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【摘 要】在现代社会上，煤矿资源仍然发挥着巨大作用，煤矿企业在社会上也占有十分重要的地位。在煤矿系统中，电气设备与供电系统是两个十分重要的部分，在煤矿系统的正常运行中发挥着重要作用。但是，在煤矿系统的运行过程中，不可避免的会有一些问题出现，因此采取相关措施和方法对煤矿电气设备以及供电系统进行保护在煤矿系统的运行中是一项十分重要的工作。
【关键词】煤矿；电气设备；供电系统
在煤矿作业中，由于煤矿环境的复杂性，在实际运行过程中经常会有漏电事故出现，另外，煤矿中由于电气设备出现问题，也可能会造成瓦斯气体的出现。这些问题不但对煤矿正常作业造成严重影响，还会威胁到工作人员的生命健康安全。在煤矿作业中，对电气设备以及供电系统进行保护是煤矿工作中需要解决的一项重要问题。下面就煤矿电气设备与供电系统保护的有关问题进行分析。
1 供电设备电气保护发展及应用
对于煤矿供电来说，其工作场所比较特殊，对于各项指标的要求都非常严格，主要包括供电可靠性、安全性以及效益性，还包括供电质量。随着现代电力系统的不断发展，对其安全运行要求也有了不断提高，不但要使得供电设备保护快速响应性得到增强，另外一个方面还要发展利用数据通信来进行智能保护。
从目前情况来看，在我国的煤矿设备中，主要的电气保护装置包括一般型高压开关柜与高压防爆配电装置、馈电开关、移动变电站以及磁力启动器等，其类型比较多样，功能品质也各不相同。在煤矿的高压设备中，主要就是高压开关柜与高压防爆配电装置，一般都是利用继电感应方式来进行保护，主要就是漏电保护、过流保护以及断相保护等。
2 电气设备供电系统的保护
煤矿内的电气设备可分为一般型电气设备以及矿用隔爆型电气设备，前一种没有防爆性能，后一种具有防爆与隔爆性能。另外，根据不同的工作电压，还可以将电气设备分为低压电气设备与高压电气设备。在煤矿电气设备中，大部分都是一类负荷与二类负荷，在工作时电流与电压都比较大，所以要采取措施对其进行保护。
2.1 漏电保护
煤矿漏电不仅会进一步损坏电气设备，导致短路，还会使人身触电，对工作人员生命安全造成严重危害，另外漏电火花还可能会引爆瓦斯与煤尘。此外，杂散的电流还会腐蚀到与之向邻近的铠装电缆的金属外皮以及金属管道，使其使用寿命被缩短。还有可能会造成电雷管先期爆炸，对人员安全造成威胁。所以，煤矿供电系统内要安装漏电保护装置，从而进行绝缘监视、漏电保护及补偿电容电流的过人身作用。根据其保护功能，可以分为两种，即无选择性漏电保护以及有选择性漏电保护。
2.1.1 有选择性漏电保护
这种保护方式所采用的是零序电流保护原理。零序电流信号是通过零序电流互感器得到的，当没有漏电事故发生时，一次侧三相电流是对称的，其电流向量和为0，二次侧没有电流输出；当有漏电事故发生时，一次侧三相电流是不对称的，其电流的向量和也不是0，二次侧有电流输出。该装置需配合分路开关来使用的，该种方法的优点就是能够使停电范围减少，能够很容易将故障线路查找出来，有着十分广泛的应用。
2.1.2 无选择性漏电保护
该种方法利用的是附加直流电源保护原理。附加电源也叫做辅助电源，将直流电源附加在包括绝缘对地电阻在内的检测回路中，对直流电流的变化进行监视，在发生漏电事故之后，电压端会对地放电，则大地以及电压端就会存在电压降压与电流，若对电压降压方向、电流方向利用三相电抗器进行检测，其不平衡电压信号的方向是一致的，则说明漏电跳闸，从而对绝缘电阻间监测。该装置要配合低压自动馈电总开关来进行使用。缺点是停电范围比较大，很难对漏电线路进行判断，但是结构相对比较简单，工作起来比较可靠。
2.2 过流保护
之所以会产生电火灾，其主要原因就是电网过电流，而过电流的发生又是短路、过载以及断相所引起的，所以防止过电流的产生就是防止火灾的方法。因此，过流保护主要就是包括三个方面，即短路保护，过载保护以及断相保护。
2.2.1 过载保护
过载所指的就是电动机运行电流或者是电气设备工作电流比其额定电流要大，但超过额定电压的倍数比较小，一般都是在其1.5倍范围内。导致其过载的原因有很多中，比如负载突然增加、断相运行与电网电压降低等。对于过载保护来说，其动作时间和过载电流的大小是有一定关系的，所设定的动作值比短路保护动作值要小。动作延时是由过载程度决定的，两者之间是反比例关系，即过载程度越大，其延时就越短，过载程度越小，其延时也就越长。时间继电器构成延时环节，在出现过载时，电流继电器发生动作，其触电与时间继电器的线圈相接通，经过延时之后，时间继电器的触电动作，从而使执行机构动作，将主回路电源切断，并且将过载信号发出。
