煤矿井下供电系统常见故障及保护分析

2018年第8期（总第155期)
it II ^f U
ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2018年8月
实践运用
煤矿井下供电系统常见故障及保护分析
高翔
(阳煤集团新景公司，山西阳泉045000)
摘要：供电系统是煤矿井下生产的核心设施，其正常运行关系着煤矿的安全与效率。

介绍煤矿井下供电系统的常见故障，并给出了相应的供电系统保护方法，可以为煤矿供电系统的保护及维护提供参考。

关键词：矿井；供电系统；常见故障；保护方法
中图分类号：TM343 文献标识码： A 文章编号：2095-0802-(2018)08-0163-02
Common Fault of Underground Power Supply System in Coal Mines and Its Protection Analysis
GAO Xiang
(Xinjing Company, Yangquan Coal Industry Group, Yangquan 045000, Shanxi, China) Abstract：Power supply system is the core facility of underground production in coal mines, and its normal operation is related to the safety and efficiency of coal mines. This paper introduced the common faults of underground power supply system in coal mi­nes and gave the corresponding protection methods of power supply system, providing reference for the protection and maintena­nce of power supply system in the coal mine.
Key words：mines; power supply system; common faults; protection method
0引言
煤矿井下相对湿度较高，且空气中含有瓦斯、煤 尘，环境恶劣，因此需要设置多种保护装置以保证井 下生产安全。

漏电保护、过流保护和保护接地长期以 来一直是井下电网和设备的三大保护，它们是保证井 下供电安全极为重要的技术措施[1]。

由于引爆瓦斯、煤 尘所需要的能量很小，仅需0.15 mj~0.2 -J，漏电电流
所产生的电弧或电火花有可能引爆井下的瓦斯和煤尘，这也是煤矿中 的安全 。

电和电是煤矿井下电网中 的，电化或被机械损坏时可能引起电网相三相，电机
时产生电流。

电流 电气 设备和电 ，损坏 能，引起井下火或爆。

所以电网中 有流保护装置时流 。

此，由于井下 环境的 ，为保证井下电网能安全，供电 需供电
保护。

1煤矿井下漏电故障及保护
漏电 生时产生的接地电弧极 井下空
气中的瓦斯和煤尘引起爆，重 井下安全生 产。

此，是 和生产机械较中的地，漏电电流一度，接
的设备时，电，的生安全。

因此漏电保护是保证中井下安全供电的 三大保护一，设置 于 的漏电保护装置是 要的____________________
收稿日期：2018-06-19
作者简介：高翔，1984年生，男，山西阳泉人，2011年毕业于中国矿业大学机电一体化专业，助理工程师。

1.1漏电故障分类及分析
漏电 接地电的大小为接地和电接地[2]。

接地是电网的一相直接地或
地相接；电接地是电网中的一相电
地或 地 相接。

中，电接地 大。

漏电 漏电电流 的可 为
漏电和中性漏电。

电网或 的地均下降 允许 下的为 漏电；电网在一处 下降，他 没有异时生的漏电
为集中漏电。

生产 中，煤矿井下电网生相漏电的几率远小于单相漏电，度相较单相漏电轻。

漏电故850左右为单相漏电 ，且302以上的单相漏电若
时 展为，造更重的后果，所以针单相漏电的保护是井下漏电保护的主要内容。

Petersen理论认为，电网中能量的积聚产生重的电弧接地电，电网的中 接地电可以将
电弧积累的能量释放，且释放的速度中的接 地电值反。

电网中 采 高接地后，可以快速结束 瞬态渡，电网的中 接地电起到泄漏电的，生漏电 时产生的电弧接地电压有很好的抑制 ，并能减小电弧重燃的几率，井下电和电气设备的起保护，并井下生瓦斯爆的概率减小，井下安 全生产有重要意义。

1.2漏电保护方法
依漏电保护方法是否具有选择可将为
选择漏电保护法和选择漏电保护法。

选择 性漏电保护是 管电网何支或何生漏 电时都将出报警信号并断总馈电选择性
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漏电保护则是指当电网的某一支路发生漏电故障时，保护装置仅指示漏电故障所在支路，保证非故障支路 的A B C电。

非选择性漏电保护方法通常会被作为电网的总漏 电保护，监视整个电网的绝缘状态，因此这种保护方 法通常会放在总开关处使用，和在支路开关处设置的 具有选择性的漏电保护装置配合使用。

