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摘要:在社會和經濟發展過程中,將創新型技術應用在煤礦生產中,既能極大提升機電設備的運行能力,還能為煤礦生產建立安全穩定的供電系統。煤礦在生產中需要使用不同類型以及功能的機電設備,保證機電設備正常的運行,需要做好供電系統的保護工作,避免供電系統出現問題,影響到煤礦正常的生產。本文圍繞煤礦機電設備與供電系統保護展開討論,為煤礦安全生產提供參考依據。
關鍵詞:煤礦電氣;供電系統;保護
引言
煤礦資源通常會儲藏在較深的地質結構中,在開采煤礦資源過程中,煤礦企業需要建立開采通道,在通道內使用大型的開采設備,將煤炭資源輸送至地面。由于井下開采環境十分復雜,會受到地下水或者塌方的影響,不僅破壞供電系統,還會出現嚴重的安全事故。做好井下供電系統的保護工作,煤礦企業應利用計算機技術、網絡通信技術等,使供電系統具備智能化、自動化運行能力,以便針對供電系統潛在的安全風險實施處理措施,保證供電系統安全運行。
1.井下常見的保護類型
在井下應用較為廣泛的電氣設備分為兩種,一種為一般型電氣設備,另一種為礦用隔爆型電氣設備,上述兩種電氣設備,只有礦用隔爆型電氣設備具備防爆功能。若按照工作電壓大小區分電氣設備,通常由高壓電氣設備和低壓電氣設備組成。若以電流和電壓的運行方式進行區分,電氣設備可分為一類負荷設備和二類負荷設備。在井下常見的保護類型中,主要包括上述使用到的電氣設備,一般由漏電保護、過流保護、斷相保護以及接地保護組成。(1)漏電保護在礦井下使用的電氣設備,不僅會受到自然環境的侵蝕,影響到設備的使用性能,還會受到漏電的影響,導致電氣設備在短路狀態下縮短使用壽命,若未能及時控制出現的短路問題,線路出現短路時,產生的火星會與井下的瓦斯或者煤塵接觸,在狹小的空間極有可能引發爆炸。此外線路內會出現雜散的電流,出現雜散的電流在侵蝕金屬管道和電纜保護層同時,會破壞管道和保護層的防護性能。所以在井下線路中,一定要做好漏電保護,并且在線路上配置漏電保護裝置,以便線路在出現漏電時,借助漏電保護以及補償電流的方式,避免漏電情況引發爆炸等安全事故?,F階段漏電保護按照功能進行劃分,一種為無選擇性漏電保護,另一種為有選擇性漏電保護。①有選擇性漏電保護。有選擇性漏電保護,依照零序電流保護原理,零序電流互感器在獲得零序電流信號后,可根據信號判斷電路是否發生漏電。若電路保持在安全的狀態下,根據一次側三相電流對稱結果,可判斷出電路內電流相量保持在零的狀態,而二次側未出現電流輸出情況。若電路出現漏電情況,此時一次側三相電流會保持在不對稱狀態,并且電流相量無法保持在零的狀態,二次側出現電流輸出的情況。有選擇性漏電保護,既能快速確定線路出現漏電的位置,控制分路開關,避免漏電范圍不斷擴大,還能避免電路出現大范圍停電,保證供電系統正常運行。②無選擇性漏電保護。無選擇性漏電保護,依照附加直流電源保護原理,在檢測對地絕緣電阻過程中,可確定回路中存在的直流電源,同時還能對直流電流的變化狀態實施監測措施。在電路出現漏電情況時,此時都在對地絕緣處可探明電壓的放電狀態,此時大地與電壓端連接處,在存在電壓下降情況的同時,還會出現電流,并且在檢測過程中,發現電壓壓降方向、電流方向相同,并且與不平衡電壓信號保持在相同方向。在出現上述情況時,電路存在漏電情況。與有選擇性漏電保護相比,一旦線路漏電,無法確定漏電位置,導致漏電范圍不斷擴大,但是無選擇性漏電保護操作簡單。(2)過流保護供電系統出現電火,并引發火災事故時,通常是由于電網無法承載過量的電流。一旦電網內出現過電流,電路出現短路火災過載較大,引發電流不斷增加。在電路內配置過流保護,分為過載保護和短路保護,避免電路出現過電流,導致井下出現火災。①過載保護。在電氣設備運行過程中,通過電氣設備的電壓和電流,超過設備額定值,一般超過在1.5倍范圍內時,證明電氣設備處在過載的狀態。電氣設備出現過載情況,是由于設備承載較大的負載,斷向運行時電壓不斷降低。若電氣設備出現過載電流,電流持續的時間既為過載保護時間,而且會將過載動作值,設定在短路保護動作值以下。若過載程度較高,過載保護動作會消耗較短的時間,延時時間較短。電氣設備出現延時情況后,在繼電器的承擔過載職能的同時,還會使電流繼電器持續運行,以便在與電器線圈連接時,在規定的時間內連通觸點,從而完成過載保護動作,及時切斷回路。②短路保護。短路狀態下的電路,會在瞬間承受超過額定電流數十倍的壓力,電路在受到破壞的同時,也會破壞電氣設備,并且出現火災。所以在較短的時間內,需要及時切斷線路。