2.2.2 短路保护
短路所产生的瞬时电流能够达到额定电流的十几倍，甚至能够达到上百倍，从而导致电气设备由于过流而造成电力损坏，甚至会由于电弧而造成火灾。在短路保护中，其动作时间比较短，所设定的动作值比较大，可在很短时间内将电源切断。
2.2.3 断相保护
在电动机的运行过程中，由于电网出现故障或者是一相熔断器熔断而造成原来对称的三相电中有一相缺少，在出现缺相之后，电动机的运转速率将会降低，严重者会出现堵转，定子的电流比较大，很容易造成电动机的绝缘以及绕组被损坏。断相保护就是利用多项电路中一项导线的电流消失，从而将被保护设备断开，或者是利用多相系统中一项或者是几相失压来防止电源向被保护设备上施加。断相保护所利用的是负序保护原理。
除以上几点之外，还要对供电电压合理选择，使采区的低压供电距离减少。当用电设备功率一定时，设备工作电流与供电电压之间是反比关系的，若工作电流比较小，则在供电线路上所消耗的降压以及功率也就越小；另外也可以利用变频调速节能装置，考虑到起动、过载以及安全系统等方面的原因，可以利用变频器控制交流异步电动机，来对其进行调速，这样可以使电动机恢复到高效运行状态，能够节省大量电能，从而防止过流与过压的产生，对其进行保护。
3 结语
在煤矿作业中，对电气设备以及供电系统进行保护对煤矿正常运行有着重要作用和意义，有利于煤矿供电的进一步发展。作为有关的工作人员，要对其保护措施有一定了解，并且要能够在实际工作过程中对其进行合理应用。笔者在此希望本文所阐述的有关煤矿电气设备与供电系统保护的知识对煤矿工作人员有一定帮助，也希望其能够不断探索，找出更加科学有效的措施，促进煤矿企业的进一步发展。
参考文献：
[1]刘海清.煤矿电气设备与供电系统的保护应用[J].科技创新与应用，2012（21）.
[2]刘夺梅.煤矿电气设备与供电系统的保护应用[J].科技致富向导，2012（24）.
[3]李天祥.煤矿电气设备与供电系统的保护[J].山东煤炭科技，2010（3）.
[4]赵士强.试论煤矿电气设备与供电系统的保护[J].中小企业管理与科技，2010（22）
[5]陈伟.煤矿电气设备与供电系统的保护分析[J].科技创新导报，2008（22）.
[6]刘海晓.试论煤矿电气设备与供电系统的保护[J].中小企业管理与科技，2010（25）.
作者简介：
张宜虎（1983—），男，江苏赣榆人，工程师，现任同煤集团王村煤业公司电讯科技术科长，自毕业后一直从事煤矿井上下供配电技术工作。
【关键词】煤矿；电气设备；供电系统
在煤矿作业中，由于煤矿环境的复杂性，在实际运行过程中经常会有漏电事故出现，另外，煤矿中由于电气设备出现问题，也可能会造成瓦斯气体的出现。这些问题不但对煤矿正常作业造成严重影响，还会威胁到工作人员的生命健康安全。在煤矿作业中，对电气设备以及供电系统进行保护是煤矿工作中需要解决的一项重要问题。下面就煤矿电气设备与供电系统保护的有关问题进行分析。
1 供电设备电气保护发展及应用
对于煤矿供电来说，其工作场所比较特殊，对于各项指标的要求都非常严格，主要包括供电可靠性、安全性以及效益性，还包括供电质量。随着现代电力系统的不断发展，对其安全运行要求也有了不断提高，不但要使得供电设备保护快速响应性得到增强，另外一个方面还要发展利用数据通信来进行智能保护。
从目前情况来看，在我国的煤矿设备中，主要的电气保护装置包括一般型高压开关柜与高压防爆配电装置、馈电开关、移动变电站以及磁力启动器等，其类型比较多样，功能品质也各不相同。在煤矿的高压设备中，主要就是高压开关柜与高压防爆配电装置，一般都是利用继电感应方式来进行保护，主要就是漏电保护、过流保护以及断相保护等。
2 电气设备供电系统的保护
煤矿内的电气设备可分为一般型电气设备以及矿用隔爆型电气设备，前一种没有防爆性能，后一种具有防爆与隔爆性能。另外，根据不同的工作电压，还可以将电气设备分为低压电气设备与高压电气设备。在煤矿电气设备中，大部分都是一类负荷与二类负荷，在工作时电流与电压都比较大，所以要采取措施对其进行保护。
2.1 漏电保护
煤矿漏电不仅会进一步损坏电气设备，导致短路，还会使人身触电，对工作人员生命安全造成严重危害，另外漏电火花还可能会引爆瓦斯与煤尘。此外，杂散的电流还会腐蚀到与之向邻近的铠装电缆的金属外皮以及金属管道，使其使用寿命被缩短。还有可能会造成电雷管先期爆炸，对人员安全造成威胁。所以，煤矿供电系统内要安装漏电保护装置，从而进行绝缘监视、漏电保护及补偿电容电流的过人身作用。根据其保护功能，可以分为两种，即无选择性漏电保护以及有选择性漏电保护。
