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摘要：煤矿电气设备与供电系统的安全稳定关系到整个煤矿的安全，因此应加强对煤矿供电系统和电气设备的安全管理和监管，采用专业人员对煤矿供电系统进行定期的检查维护，防止出现意外。利用计算机技术对电气设备供电系统进行统一控制管理，对于系统安全有着重要作用。本文就关于煤矿供电系统和电气设备的保护研究进行阐述。
关键词：煤矿；供电系统；电气设备；保护
1.煤矿电气设备与供电系统简介
不同于其他的供电系统，煤矿对于系统的安全性要求很高，一旦发生意外后果将不堪设想，而且煤矿的特殊工作条件也决定了煤矿电力的独特性，具体表现在以下几个方面：
1.1为了保证煤矿井下安全，必须进行日夜不间断供电，而且应该按照要求采用双回路电源。
1.2煤矿供电系统不仅仅应该考虑工作人员的人身安全，还要考虑供电设备的安全性，防止出现意外。由于煤矿用电量较大，如何合理调整供电时间和供电质量，在不影响正常工作的前提下节约成本，也是煤矿供电系统应该考虑的问题。通常可以将煤矿使用的电气设备分为2类：即一般型电气设备和矿用防爆电器设备。前者的作用主要在于维护电力系统的正常运转，同时有一定的安全防护能力，但遇到一些大的灾难如煤矿爆炸时，此种电力设备的防护作用有限，因此一般将该种电力设备放置在瓦斯浓度较低的位置使用。后者的主要作用就是防止由于电气故障引起的煤矿瓦斯爆炸，用于采掘工作面等有防爆要求位置。
2. 煤矿供电系统与电气设备的保护现状
2.1高压防爆配电保护。从目前情况来看，在矿井开采过程中，高压配电防爆装置应用较多，主要用于变电所，或是综采工作面，比较常见类型有：BGP、PB。在以往的供电设备中，无论是油断路器，还是机械弹簧结构都或多或少存在 一定的弊端，比如保护动作错误、设定不准确、装备老化问题等，并且操作复杂，难以修复。而现阶段应用的高压配电防爆装置具有一定的优势，主要是借助如下装置给予供电保护，分别是高压真空断路器、综合保护器、电能计量装置，这些保护装置不仅能够实现漏电检测，还能显示过流以及故障，同时还有记忆功能。高压真空装置不仅能实现远程自动控制，而且还能应用手动控制，从某种程度上而言该装置保障供电设备安全性能，可靠性极强。供电设备保护主要分为三个部分，即高压防爆配电装置、高压开关柜、低压供电设备，而它们相对应的保护对象分别是漏电保护、过流保护、接地保护。
2.2开关柜设备保护。 高压开关柜设备，其主要应用在以下几个方面，分别是矿井提升机、通风机、地面变电所、大型胶带机等，其继电保护装置相对较为特殊，即电磁感应，而该装置功能对供电进行全面保护，比如防止设备漏电、定时线过流、瞬时短路等。上述保护装置在使用过程中效果相对较好，不仅具有一定的稳定性，而且操作极为简单，更重要的是维修相对而言比较容易，在日常使用过程中，简单日常维修，或是普通保养足以保障其使用性能。针对高压开关柜设备来说，供电保护系统借助继电器确保正常操作，而这个系统主要是由四部分构成，分别是电流、继电器、断路器、电压互感器。伴随现代科技发展的不断进步，供电保护装置也发生了极大的改变，以往主要是以电气保护为主，现在基本上是以电磁保护为主，这在某种程度上促使供电系统稳定性能更好，同时安全性有所增强，从而推动电气保护自动化模式的完善。
2.3 煤矿保护装置。煤矿供电设备必须要做好相关的保护措施，这样才能保证供电设备正常运行，不会造成任何的损失，而保护的重点是检测系统信号是否正常运作，如果发现异常情况需及时反馈，相关人员必须重视并及时解决异常情况，发出报警信号。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆针对煤矿供电保护装置而言，信号输入设备非常关键，这是前期处理系统的重要依据，这样能够确定煤矿开采的各项信息。而对于测量设备来说，其主要作用在于现场测量参数，还有系统预定值，然后交接逻辑判断装置，进行后期处理，通过对比之前数据，下达制定命令，执行装置负责执行。执行部分必须根据口令操作，促使各项保护装置有效驱动。煤矿保护装置设定是确保供电系统以及设备的正常操作，通过逻辑性有效指挥供电保护装置。
3 煤矿供电系统与电气设备的保护类型
3.1漏电保护。由于煤矿供电系统中绝缘层长时间处于恶劣环境中，容易出现老化、磨损等问题，从而引起电路漏电情况。如果井下工作人员不慎接触，会造成触电事故。此外，矿井中存在着很多可燃性粉尘和气体，如果出现漏电会有电火花出现，严重时会引起爆炸。因此，必须加大对煤矿供电线路漏电的保护力度，加大对漏电情况的检查，及时处理漏电问题，避免发生安全事故。
3.2过流保护。
3.2.1短路保护。电器、线路的绝缘只要有所损坏，或者存在接线错误、负载短路等问题，就容易发生短路，产生的瞬时电流会超过额定电流的数十倍，在过流影响下，会损害电器设备或配电线路的电动力，甚至产生的电弧会造成火灾。目前，常用的有电子式继电器、电磁式继电器等，其短路保护的动作时间短，能够快速切断电源。
3.2.2.过载保护。过载是电动机或电气设备工作电流超过额定电流1.5倍以内，导致电动机或电气设备过载的原因有很多，如突然加大负载、降低电网电压、断相运行等。若电动机或电气设备长时间保持过载的状态，这样其温度就可能超出允许的范围，从而逐步变得老化。在电气设备中的过载电流的大小，决定着具体保护时间，因此对于动作值的设定，要小于短路的保护动作值。
3.2.3断相保护。在电动机运转过程中，如果电网出现故障，造成电源缺相，如此一来，电动机保持着低速运转的状态，其定子电流很大，这是引起发动机绝 缘、烧组损坏等故障的主要原因。在断相之后，烧组接法、负载大小等，会造成相电流、线电流发生一定程度的变化。从断相保护原理来看，主要是负序保护，如果线路电流比负荷额定电流大过一定范围，就会产生保护动作，目前常用的有热继电器、电子式继电器等。
3.3接地保护。 通常来说，电气设备在正常工作过程中，其绝缘层能够防止出现内部电流，这样金属壳表面就不会带电。若绝缘层遭到破坏，会导致电气设备绝缘层被破坏，增加了安全隐患。为避免电气设备金属外壳带电，要做好电气设备的接地处理，防止由于电流过大对工作人员造成损害，以此有效保护人员健康安全。
3.4失压保护。 电气设备处于工作状态，如果停止电源供给，则会立即停止运行。之后再恢复电源供给后，电气设备在自行启动中除了会损害设备，还会对人员安全带来威胁。所以，在恢复电源供给时，为避免电气设备自动启动，应在电气设备工作之前，采取接触器或按钮控制电动机的方式，从而实现失压保护的功能。
总之。煤矿电气设备和供电系统的保护，在煤矿安全生产和产量的提高上具有重要的作用。因此，这就需要相关技术人员在设计和安装的过程中，必须充分考虑到煤矿供电系统和电气设备的特殊使用环境，只有做好相应的防护工作，才能保证电气设备的安全稳定的运行。同时，煤矿企业也要注重高科技的运用，进一步提高煤矿系统的安全性和可靠性。
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论文作者:卫宏勋
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/30
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