此外提升線路的動作值,保證短路保護發揮保護作用。(3)斷相保護電氣設備保持在運行狀態,若電網出現故障,或者一相熔斷器出現熔斷情況,導致三相電源中其中一相無法正常工作,此時電氣設備會降低機電設備的運轉速度,而額定的定子電流保持在較高的狀態,極易損壞電動機絕緣功能。為避免電氣設備受到斷相影響,破壞機電設備的正常使用,需要通過斷相保護的方式,一旦出現三相缺少一相的情況,斷相保護承擔缺少一相的職責,避免電氣設備內部裝置受到損壞。(4)接地保護接地保護主要的功能,是避免電路出現過量的電流,在通過人體時,接地保護會降低電流通過人體的極限,以防止工作人員觸電引發安全事故。在接地保護中,需要配置保護裝置,降低接地電阻的同時,還要降低電流。根據《煤礦安全規程》,在井下接地保護中,接地電阻應在2Ω以下,并且主接地級與輔助接地之間,將最小距離保持在5m以上。
2.繼電保護裝置
構成繼電保護裝置主要構件,分別為保護元件和邏輯元件,繼電保護裝置的功能主要體現在以下四個方面:(1)現場信號輸入部分。井下電力系統出現問題時,現場信號輸入會及時收集整理信號,并將信號通過前置處理裝置,將信號及時準確的輸送到控制系統。在對現場信號輸入過程中,前置處理裝置應用光電隔離技術,可有效消除信號受到的干擾。在電平轉換過程中,光電隔離技術還能增強信號的強度,有效消除信號中低濾波和紋波電壓。(2)測量部分。在現場信號輸入過程中,電路內的信息需要經過測量環節,在測量中確定保護信息,以便設定自動保護值。在測量階段,測量結果由0或者1代表,此時出現的0或者1,都表示邏輯信號或者電平信號,根據信號即可判定線路的保護裝置是否處在最佳的運行狀態。(3)邏輯判斷部分。依照測量部分獲取的信息值,包括信息的大小、性質以及邏輯狀態等,通過邏輯關系判定電力系統運行情況。在邏輯判斷部分,電力系統出現斷路跳閘時,會及時發送信號,根據延時、記憶等功能確定電路存在的問題。(4)執行部分。由邏輯判斷部分獲得的出口信號,執行部分會根據信號內容,對電氣裝置實施保護措施,分別為設備的隔離、連接以及電平轉換等,通過執行部分對電路進行操作,以便電氣設備出現跳閘等故障時,仍能按照執行部分要求正常的運行。
3.煤礦機電設備管理與維護的主要方法
(1)加強檢修管理在對出現問題的機電設備進行檢修時,煤礦企業應嚴格遵循檢修管理規定,在每個時間段內,加強檢修管理,管理內容涉及到主排水、主通風、壓風設備以及供電系統保護等。企業應在井下安排專業人員,對升降和混合提升系統進行檢修,并執行年檢制度,每三年對提升系統的性能進行全面的檢查。在主通風裝置投入使用的準備環節,需要工作人員在檢修時,應完成一次性檢修操作,保證電氣設備正常的使用。在對主排水設備檢修時,每月都應按照標準進行檢修,尤其是進入到雨季,在檢查主排水設備的同時,還應檢查水泵、閘閥等裝置,在檢查期間,設備的性能以及電路連接情況,都需要工作人員仔細的核對,最后進行聯合排水操作,防止檢修工作出現疏漏的情況。在井下使用的電氣設備,應由專業人員操作,并按照機電設備管理標準,對設備運行出現的問題及時處理。(2)規范管理制度,提倡科學管理煤礦企業應重視員工的管理意識的培養,科學的管理理念,有助于企業保持在穩定的狀態下快速發展,同時對井下生產過程進行指導,以便提升電氣設備運行效率的同時,還能提升煤礦機電設備管理水平,突顯管理工作的現代化規范化特征。煤礦企業管理人員,應轉變傳統的管理觀念,堅持以人為本的原則,加強員工的安全管理培訓工作,并建立考核機制,給予正規操作而且高質量完成工作的員工,提供物質獎勵,不僅能有效調動員工參與管理工作的積極性,還能有效降低安全事故的發生概率。在實際管理工作中,建立崗位責任制,要求每名員工在工作中,實施規范化的操作,保證每個流程都符合規范化標準,有助于提升機電設備的運行效率,營造良好的供電系統運行環境。(3)建立健全的質量監管系統煤礦企業使用的機電設備,應通過建立健全的質量監管系統,對機電設備的質量進行檢查。
4.結語
綜上所述,在煤礦企業進行生產過程中,加強電氣設備的管理,對供電系統實施科學合理的保護措施,不僅提升設備的運行效率,獲得更多的煤炭資源,還能避免井下采煤過程出現安全事故,有助于提升煤礦企業的安全管理水平。在井下使用的供電系統保護裝置,需要工作人員在原有的基礎上,增強保護裝置的智能化、自動化等功能,以便發現供電系統存在的問題,及時實施處理措施。
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作者:郭曦 單位:山西天地王坡煤業有限公司