2.1.1 有选择性漏电保护
这种保护方式所采用的是零序电流保护原理。零序电流信号是通过零序电流互感器得到的，当没有漏电事故发生时，一次侧三相电流是对称的，其电流向量和为0，二次侧没有电流输出；当有漏电事故发生时，一次侧三相电流是不对称的，其电流的向量和也不是0，二次侧有电流输出。该装置需配合分路开关来使用的，该种方法的优点就是能够使停电范围减少，能够很容易将故障线路查找出来，有着十分广泛的应用。
2.1.2 无选择性漏电保护
该种方法利用的是附加直流电源保护原理。附加电源也叫做辅助电源，将直流电源附加在包括绝缘对地电阻在内的检测回路中，对直流电流的变化进行监视，在发生漏电事故之后，电压端会对地放电，则大地以及电压端就会存在电压降压与电流，若对电压降压方向、电流方向利用三相电抗器进行检测，其不平衡电压信号的方向是一致的，则说明漏电跳闸，从而对绝缘电阻间监测。该装置要配合低压自动馈电总开关来进行使用。缺点是停电范围比较大，很难对漏电线路进行判断，但是结构相对比较简单，工作起来比较可靠。
2.2 过流保护
之所以会产生电火灾，其主要原因就是电网过电流，而过电流的发生又是短路、过载以及断相所引起的，所以防止过电流的产生就是防止火灾的方法。因此，过流保护主要就是包括三个方面，即短路保护，过载保护以及断相保护。
2.2.1 过载保护
过载所指的就是电动机运行电流或者是电气设备工作电流比其额定电流要大，但超过额定电压的倍数比较小，一般都是在其1.5倍范围内。导致其过载的原因有很多中，比如负载突然增加、断相运行与电网电压降低等。对于过载保护来说，其动作时间和过载电流的大小是有一定关系的，所设定的动作值比短路保护动作值要小。动作延时是由过载程度决定的，两者之间是反比例关系，即过载程度越大，其延时就越短，过载程度越小，其延时也就越长。时间继电器构成延时环节，在出现过载时，电流继电器发生动作，其触电与时间继电器的线圈相接通，经过延时之后，时间继电器的触电动作，从而使执行机构动作，将主回路电源切断，并且将过载信号发出。
2.2.2 短路保护
短路所产生的瞬时电流能够达到额定电流的十几倍，甚至能够达到上百倍，从而导致电气设备由于过流而造成电力损坏，甚至会由于电弧而造成火灾。在短路保护中，其动作时间比较短，所设定的动作值比较大，可在很短时间内将电源切断。
2.2.3 断相保护
在电动机的运行过程中，由于电网出现故障或者是一相熔断器熔断而造成原来对称的三相电中有一相缺少，在出现缺相之后，电动机的运转速率将会降低，严重者会出现堵转，定子的电流比较大，很容易造成电动机的绝缘以及绕组被损坏。断相保护就是利用多项电路中一项导线的电流消失，从而将被保护设备断开，或者是利用多相系统中一项或者是几相失压来防止电源向被保护设备上施加。断相保护所利用的是负序保护原理。
除以上几点之外，还要对供电电压合理选择，使采区的低压供电距离减少。当用电设备功率一定时，设备工作电流与供电电压之间是反比关系的，若工作电流比较小，则在供电线路上所消耗的降压以及功率也就越小；另外也可以利用变频调速节能装置，考虑到起动、过载以及安全系统等方面的原因，可以利用变频器控制交流异步电动机，来对其进行调速，这样可以使电动机恢复到高效运行状态，能够节省大量电能，从而防止过流与过压的产生，对其进行保护。
3 结语
在煤矿作业中，对电气设备以及供电系统进行保护对煤矿正常运行有着重要作用和意义，有利于煤矿供电的进一步发展。作为有关的工作人员，要对其保护措施有一定了解，并且要能够在实际工作过程中对其进行合理应用。笔者在此希望本文所阐述的有关煤矿电气设备与供电系统保护的知识对煤矿工作人员有一定帮助，也希望其能够不断探索，找出更加科学有效的措施，促进煤矿企业的进一步发展。
参考文献：
[1]刘海清.煤矿电气设备与供电系统的保护应用[J].科技创新与应用，2012（21）.
[2]刘夺梅.煤矿电气设备与供电系统的保护应用[J].科技致富向导，2012（24）.
[3]李天祥.煤矿电气设备与供电系统的保护[J].山东煤炭科技，2010（3）.
[4]赵士强.试论煤矿电气设备与供电系统的保护[J].中小企业管理与科技，2010（22）
[5]陈伟.煤矿电气设备与供电系统的保护分析[J].科技创新导报，2008（22）.
[6]刘海晓.试论煤矿电气设备与供电系统的保护[J].中小企业管理与科技，2010（25）.
作者简介：
张宜虎（1983—），男，江苏赣榆人，工程师，现任同煤集团王村煤业公司电讯科技术科长，自毕业后一直从事煤矿井上下供配电技术工作。