煤矿供电系统继电保护与供电安全研究.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 21 日 作者简介:陈松帅(1990),男,汉族,河南杞县人,本科,冀中能源峰峰集团有限公司辛安矿,机电工程师,研究方向为矿山机电。-29-煤矿供电系统继电保护与供电安全研究 陈松帅 冀中能源峰峰集团有限公司辛安矿,河北 邯郸 056000 摘要:摘要:在煤矿行业中,供电系统的稳定性和安全性对于生产和工作环境至关重要。然而,供电系统在面临雷电、短路、过载等各种电力事故时容易受损,导致供电中断和安全隐患。煤矿作为能源产业的重要组成部分,供电系统的稳定性和可靠性对矿山的生产和安全具有重要意义。随着煤矿的深入开采和供电负荷的增加,供电系
2、统面临着越来越多的挑战和风险。本文将从供电系统的继电保护和供电安全两个方面进行研究。关键词:关键词:煤矿;供电系统;继电保护;供电安全 中图分类号:中图分类号:TD611 1 煤矿供电系统的特点 1.1 复杂性 煤矿供电系统由多个子系统组成,包括发电、输电、配电和用电子系统。这些子系统相互关联、相互依存,形成了一个复杂的能源监控和调节系统。另外,由于煤矿作业面地形的复杂性,供电系统的输电线路和变电所等设施的建设和维护也面临着一定的难度,因此,在保证系统运行安全的前提下,需要对整个煤矿供电系统进行细致的运行监测和管理1。1.2 安全可靠性要求高 煤矿供电系统的稳定运行要求非常高,必须保证交通和通
3、讯的畅通、照明的正常和电力设备的正常工作。与其他行业相比,煤矿供电环境更加危险,维护难度更大,因此对供电系统的安全可靠性要求也更高。系统故障会对生产过程产生重大影响,甚至会威胁生产现场人员的安全,因此,必须加强供电设备的维修、管理和防范。2 煤矿供电安全问题研究 2.1 供电系统设备老化 随着时间的推移,煤矿供电系统的设备不可避免地会逐渐老化,导致设备的安全可靠性和稳定性下降,影响到煤矿的生产和安全。例如,高压开关柜、变压器等重要设备的老化和损坏,会引发电力设备的故障甚至火灾等事故。2.2 供电缺陷故障 煤矿供电系统的故障问题十分复杂多样,其中,供电缺陷故障是一个严重的问题,给煤矿生产和安全带
4、来了巨大的风险和隐患。主要表现为:线路短路、断路,引发局部或全面停电。输电线路绝缘老化或因自然灾害造成刮断,影响线路的正常运行。供电设备的故障导致停电。2.3 防雷设施不完备 缺乏专业的避雷装置:有些煤矿的供电系统没有安装专业避雷装置,仅依靠传统的接闪器、避雷线等,无法有效抵御雷电的冲击。避雷装置老化损坏:一些已安装避雷装置的煤矿,由于年限较长或未及时维护,导致避雷装置老化损坏,失去了正常的防雷功能。设备接地不符合要求:供电设备的接地是防止雷电传导的重要手段之一。然而,一些煤矿的供电设备接地不符合规范要求,导致雷电传导至供电设备,损坏设备甚至引发火灾等事故。YH5WS17/50 型氧化物避雷器
5、,其参数见表 1。3 煤矿供电系统继电保护技术研究 3.1 差动保护技术 差动保护技术是用于保护电力系统中大型电气设备(如变压器、发电机等)的一种保护手段,通过监测设备两端电流的差值来实现对设备异常情况的检测和判断,从而采取相应的保护措施,防止设备受到进 表 1 无间隙金属氧化物避雷器 避雷器型号 系统标称电压 kV 避雷器额定电 压 kV 避雷器持续运行电压 kV 直流 1mA 参考电压 kV 雷电冲击电流下残压 陡波冲击电流下残压 伞径 mm 高度 mm YH5WS-17/50 10 17 13.6 25.50.0 42.5 76 255 中国科技期刊数据库 工业 A-30-一步损坏。差动
6、保护技术的原理是基于基尔霍夫电流定律,通过比较输入设备线端和输出设备线端电流之间的差异,来判断设备是否存在故障或异常情况。当设备正常运行时,输入和输出电流的差异应该很小或为零;而当设备发生故障或异常时,由于故障电流的存在,差动电流将不为零,从而可以及时检测到设备的异常情况。差动保护技术的优点之一是其高速动作和灵敏性,能够快速地检测到设备的故障并进行保护动作。差动保护技术能够有效地检测各种类型的故障,包括短路、接地故障等,具有较强的适用性。此外,差动保护技术还具有较高的可靠性和稳定性,对于保护重要设备的安全起到重要作用。在实际煤矿供电系统的应用中,差动保护技术的设计和参数设置需要根据具体设备的特
7、点和系统的要求来进行。通常,差动保护装置的动作速度应在几十毫秒至几百毫秒之间,以快速断开故障电路;灵敏度应通过设置合适的差动电流阀值来保证在故障发生时能够准确检测到;误动率和误保率应尽量小,以避免误动和误保护对电力系统正常运行造成干扰。图 1 线路光纤电流差动保护装置专用光纤连接示意图 3.2 过电压保护技术 过电压保护技术主要用于保护电力系统中的设备免受过电压造成的损坏,如过电压保护可应用于变电站、输电线路以及各种电气设备上,能及时检测并采取保护措施,以避免过电压对系统设备造成不可挽回的损失。过电压保护技术是基于过电压的产生原理和传播特性来设计实施的。过电压通常分为外部过电压和内部过电压两种
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