煤矿供电系统继电保护探析

煤矿供电系统继电保护探析

李云1高文彦2

陕煤集团神木柠条塔矿业公司陕西省榆林市 719000

摘要：继电保护装置是当前供电系统中一项常用的自动化装置,会有效防控安全事故产生,对维持电力系统有条不紊地运行具有重大意义。煤矿供电系统具体运行阶段,极易出现用电故障和问题,供电系统继电保护装置的出现,便可全面维系整个系统有序、照常运行,当电力系统出现漏电状况和短路故障时,继电保护系统便可有效切断故障线路,防止事故蔓延,维护用电安全。

关键词：煤矿；供电系统；继电保护

前言

近年来，我国煤炭行业取得了较快的发展，随着自动化水平的不断提高，对矿井供电质量的要求也不断提高，特别是矿井供电的可靠性问题直接危及矿井生产安全。继电保护装置作为井下供电系统重要组成部分，对供电系统运行的安全性和可靠性具有非常重要的影响，因此必须要做好矿井供电系统继电保护管理工作。

1煤矿供电系统继电保护概况

近些年来，随着煤矿企业不断的发展，先进设备和技术已经被广泛应用在煤矿生产中。而这些设备和技术的应用对供电系统的需求较大，这就在一定程度上加大了供电系统负担，使得煤矿供电系统短路故障越来越多。变压器和电机等大型机电设备使用过程中，受其层间、匝间影响而出现相应短路故障。一旦出现短路故障，就会使整个供电系统局部电网出现电压下降问题，这种情况下如有强大电流通过电气设备，电气设备就会产生一定热量，最终使电机设备发热或过载，从而损坏电机设备甚至使电机设备报废。而如果电机设备此时不能正常运行，电相就会出现中断、过负荷、中性点不接地等一系列问题，严重时会出现单相接地。虽然这些现象相较于故障破坏程度要轻，但如果不及时解决不稳定现象，长此以往负荷就会使绝缘老化，引起相断线故障甚至使电机过负荷。

2煤矿矿井供电系统继电保护分类

2.1主保护

煤矿矿井供电系统主保护装置，能够在第一时间将被设备及线路故障进行切除，在主保护时，能够无时限或带有一定时限来对设备或是线路故障进行切除，有效的确保系统的稳定性，满足设备安全运行的要求。

2.2后备保护

主保护后备保护主要是在主保护设备或是断路器出现拒动时，能够及时对故障进行切除，或是结束异常情况。因此，在煤矿矿井变配电所内，对于一些重经设备和线路，在采用主保护的同时，还需要进行后备保护和辅助保护的装设。在装设后备保护时，主要以近后备保护及远后备保护为主。

3加强煤矿供电系统继电保护管理的对策

3.1对误动和拒动现象要控制得当

误动和拒动是多数继电保护系统最常出现也最难避免的问题，一旦发生，往往会对整个供电系统产生重要影响。而煤矿是非常敏感的区域，任何意外都有可能引发难以想象的悲剧，在安全生产重于泰山的今天，避免拒动及误动造成的潜在危害更显得尤为重要。拒动与误动的发生有很多错综复杂的原因，元件问题、回路设计问题、维护水平不足、试验分析不到位、装置配置不良、整定配合不合理等，都会导致拒动及误动现象的发生。虽然煤矿与超高压输电线路对继电保护误动及拒动方面的精准要求并不相同，但碍于煤矿生产井下作业、人员密集度大、不易逃生等多方面因素，对煤矿供电系统的继电保护也应做好拒动及误动的控制工作。因此，最好注意以下两点：首先，重要的元件能够互相作为备用。其次，保护配置及整定配合时应充分考虑到开关拒动及保护等情况。

3.2注意继电保护的可靠性、速动性、选择性与灵敏性

保护装置能够在短时间内有所反应会增强整体的有效性与可靠性。结合继电保护装置在电力系统中的整体作用可见，多数多相故障都从单相故障中发展出来，假如保护装置可以较快动作的话就能够在一定程度上降低多相故障的发生率。对于煤矿供电系统而言，无论是单相故障还是多相故障都会给煤矿安全带来巨大威胁，因此，应极力避免任何故障的发生，这就要继电保护尽量提高速动性。同样的道理，选择性与灵敏性也是多数继电保护装置所面临的基本要求，无疑也应做好这几个方面的工作。

