浅谈煤矿井下安全供电及继电保护措施

丁栓栓

(山西乡宁焦煤集团神角煤业有限公司,山西临汾 042100)

浅谈煤矿井下安全供电及继电保护措施

丁栓栓

(山西乡宁焦煤集团神角煤业有限公司,山西临汾 042100)

本文论述了煤矿井下安全供电方式的选用，以及煤矿井下供电系统继电保护措施，对实现矿井安全供电具有一定的借鉴意义。

煤矿 安全供电 继电保护

随着我国科技技术的迅速发展，煤矿井下电力系统也得到了很大的发展，电网的结构变得越来越复杂，变电站的覆盖面越来越广，负载越来越多，这就使得电网故障频繁的发生，继电保护是电力系统的重要组成部分，也就发挥了重要的作用。特别是在变电站电力系统运行的过程中，出现故障或者不能正常运行时，电力系统的电气量会发生非常显著的变化，继电保护就是根据电气量的变化测量值与系统正常时的电气参数的对比，来检测故障类型和故障的范围，以便有选择的切除故障。所以说继电保护在煤矿井下安全供电系统中发挥着重要的作用。

1 继电保护在煤矿井下电力系统中的任务

继电保护是电力系统安全、稳定运行的可靠保证。继电保护的功能是将检测到的电气量与整定值进行比较，在越过整定值或边界时就动作。切除故障，发现不正常状态。继电保护在煤矿井下电力系统中的任务主要表现在以下两个方面。

（1）继电保护是在当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从系统中断开，以最大限度地减少对电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。

（2）继电保护能反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动进行调整，或将那些急需运行而会引起事故的电气设备予以切除。

2 煤矿井下安全供电方式的选用

2.1 TN供电方式

作为一种零供电保护系统的TN供电，它的保护线是借助地面跟中性点的接触，其它的部分都连接保护线，在电源位置要求连接保护线的中性点，进而使得三相电网系统组成。在电路系统出现异常的时候，例如，不按照要求操作或装置部分损坏而造成电气设施的外壳带电，这样TN供电系统当中的熔断器由于流经太大的电流而导致熔断，要么因为自动地断开空气开关对电路进行切断，进而体现保护的功能。当前的TN供电被完善和改进，不断出现了一些新的供电形势，像是TN—C、TN—C—S，TN—S等。当前，在三相用电设施应用TN—C、在工业和建筑领域应用TN—S，而在煤矿井下应用TN—C—S，这是由于TN—C—S有着较高的安全系数和设置简单。

2.2 IT供电方式

作为一种三相三线的供电保护系统，IT供电方式的工作原理是连接地面和供电系统当中的全部用电设施，不将电源中性点接地，进而保护供电。在电路当中的用电设施外壳带电或出现漏电情况的时候，地面跟外壳电流形成通路而出现跨步电压，这对操作工作者的生命安全不利。在矿井的工作环境中，通常要求比较高的供电系统性能，倘若发生断电而未实时维修的现象，就会导致比较严重的后果，即使断电也需要通过替代设施维持矿井通风机的顺利工作。IT供电方式的特点是有着较高的安全性和较强的稳定性，非常适宜在中小型煤矿井下应用，然而它的缺陷是不适宜大型煤矿井下的作业。

2.3 TT供电方式

TT电供电方式的主要特点是：第一，TT供电在接地安装时作用于矿区的范围十分有限。它要求消耗比较多的材料，特别是消耗比较多的钢材，并且在消耗之后不可以加以回收应用。第二，如果系统当中的电气设施的外壳是金属的，在电气设施出现漏电情况的时候，系统可以通过接地而尽量地减少触电现象的出现。在煤矿井下的时候，倘若煤矿井下的地面比较潮湿，那么TT供电方式就会放大大地对人体的导电性，进而有着比较高的危险性。第三，倘若漏电电流比较小，那么就难以及时地熔断熔断器，为此，还应当应用漏电保护器。为了确保尽可能地安全，还能够对智能漏电保护系统进行选择性地配置，关键的组成部分是二总线通信接口、分支保护，以及总保护。各个分支保护对煤矿矿井的数据进行检测且可以借助二总线进行通信。因此，这样的供电方式很少应用于煤矿矿井中。

3 煤矿井下的继电保护措施

第一，继电保护设备可以监视电气设备的运行状态，倘若出现不正常的现象，那么就可以将告警信号发出，进而让工作者对情况进行及时地把握，且实施一定的应对策略，可以避免不正常的现象往严重的故障扩展。继电保护设备可以保障供电系统在较短的时间内恢复正常工作，尽量地减少不正常现象或故障对供电系统的影响。

第二，能够借助继电保护设备实时地掌握供电系统的工作状态，倘若发生一些不正常的情况或电力系统故障，可以实时地隔离故障部分，进而可以有效地避免扩大故障范围。关键是借助继电保护设备对出现故障电路元件周围的电路实施跳闸，进而切断电路，从而保护电路。如此能够有效地避免故障元件对全部供电系统造成的损害，进而确保全部电路的安全性与稳定性。

第三，继电保护设备应用于煤矿供电系统中，可以远程控制电路，这对于实现供电系统的自动化非常有益，能够借助继电保护设备对电路系统实施遥控和自动合闸。

4 结语

总之，煤矿井下供电系统是在一个复杂的环境中运行，提高其运行安全可靠性是一项系统、复杂、长期持久的工作，必须结合煤矿井下开采的实际情况，将人力、物力、环境等多方面因素有机结合起来，整体协调配合进行充分考虑设计，制订完善井下安全供电措施方案，有效提高煤矿井下供电系统供电可靠性，保障井下煤矿开采安全稳定、节能经济的高效进行。特别在社会经济不断进步的影响下，煤矿井下的生产技术要求也越来越高，这亟需提高煤矿井下的电力系统的安全技术，只有确保煤矿井下的安全用电，才可以确保煤矿的正常生产。

[1]陈合来,冯梦皎.电力系统自动化控制技术探讨[J].北京电力高等专科学校学报：自然科学版,2010,27(12).

[2]董群山.浅谈自动化控制技术在电力系统的应用[J].东方企业文化,2011(12).

[3]张玮.计算机技术在电力系统自动化中的应用[J].科技资讯,2009(30).

丁栓栓（1969-）,男,汉族,山西临汾人,2010年6月在山西煤炭干部管理学院。现在山西乡宁焦煤集团神角煤业有限公司从事机电技术与管理工作,助理工程师。