鮑慧超

（山西長治潞安礦業(yè)集團(tuán)公司漳村煤礦教育科，山西 長治 046032）

選擇性漏電保護(hù)在煤礦低壓供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

鮑慧超

（山西長治潞安礦業(yè)集團(tuán)公司漳村煤礦教育科，山西 長治 046032）

煤礦礦井發(fā)生的低壓電網(wǎng)漏電往往會(huì)因?yàn)樽唠娀蛘呤峭咚苟鴮?dǎo)致爆炸、火災(zāi)，在非常狹窄的煤礦礦井中，如此的不正?，F(xiàn)象會(huì)造成人員的傷亡。為此，本文闡述了選擇性漏電保護(hù)在煤礦低壓供電系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要包括不同中性點(diǎn)接地方式上選擇性漏電保護(hù)的應(yīng)用、設(shè)計(jì)以及整定選擇性漏電保護(hù)、煤礦低壓漏電保護(hù)系統(tǒng)經(jīng)常碰到的問題，以及增強(qiáng)煤礦低壓漏電保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作穩(wěn)定性的策略這幾個(gè)方面。

煤礦；供電系統(tǒng)；選擇性漏電保護(hù)；應(yīng)用

煤礦井下的環(huán)境與生產(chǎn)條件都十分惡劣，大部分為電纜供電，電纜線路經(jīng)常發(fā)生單向漏電或單向接地故障，會(huì)引起井下電氣火災(zāi)、瓦斯煤塵爆炸、電雷管提前引爆以及人身觸電等重大事故。設(shè)置完善的選擇性漏電保護(hù)，采取切實(shí)可行的漏電保護(hù)措施，可以減小因漏電而造成的停電事故范圍、減少各用電負(fù)荷之間的相互影響，大大提高井下供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。我國煤礦井下低壓電網(wǎng)的中性點(diǎn)為不接地方式。一般井下為三級(jí)，即總自動(dòng)饋電開關(guān)Q1，分支饋電開關(guān)Q2和磁力起動(dòng)器Q3三級(jí)。選擇性漏電保護(hù)裝置一般設(shè)在總饋電開關(guān)和分支饋電開關(guān)兩處，而磁力起動(dòng)器處一般僅設(shè)漏電閉鎖保護(hù)，亦即采用二級(jí)選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)。為保證選擇性，上、下級(jí)漏電保護(hù)裝置之間通過延時(shí)來實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的選擇性，橫向選擇性多采用零序功率方向保護(hù)原理來實(shí)現(xiàn)，但總自動(dòng)饋電開關(guān)處的漏電保護(hù)裝置通常采用附加直流電源的保護(hù)原理。

1 不同中性點(diǎn)接地方式上選擇性漏電保護(hù)的應(yīng)用

針對(duì)實(shí)施中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)來講，電網(wǎng)總對(duì)地電容電流和故障線路對(duì)地電容之差就是所謂的故障線路電流，它滯后于零序電壓的90度。本線路對(duì)地電容電流為所謂的非故障線路電流，它超前于零序電壓的90度。非故障線路跟故障線路電流的大小以及方向等都可以被識(shí)別。借助一系列檢漏保護(hù)的選用，像是功率方向型、電流方向型、電流型等等，都可以實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)的選擇。針對(duì)實(shí)施消弧線圈的接地系統(tǒng)來講，由于消弧線圈的感性電流對(duì)單相接地故障過程中的容性電流進(jìn)行了相應(yīng)的補(bǔ)償，這樣在進(jìn)行補(bǔ)償之后出現(xiàn)單相接地故障線路的漏電電流值會(huì)小于非故障線路的電流值。為此，功率方向型、電流方向型等業(yè)已難以實(shí)現(xiàn)選用的需要。當(dāng)前的重點(diǎn)為采樣排序五次諧波電流而選用三個(gè)最大電流的線路，然后對(duì)相位進(jìn)行判別，從而選出方向相反和五次諧波電流最大故障線路來滿足漏電保護(hù)需要。

2 設(shè)計(jì)以及整定選擇性漏電保護(hù)

2.1 選擇性漏電保護(hù)的作用

選擇性漏電保護(hù)的作用是在礦井電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地故障的過程中可以迅速地切除故障線路，確保其它非故障線路的順利進(jìn)行。需要同步地匹配選擇啟動(dòng)整定值，倘若選用了啟動(dòng)電流，那么應(yīng)當(dāng)使啟動(dòng)電壓跟它相符合，當(dāng)然，首先選用了啟動(dòng)電流，那么也應(yīng)當(dāng)使啟動(dòng)電流跟它相符合。

2.2 礦井低壓系統(tǒng)當(dāng)?shù)穆╇姳Ｗo(hù)選擇性

在多臺(tái)分開關(guān)與總開關(guān)組成系統(tǒng)的過程中，漏電電阻的動(dòng)作值在11kΩ（660V），20kΩ（1140V）以下，可以進(jìn)行后備的保護(hù)以及選擇性漏電的保護(hù)，總開關(guān)整定漏電的延長時(shí)間為150ms—200ms，而一系列分開關(guān)的整定漏電延長時(shí)間為0ms—50ms，在某線路出現(xiàn)故障情況的過程中，僅僅故障回路的分開關(guān)進(jìn)行跳閘，而不會(huì)對(duì)其它線路產(chǎn)生影響，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)選擇性。

