摘 要： 主要对煤矿电气设备的保护现状进行分析，并较为细致地对其保护装置进行了阐述，以期从根本上提高煤矿安全生产。
关键词： 煤矿电气；供电系统；电气设备；系统保护
煤矿电气保护装置作为煤矿安全系统的重要组成部分，对整个煤矿的正常运转起着至关重要的作用。要想确保煤矿安全生产，就必须要求企业管理者重视煤矿电气设备与电气保护装置的维护工作。做好该工作，对避免煤矿井下重大安全事故具有重要作用。而当前中国煤矿供电设备电气保护装置性能都得到不断的提升，新型智能化综合保护装置在系统中的应用能取得比较理想的效果，且可以在线检测电压、电源、功率及电度等电力参数，具有规程要求的常规保护功能。由于很多新设备在初次投入使用，其在系统中的安全运行还有待于进一步研究和探讨。
1 煤矿供电设备电气保护的现状分析
当前中国煤矿供电保护设备的电气保护主要有三种类型：接地保护、漏电保护及过流保护。其供电设备主要有高压开关柜、矿用变压器、磁力启动器、高压防爆配电装置等，这就使得电气保护装置类型繁多，其继电保护性能也有所不同。
1.1 高压开关柜装置的分析
在当前，煤矿的地面变电所、井下变电所、总进风巷、主要进风巷及井底车场所用的都是高压开关柜，均以电磁感应为主的继电保护装置，其主要通过反时限过载、定时限过流、失压、瞬间短路或漏电保护来实现保护功能。由于其可靠的工作性能及简单的构造，使得在中国煤矿企业得到广泛的应用。
高压开关柜的继电保护系统主要以继电器、电流互感器、电压互感器及断路器等部分组成。随着中国继电保护技术及电力系统结构的不断完善发展，使得继电保护的方式和设备也不断更新。电磁吸引柱继电器、晶体管式继电器、集成电路式继电器已逐步取代传统的电力熔断器，不断突破传统继电保护形式，不仅大大提高其继电保护性能，还实现了电力监控的自动化。
1.2 高压防爆配电装置的分析
目前大部分煤矿井下所采用的高压防爆配电装置均以 PB、BGP 系列为主。其主要的保护执行机制是通过定时限过流、高压漏电绝缘监控脱扣器和失压脱扣器来实现保护。但由于此种装置的机械弹簧老化速度过快，对保护性能影响较大，在弹簧老化后，容易导致保护不稳定或保护失误。此外，这种操作程序较为繁复、对维护工作带来困扰。但随着技术的不断革新，高压防爆真空配电装置逐级弥补了这些问题。此外，真空断路器能够实现自动分合闸，同时也支持手动分合闸。
2 漏电保护装置原理及其选用分析
当前，中国已经研发出了许多新型的供地面和井下应用的高压漏电保护及监视保护装置。这些新型漏电保护装置的工作原理主要有以下三个方面，即功率方向型、电流方向型及补偿电流型。鉴于煤矿的地面及煤矿井下各变电所的线路布置较为集中，其采用的保护装置性能均包含漏电监视、短路保护等综合的保护性能，从而实现与高爆开关进行配套使用。
目前国产低压检漏继电器大多为矿用隔爆型，许多品牌 （JJKB30、JL82、JY82 等） 的继电器均采用附加直流电源原理来实现漏电保护。由于此类继电器没有选择性漏电保护的设计，使得这些继电器仍采用较为传统的直流电源来实现继电保护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于继电保护及漏电闭锁均采用集成式逻辑电路，其漏电保护原理为零序电流方向原理，这就使得在对故障支路的判断中可根据零序电流和零序电压来进行判断。
3 煤矿电气保护装置过流保护的选择性分析
煤矿电气保护装置主要通过断路跳闸或发出相关信号来反应电力系统非正常状态或故障的自动化设备。现有的保护装置中，主要由传感器、主控制器与联动装置共同组成，但随着煤矿的开采规模越来越庞大，其常用工作电流及短路电流不断加大，使得传统的熔断器已无法满足继电保护工作。当前在煤矿企业中应用较为广泛的电气保护装置有很多，其装置结构主要分以下四个部分：主控制器部分、传感器部分、报警器部分、联动装置。
上文中提到过很多种过流保护，其相互间的配合除定时限保护外，还有反时限保护，这种情况下，需要兼顾好变压器线路及电动机的工作状态，要想实现对故障的准确鉴别，需要熟悉和掌握不同系列熔断器的技术参数。过流保护的选择性主要包括以下三种：能量选择、电流选择及时间选择性。在保护中不仅需要过流特性的配合，还需要借鉴选择性漏电保护的经验。相关研究结果表明，电流、电压、功率因数及过电压等物理量，均会对继电保护装置的运行稳定性和可靠性有所影响。为此，除了应当采用防误动、防连动、加速动作、预检测等技术之外，还应加大对新型过流保护的研究力度，借此来改进电气保护选择性应用方面存在的不足。
4 对矿用新型综合保护装置的养护建议
随着中国变电站自动化系统的建立和发展，由于井下开关设备的型号及参数等均不相同，其结构和设备安装使用都比较复杂，不同的结构设备在安装和应用过程中都具有不同的操作方式，要遵循不同的方针和原则。并且随着现代新工艺和新技术的不断研发，保护装置体积越来越小，其接口等各模块的应用都具有一定的推广优势。性能优良、可靠性高、灵活性高、调试维护方便、性价比高及功能齐全等。因此，在使用这些保护装置和设备时，应该注重其设备的养护，当前一些设备和技术都采用开放式硬件系统，嵌入式的分布结构，其工作运行方式与 CPU 并行，运行速度非常快，改变传统的工作运营模式，对煤矿供电设备起到很好保护的作用。而在实践工作中，通过安装装置养护，能确保其安全运行，同时，还能降低整个运行的投入成本，减少设备故障问题，能提高整个生产活动的效率，也能避免因故障问题，而引起不必要的事故。在养护过程中，一定要定期使用润滑剂，保持各个部件的灵活度，防止设备生锈，这样能延长设备使用寿命。每一次使用前要检查设备，在使用完毕之后要调整设备，并且将设备置于干燥处储存，防止其受潮或是腐蚀。
5 结语
煤矿电气保护装置是电气安全、电气设备及供电系统保护的基础。要想搞好电气安全工作，必须要对煤矿电气保护装置有深入了解，并不断加强对新型装置的各项原理及相关技术的学习。只有不断加强对煤矿供电系统及电气设备进行安全监督和管理，才能有效地杜绝机电事故，确保煤矿安全稳定的生产。
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论文作者:张国营
论文发表刊物:《科技中国》2017年7期
论文发表时间:2017/11/1
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