3.3注重保护装置的简便性与实用性

对于继电保护装置来说，简化保护的复杂程度能够有效地提升保护效果，增加装置整体的可靠性。在满足供电系统需求的前提下，做到恰当安排、统筹兼顾，尽量使保护装置简洁化、实用化。不过需要注意，给保护装置减负的同时不能造成安全隐患的增加，要能够使“减肥”后的保护装置不失保护作用，也不会留下安全漏洞，这样才能够通过“减肥”增强整体的稳定性与可靠性。

3.4积极借鉴先进的经验

煤矿安全问题一直牵动着国人的神经，电能也是煤矿运行中的重要能源，保障电能的稳定可靠对于保障煤矿安全意义重大，对此，我们不仅要充分结合国内煤矿供电系统继电保护管理的先进经验，还要放眼世界煤矿开采行业的继电保护管理，选择性地学习并吸取先进的管理经验，从而使我们的管理工作更上一层楼。继电保护属于很实用的一门技术，不同国家都在自身传统习惯的基础上结合了现代的技术手段，摸索出比较适合于本国国情的技术模式，我们在借鉴时要注重对方国家的实际情况，比如地质问题以及煤矿生产情况等，通过对比研究，并结合我们自己的实际情况，一步步进行摸索和实践，这个过程中一定要以安全为第一要务，务必保障井下工人的人身安全。

3.5合理设计及选择保护装置

保护装置的选择要依照煤矿供电系统的运行与接线特点来配备。比如煤矿电压在10kv大小的供电系统，基本上相间短路的保护装置与单相接地的高压漏电装置就能够满足实际保护需求。在安装时最好遵循以下原则：首先，地面的变电所中，高压开关应能够实现过电流保护、选择性检漏保护及电流速断保护；其次，当容量在三百二十千伏安以下时，一次侧变压器可使用熔断器进行短路保护，二次侧应通过自动的空气开关实施短路保护，电力电容器应采取电流速断的保护方式，对于电容器可能发生的内部故障，可进行熔断器保护；第三，矿井下的变电所的高压开关，可以采取瞬时动作过流脱扣器进行电流保护，还要兼具失压保护与高压选漏的保护方式。低压开关可以采用电流保护与检漏保护。

3.6合理设计整定方案

整定方案对于继电保护装置的稳定运行意义重大，因此，应对整定方案做好设计工作，计算出短路电流与保护定值，变电所的母线适宜采取分段运行的方式，以便减小总进线盘，并缩小事故范围。不过，分段运行还需要保证任一回路有能力负载全部负荷。另外，选择时限要能够与最大设备起动电流的时间错开。除此之外也不要忘记对灵敏系数进行校验。

3.7做好定期检查及日常管理工作

如果继电保护设备是新安装的，那么应及时做好全面检查工作，对于已经投入运行的保护装置，也要进行定期的检查。因为负荷基本上是经常变化的，而且煤矿特殊的工作环境也需要人们进行定期检查。原则上讲，应该每年都进行一次电气试验，不过目前的实验设备基本上不防爆，因此采矿区的变电所中的继电保护装置一般只有一次全面试验机会，就是在下井之前的进风巷中进行电气试验。做好定期检查的同时，也要做好日常管理工作。应该采用包制到人的方式，任命专门的技术员等，使继电保护管理能够落到实处。并且还要做好相关技术资料管理工作。

结束语

综上所述，为了保障煤矿从业人员的人身安全，矿井生产的安全有序进行，要高度重视供电系统继电保护工作，通过制定有效方案、加强继电保护装置检查维护、积极推广应用新技术、新装备等方式，来提升煤矿供电系统运行的安全性、可靠性，进而促进煤矿更好的发展。

参考文献：

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[2]李龙，高红军.煤矿供电系统继电保护分析[J].科技创新与应用.2016(02)

[3]陈斌.煤矿供电系统中继电保护及故障检测[J].煤炭技术.2013(04)