3 煤礦低壓漏電保護(hù)系統(tǒng)經(jīng)常碰到的問題

因?yàn)槭艿絺鹘y(tǒng)意義上供用電思想的影響，當(dāng)今不少的煤礦礦井依舊實(shí)施漏電保護(hù)單元與檢漏繼電器相統(tǒng)一的漏電保護(hù)系統(tǒng)，這在穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性和選擇性等方面面臨著缺陷。煤礦礦井所應(yīng)用的漏電保護(hù)系統(tǒng)的動(dòng)作整定零序電壓值，不但關(guān)聯(lián)著分支供電線路的漏電電阻，而且還關(guān)系到煤礦礦井中的低壓系統(tǒng)電壓、低壓供電系統(tǒng)容抗等電參量。換言之，因?yàn)槭艿降蛪汗╇娤到y(tǒng)電容與電壓的制約，這種保護(hù)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)較大的動(dòng)作穩(wěn)定性與實(shí)時(shí)性誤差，以及有著比較差的選擇性。盡管在設(shè)計(jì)低壓供電系統(tǒng)的過程中，業(yè)已根據(jù)分級(jí)跳閘和分級(jí)保護(hù)的思路對(duì)供電系統(tǒng)中總饋開關(guān)與反饋開關(guān)之間的動(dòng)作邏輯關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，可是在進(jìn)一步延伸的礦井開采深度的影響下，加長了電力電纜的長度，并且分支線路的電容值也出現(xiàn)了改變，即在分支線路發(fā)生漏電情況的時(shí)候，分支線路開關(guān)缺少動(dòng)作的情況往往會(huì)發(fā)生，可是饋電總開關(guān)依舊出現(xiàn)跳閘等誤動(dòng)作的情況。在系統(tǒng)的分支線路出現(xiàn)分支開關(guān)拒動(dòng)、分支保護(hù)器失效、對(duì)稱性漏電（無法自檢分支）等情況的時(shí)候，低壓供電系統(tǒng)總保護(hù)開關(guān)就能夠出現(xiàn)越來越長的動(dòng)作時(shí)間，這樣會(huì)增大觸電人員身上的電流值，進(jìn)而難以確保人員的安全性，并且長時(shí)間存在的漏電電流會(huì)導(dǎo)致煤塵和沼氣等可燃?xì)怏w出現(xiàn)瓦斯爆炸的情況。

4 增強(qiáng)煤礦低壓漏電保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作穩(wěn)定性的策略分析

動(dòng)作時(shí)間是漏電保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作穩(wěn)定性的一項(xiàng)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。在煤礦井下低壓供電系統(tǒng)當(dāng)中，除了以磁力啟動(dòng)器充當(dāng)末級(jí)保護(hù)，以及確保它的漏電閉鎖保護(hù)動(dòng)作的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性、靈敏性之外，一系列分支線路饋電開關(guān)的漏電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間需要小于或者是等于50ms，并且應(yīng)當(dāng)立足于防止出現(xiàn)瓦斯爆炸的情況和確保工作人員的人身安全，需要設(shè)計(jì)250ms的總饋電開關(guān)漏電動(dòng)作時(shí)間，以及應(yīng)當(dāng)配置有著選擇性的漏電保護(hù)裝置，只有如此，才可以實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)穩(wěn)定、實(shí)時(shí)和選擇性漏電保護(hù)動(dòng)作的實(shí)際需要。在改造煤礦井下低壓供電系統(tǒng)或者是技術(shù)的過程中，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真地根據(jù)我國的行業(yè)規(guī)范與有關(guān)的要求，設(shè)置出綜合保護(hù)系統(tǒng)，并且確保它的動(dòng)作穩(wěn)定、靈敏性以及功能的完善性，只有如此，才能夠確保在分支線路出現(xiàn)故障的過程中，漏電保護(hù)系統(tǒng)選擇性動(dòng)作的穩(wěn)定性和安全性。

5 結(jié)語

綜上所述，在電網(wǎng)發(fā)生漏電情況的過程中，選擇性漏電保護(hù)裝置能夠自動(dòng)地將故障信號(hào)進(jìn)行發(fā)送，要么是對(duì)故障支路電源進(jìn)行實(shí)時(shí)地切斷，也只有如此，才可以及時(shí)地避免出現(xiàn)相應(yīng)的故障，最終確保供電的穩(wěn)定性。近些年以來，我國一直非常關(guān)注煤礦企業(yè)的安全工作，本文所牽涉到的煤礦低壓供電系統(tǒng)中選擇性漏電保護(hù)的應(yīng)用，它的目的是為了給煤礦礦井提供相應(yīng)的指導(dǎo)和參考作用，進(jìn)而防止煤礦礦井的作業(yè)發(fā)生漏電的情況，從而保障煤礦礦井用電的穩(wěn)定性和安全性。

［1］牟龍華，孟慶海，劉建華.可通信式智能選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)的研究［J］.電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2003（1）：25-26.

［2］梁翼龍，孟潤泉，等.井下高壓電網(wǎng)智能化綜合保護(hù)系統(tǒng)的研究［J］.煤礦機(jī)電，2004（2）：80-82.

［3］唐翔等.自然直流選擇性漏電保護(hù)原理分析［J］.工礦自動(dòng)化，2002（3）：22-23.

鮑慧超（1975—），女，漢族，山西長治人，1996年畢業(yè)于焦作工學(xué)院機(jī)電專業(yè)，現(xiàn)在潞安集團(tuán)漳村煤礦從事技術(shù)培訓(xùn)工作，助理工程師。