在井下中性点 绝缘电网中使用的非选择性漏电保护方法主要有：附 加直流电源保护法、利用三个整流管的保护方法、零 序电压保护法。

选择性漏电保护包括横向选择性和纵向选择性
，为当电网发生漏电故障时，有选择地发 故障 ，发生漏电故障的路和设备，而影响非故障 的正常工作。

因此采用具有选择性 的漏电保护方法可以减故障停电，漏电故障，漏电停电时，供电的 性。

主 要方法有：零序电流保护法、零序电流方向保护法、
法、零序 方向法、零序电流有法、法、路 法。

选择性漏电保护的性，在井下电网中，选择性漏电保护装置
井下电网漏电保护的 和 漏电保护 的装置一 漏电保护 。

2煤矿井下短路故障及保护
路故障是指因为电网电气设 电绝缘
、路 的电网中 电
的被 的，是 井下 常 、的故障一。

路故障的 有三 路、
路、路和 压 路，中路发生的 要 ，路故障 ，会 三 路的发生。

电流 保护是中井下使用的路保护方法，工作 为当电网有路故障发生时，通
路上的故障电流 正常的 电流 ，通时 电流的值判断电网是否有路故障发生。

电流 法虽具有装置简的优点，但是可靠性不高，因此并适合在井下电网中 使用。

电流 法的缺点可知，仅依靠路电流幅值进行路故障判断是可靠的。

敏保护的 .为：虽然电动机启动电流达额定电流的4倍）8 倍，但因为是感性电流，因数一般 •0.5,即电流与电压的角差较；电网 路故障 时，尤其是故障点在线路远端时，因数 0.9,几近 1。

因此，在电网 峰值电流时，通 电网的电压、电流 差即 因数，就可判断电网的峰值电流是电机启动电流还是路故障电流，
路保护可靠性。

敏保护可使保护 扩，路保护的灵敏度和动作可靠性，尤对路故障时故障电流因数的电网动作更准确。

若路故障点据变压较近，压感性阻抗的存在，路 因数•164.达 0.75,会 保护死区，这是敏保护的不足处。

此外，安装敏保护装置时要保证序正确，否则 可会保护动作。

路、路、断故障属对称故障，当电网发生对称故障时会产 生序电流，通 电网序电流可判断电网是否
有对称故障发生。

电源的序对序电流保护没有影响，因此使用该方法易发生，存在敏保护
有动作死区的缺点，利于与 电流保护的配合。

3煤矿井下其他故障及保护
也叫 ，是变压 电动机的一种非正常运行状态。

突然增加、断运行、启动、机械性的堵转、电网电压降低、整定不当、违章操作都会引 。

井下电设允许时以状态运行，在 的程中，和电内的热逐渐积聚无法及时散外，当时 时，另
的会 ，和电
设备绝缘，设 。

对 故障一般采用具有时性的保护方法。

当运行时的 电流 设定值时，故障因子开积累，流倍数'运行电网电流与额定电流
的值）越，故障因子积累的就越快，保护装置采取 动作就越 ，若故障在保护装置动作时 被解，故障因 减，减 零为 。

时 保护具有动性和反时性，在井下供电系统中
用越 越 。

电压故障包括电压故障和欠电压故障。

工下流电压有值额定电压18/的为电压故障。

电网发生漏电故障 一相电故时，电网非故障电压电压 电压，电时期处 压状下，绝缘 下降，的电压可 设 绝缘的 。

工 下 流电压有
值低 额定电压65/的为电压故障。

设处
电压状态时会发的，对于转动设，电压低有可设备停转以 设备发热剧增，更 的。

4结语
井下 ，中有 、，对度较高，因此要设置种保护装置以保证井下生安。

漏电保护、过流保护和保护 期以来一直是井下电网和设的三保护，是保证井下供 电安 为重要的 。

对井下电网常的漏电、路、和电压故障进行 ，总 故障
有的保护 和方法，存在的 ，以有对性 选择 的保护 。

参考文献：
[1 ]刘延绪.煤矿井下供电的三大保护[M ].北京：煤炭工业出版
社，1999.
[2]宋建成.矿井低压电网漏电保护的研究[].电网技术，2001
(25)： 58.
(责任编辑：季鑫）。