云南煤矿安全技术中心
摘要：科学技术的进步，使得微机技术在各行各业当中得到了广泛的应用，高压开关智能保护技术运用单片机作为核心组成部分，能够实现多路信号的有效处理，增强了煤矿电气的保护功能。本文围绕煤矿高压供电设备的电气保护进行讨论，了解电气保护的重要性，探讨高压供电设备的电气保护原理和发展过程，并加以描述，希望可以提高煤矿井下作业的供电质量，实现煤矿的安全生产，进一步的提升我国高压电气设备的保护水平。
关键词：煤矿；高压供电设备；电气保护；发展
煤矿井下的生产环境较为恶劣，供电设备运行具有较大的负荷波动，且工况缺乏稳定性，设备的绝缘强度会受到滴水冒顶或瓦斯煤尘积聚等事故的影响呈现逐渐下降的趋势，加上部分工作人员在对设备进行操作和维护时缺乏规范性，出现操作失误导致输电线路断裂的现象，造成单相接地或漏电等故障，如果不能及时将故障排除，电网各相线长期以在线电压的状态运行，会引发绝缘击穿的事故，甚至会引发一系列的短路事故，对工作人员的人身安全造成影响，所以，要对相关的保护控制系统加强研究，推动煤矿高压供电设备电气保护的发展。
一、高压供电设备对于煤矿发展的重要性
近年来，随着采煤机机械化水平的不断提高，集中式高压供电设备在煤矿井下的应用越来越广泛。该设备的占地空间较小，且安装施工量也比较少，模块化化的设计使得设备的管理、使用和维护更加方便，可实现供电系统的分级保护，使系统功能更加强大。同时，也大幅度降低了能源消耗，对于设备的安全、稳定运行具有着十分关键的作用，也使得煤矿生产更加的高效、安全。
二、电气保护对于煤矿生产的重要性
随着经济建设的发展，人们在煤炭资源方面的需求也在不断加大，促进了煤炭企业的发展，使得煤炭企业的生产规模逐渐扩大，加上科学技术的进步，煤炭生产越来越趋向于机械化，生产工艺被不断优化，但用于煤矿生产当中的机械设备多数都是以电力作为主要动力能源的，所以，煤矿生产当中的供电设备质量和施工安全也成为了人们最为关注的问题，但是，在对供电设备加以应用时，本身就存在着一定的风险，加上现代化的供电设备比较注重自动化的操作，具备发电、供电以及用电一体化的功能，整个操作过程需要具备一定的专业性，如果在进行供电时，部分环节或供电设备出现故障，会对整个煤矿的供电系统造成影响，从而引发安全事故，影响煤矿的正常生产，甚至会为煤矿企业带来巨大的经济损失[1]。
三、工作原理
ZLZB—7HT微机保护装置，是针对煤矿井下工作环境进行设计的，是对先进微机技术的一种有效应用，该综合保护装置，具有多功能性，主要用于性点不接地的3.3KV、6KV以及10KV供电、变电系统的变压器电力开关当中，该种保护装置在我国煤炭工业中具有较强的适应性，保护工作的基本原理如图1。
图1
四、煤矿高压供电设备的电气保护应用与发展
当前阶段，煤矿供电设备主要以一般型的高压开关柜、馈电开关、防爆配电装置、磁力启动器以及移动变电站组成。针对供电设备的保护装置多种多样，而且功能也各不相同，存在一定的复杂性，电磁感应式的继电保护装置主要应用在总进风巷和关键的进风巷中，在定时限过流、反时限过载、瞬动电路、漏电或失压等方面具有保护功能，该保护系统工作性能较为可靠，结构相对简单，且现场维护方便[2]。
随着煤矿高压供电设备中BGP和PBG系列的开关方式向真空断路器方式的转变。高压保护装置的发展也经历了三个阶段，其中包括高压熔断器和过流继电器的发展阶段，模数结合保护阶段以及智能综合保护阶段，前两个阶段在保护器的参数方面存在较大的分散性，容易受到环境因素的干扰，可靠性略有不足容易产生误动，而且非常容易疲劳老化，但成本投入相对较低，且结构简单便于操作，所以应用较为广泛，而智能性的保护器可以将各项保护功能进行处理，从而增强保护功能，较之其他保护器成本投入增加不大，其发展空间较为广阔。在最近几年，综合保护器、高压防爆类型的真空断路器、电能计量器等装置得到了有效的推广，其保护功能包括过压、过流、失压以及漏电监视等，而真空短路器不但具备自动合闸、分闸的功能，同时还可以实现手动的合闸及分闸，使供电设备当中电气保护的安全控制能力得到增强，提高了煤矿生产的安全性[3]。
