弧线圈接地方式来防止整个供电系统发生漏电电流，从而降低煤矿企业煤炭资源开采过程中所面对的风险系数。中性点不接地系统可以采用现有漏电保护装置来实现防漏电目的，技术已经成熟，因此，本次研究所选取的选择性漏电保护主要是以中性点经消弧线圈接地方式来作为研究对象，分析该接地方式如何使用选择性漏电保护装置来提高生产安全性。之所以中性点经消弧线圈接地方式不能采取现有选择性漏电保护装置进行应用，其主要原因就在于弧线圈感性电流值补偿了单相接地故障时的容性电流，在此种情况下，煤矿井下供电系统漏电电流值将会明显低于非故障线路的电流值，同时其过补偿时电流方向与非故障电流方向相吻合，从而干扰了现有选择性漏电保护装置的正常运转，使之无法起到防止供电系统漏电的目的。现有科学技术水平下，中性点经消弧线圈接地方式所采取的选择性漏电保护应用主要是从以下两方面来进行：

（1）相位选择。漏电保护应用必须确定其要保护的供电系统相位，同时还需要明确整个供电线路中哪几条线路电流较大，继而确定漏电保护对象及排序。其主要检测及应用手段为谐波电流采样方法。（2）故障线路的选择。应用5次谐波电流采样排序来明确故障线路最大漏电电流值，同时选择性漏电保护要想实现选择性，就需要将电流采样设置成与非故障线路相反方向。

3　选择性漏电保护在煤矿井下供电系统中的应用分析

3.1漏电保护动作参数选择

煤矿井下供电系统采用的是三相供电方式，其最明显的特点就在于相位与电压之间不具有影响关系。而导致供电系统出现故障的原因在于长期单相接地故障会使得另外一相也接地而出现两相短路，由此也会殃及到没有出现问题的线路，从而造成系统瘫痪、无法正常运转。

根据现有故障电流推导公式：零序电压计算公式：

根据上述公式提供的参数，按照《矿井6kV电网漏电安全及接地检漏保护装置整定使用细则》之相关规定，煤矿井下供电设备电网电容＞4μF时，由此需要的最小启动电流要大一些，而最小启动电压则选择小的数值。

3.2选择性漏电保护整定要求

（1）地面变电所、中央变电所、井下盘区变电所、煤矿井下供电系统进出线开关只投零序Ⅱ（零序电流限时速断保护）及Ⅲ（零序告警）段。（2）煤矿井下各种直接负荷如：采掘工作面、硅整流变压器、主排水泵、瓦斯抽放泵站等只投零序I段（零序电流速断保护）和零序III段（零序告警）保护。

4　结论

综上所述，当煤矿企业的电网出现漏电故障时，选择性漏电保护程序就会自动发送故障信号或者是及时地切断故障支路电源，这样就能够适时地阻止故障的发生，从而保证煤矿企业供电的稳定性。所以说，选择性漏断保护是煤矿井下供电系统正常运转的重要保障基础，对其应用设计进行研究不仅能够为煤矿企业安全生产提供帮助，也能丰富现有研究内容，具有较高的研究及应用价值。希望通过本次研究工作能够为煤矿井下供电系统安全平稳运转提供帮助。

参考文献：

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