对井下安全供电和保护探析

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1、对井下安全供电和保护探析　　摘要本文主要介绍了应用较多的三种井下安全供电方式，并对每个供电方式的优缺点进行了简述。在此基础上，探讨可能导致井下供电安全的各种影响因素，最后介绍了一种通用的保证井下供电安全的技术：分级闭锁选择性断电技术。关键词煤矿；井下供电；安全中图分类号TD82文献标识码A文章编号1674-6708（2013）96-0045-020引言安全生产是对所有行业的共同要求，尤其在类似与煤矿等高危产业，我国有煤矿1万多座，更加不能掉以轻心。其中井下作业是事故发生率较高的工作内容，正是由于其作业环境比较特殊，因此需要大量的

2、照明、爆破与运输等辅助设备。井下供电就是其中最为重要的内容之一。1井下安全供电方式的选择当前我国煤矿井下供电主要采用以下三种方式。1.1IT供电方式6IT供电系统在类型上属于三相三线制系统，其主要应用了电源中性点不接地并在此基础之上，把全部金属设备的外露部位通过保护线直接和地面连通进行供电。IT供电方式比较适合应用于供电距离较短的情况下，其主要优点为良好的供电稳定性与安全性。按煤矿的井下工作中，其对供电系统的性能要求较高，通常不允许断电情况的发生，在必须断电时，也要采用替代设备以满足通风机用电的基本需求。当负载导致短路故障或漏电

3、事故引起机械外壳带电时，漏电的电流就会通过大地这一天然导体形成电压，工作人员也会因此形成跨步电压，对其生命安全具有巨大的危害。因此，IT供电方式主要适用于中小型矿井中的短距离供电系统中。1.2TT供电方式6IT供电系统在类型上属于三相四线制系统，其主要应用了电源中性点直接接地并在此基础之上，全部金属设备的外露部位皆通过各自的保护线和大地直接相连。其供电系统的显著特征主要有以下三点：1）若系统中电气设备属于金属质外壳，当由于电气设备的内部而发生漏电故障时，系统能够借助接地尽可能的降低触电事故的发生。在煤矿的井下供电过程中，如果遇到

4、井下地面潮湿，TT供电方式就会将大地对人的导电性放大，产生较高的危险性；2）如果漏电的电流较小，那么熔断器就无法及时熔断，因此还需要增加漏电保护器进行保护。有时为了保证最大程度上的安全，还可以选择性的配置智能漏电保护线路系统，主要由总保护、分支保护、二总线通信接口三个部分构成。每个分支保护检测得到的井下数据能够够经二总线加以通信；3）在进行TT系统接地的安装时，需要耗用的材料尤其是钢材相对较多，且使用后很难回收再利用。因此，这种供电方式在当前煤矿矿井中的应用范围有限。1.3TN供电方式TN供电方式是一种三相电网系统，也称为保护接

5、零，指的是以一个中性点接地为基础，系统中所有的电气设备的外露与导电部位皆连接在总保护线上，电源和保护线的中性接地点交互连接[1]。若电气设备由于某些故障导致金属外壳带电时，造成零线与火线短路的直接回路，又因为其回路的电阻很小，就会致使回路中电流过大，使得熔断器快速熔断或引起空气自动开关跳闸，切断电源。在不断的发展过程中，TN供电系统又延伸出了TN-S供电方式、TN-C-S供电方式和TN-C三种供电方式，其中的TN-C-S供电方式的线路设置最为简单，且具有较高的安全性，目前被广泛的应用在煤矿井下供电系统中[2]。2确保安全用电的保

6、护措施2.1动态无功补偿技术在煤矿井下供电系统中的应用煤矿的井下施工需要功率较大的电机，由于供电线路的各种限制，导致工作中的大功率电机和地面供电系统产生除大量的无功功率，导致电能的有用功率大大缩小，对生产效率造成一定的影响。6这时，动态无功补偿技术就成为系统的关键，它不但能够保障电路的供应，稳定电压，还能够降低大量的无功功率。通常，根据其补偿位置的不同，又可以将补偿方式细分为集中补偿方式、就地补偿方式和分散补偿方式三种。2.1.1集中补偿从位置上看，集中补偿的位置主要在变压器的表压处，有时出现在高压降压器的母线之上。其主要优点为

7、维护简单，能够有效降低配电网、用户变压器和专用线路上的无功负荷，降低电能损耗。2.1.2分散补偿此种补偿方式的安装位置有高压供电线路与低压供电线路两种，若其安装位置在低压线路上，则具体位置应该为低压线路的母线之上，这样就可以有效提高功率因数，降低线路中电流，从而降低电损。2.1.3就地补偿6就地补偿主要是把补偿位置直接和大功率用电机械进行并联，并安装在其周围，主要的作用就是将无功量经补偿装置就地供给至电动机。同时此种补偿方式也是以上三种补偿方式中最具节能功能的方式。煤矿井下供电系统，一般线路都比较长，而且其中的主要大功率用电设备

8、一般位于供电线路的终端，因此可以选用井下电网终端的负荷中心就地补偿的方式，能够有效做到就地平衡无功电流，稳定供电电压的功能，就地补偿是当前的井下供电系统中最为常见的补偿方式[3]。2.2常见供电故障及保护措施对于煤矿生产企业而言，安全是企业的重要内容之一，而井下