当前阶段，市场中应用最为广泛的是数码综合保护开关控制器，其中融入了具有先进性的微机技术，该保护器可以在BGP和PBG等系列的高压防爆开关当中安装，能够实现模拟综保的替代，推动老开关的更新换代，该保护器实现了国内综合保护器功能的整合，并且具备四摇功能，即遥测、遥控、摇信、摇调。
但是这些智能性的高压综合保护装置保护控制功能都是由51单片机来实现的，而51单片机在片内资源方面存在局限性，会在一定程度上影响系统功能的扩展，除此之外，8位的51单片机在对数据进行处理时，其处理速度只能使综合保护的动作时间徘徊在国际的标准线上，例如，北京顺城电子生产的GSZJ-H5_A型综合保护器，对器短路动作时间进行测量，实际时间在80-100ms之间，而短路动作时间的规定标准为＜100ms，这成为了智能保护器的发展过程中的瓶颈，由于智能保护器主要对50HZ的信号进行处理，但该信号存在较为严重的波形畸变，所以从故障发生到开关反应形成跳闸需要较长的时间，而且该时间会随着系统功能的增加而增加。
科学技术的进步，使得电力系统得到了快速的发展，人们在电力系统运行的安全方面提出了更高的要求，不但要对煤矿高压电网的继电保护响应速度进行提高，还需要对保护系统当中的数据通讯功能进行加强，一直以来，我国对煤矿的井下作业都保持着较高的要求，国内各大煤矿正不断强化相关的设计建设工作，针对井下高低压电器中通信设备进行加强，经磁力启动器、馈电开关、直到高压防爆开关，实现通讯数据的逐级传递。例如，四川攀煤集团，通过与相关部门的合作，实现了井上总站和馈电开关数据通讯，由此可见，对煤矿井下的总线通讯技术加强研究，将会成为煤矿高压供电设备电气保护的发展方向，所以，保护控制系统还需进行不断地完善和发展，实现保证电气保护技术的快速发展[4]。
结语
对高压保护系统加以使用，可以将变压器和保护线路视为一个整体，对变电站的具体情况加以分析，高压侧保护的实现具有非常重要的意义，在对智能的保护系统进行开发时，需要结合煤矿井下的实际情况，以及煤矿原有电气设备保护装置的具体情况来完成，保证继电保护技术的针对性和有效性，同时，要将微机技术中的准确性、灵活性充分的发挥出来，对几点保护技术进行不断的改进和创新，并以国际水平为目标，加强专项科研，对新型、高效的继电保护技术进行不断的探索，从而推动我国煤矿高压供电设备电气保护的发展。
参考文献
[1]王德喜.浅议煤矿高压开关电气保护原理与发展[J].科技信息，2012，8（34）：398.
[2]朱秀娟.有色金属矿山井下供电设备电气保护浅析[J].中国科技纵横，2016，6（8）：144，146.
[3]韦鹏.试论煤矿井下供电设备电气保护技术措施[J].大科技，2014，4（15）：241-242.
[4]毛安华.煤矿供电设备中的电气保护[J].中外企业家，2013，2（18）：221-221.
论文作者:陈文平
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/28
标签：煤矿论文; 高压论文; 设备论文; 电气论文; 井下论文; 保护器论文; 功能论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;