天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 楊 帆

一、前言

和其余國(guó)家相比，我國(guó)露天煤炭?jī)?chǔ)量相對(duì)較少，經(jīng)常需要進(jìn)行地下礦井開采活動(dòng)，而其間一旦說(shuō)供電工作處理不當(dāng)，便會(huì)引起內(nèi)部瓦斯的爆炸。須知礦井中的一系列機(jī)械設(shè)備，運(yùn)行時(shí)都需要移動(dòng)變電站轉(zhuǎn)化并提供低壓電源，如若說(shuō)移動(dòng)變電站低壓端的電網(wǎng)引發(fā)漏電狀況，就會(huì)瞬時(shí)間激起火花并造成瓦斯爆炸，給煤礦的安全生產(chǎn)造成重大威脅。由此看來(lái)，選擇盡快理清井下移動(dòng)變電站低壓電網(wǎng)的漏電防護(hù)原理，并且歸納梳理開展這部分工作中時(shí)需要注意的要點(diǎn)，的確顯得十分重要。

二、井下移動(dòng)變電站低壓電網(wǎng)漏電防護(hù)的基礎(chǔ)性原理

一直以來(lái)，我國(guó)在在開展井下移動(dòng)變電站低壓電網(wǎng)漏電防護(hù)工作過(guò)程中，始終沿用附加直流電源的管控方式，至于其具體的技術(shù)原理則主要如下所示：

（一）附加直流電源在漏電防護(hù)上的工作原理

縱觀如今我國(guó)大部分煤礦移動(dòng)變電站，基本上都沿用附加直流電源的模式進(jìn)行內(nèi)部低壓電網(wǎng)漏電保護(hù)處理，主要目的就是確保細(xì)致化觀察這部分變電站低壓電網(wǎng)和大地彼此間的附加直流電源，并以此作為移動(dòng)變電站低壓電網(wǎng)漏電現(xiàn)象的檢驗(yàn)認(rèn)證依據(jù)，進(jìn)一步加大對(duì)內(nèi)部電網(wǎng)和大地之間絕緣性能的監(jiān)督控制力度。對(duì)應(yīng)的技術(shù)原理表現(xiàn)為：選擇在移動(dòng)變電站電壓電網(wǎng)和大地之間銜接一處直流電源，在保證電網(wǎng)絕緣性能理想的條件下，電網(wǎng)和大地彼此間的電阻值R相會(huì)高一些，而直流電源流經(jīng)中的電流值也比較低一些，基本上能夠保證和絕緣電阻R相維持反比例關(guān)系。就好比是在出現(xiàn)頻率較高的1140V電網(wǎng)內(nèi)部，通常狀況之下絕緣電阻R為63kΩ，一旦說(shuō)其間電網(wǎng)自身的絕緣性能不佳，就會(huì)同步減少內(nèi)部絕緣電阻的數(shù)值并增加流通的電流，持續(xù)到這部分直流電流數(shù)值超出預(yù)設(shè)指標(biāo)之后，就會(huì)牽引繼電器做出動(dòng)作，進(jìn)一步達(dá)到對(duì)電網(wǎng)漏電現(xiàn)象加以保護(hù)的效果。歸結(jié)來(lái)講，在如今我國(guó)的移動(dòng)變電站低壓端漏電保護(hù)體系之中，附加直流電源技術(shù)方式使用的頻率無(wú)疑是最高的。

而隨著愈來(lái)愈多采礦企業(yè)選擇利用直流電源來(lái)保護(hù)內(nèi)部變電站低壓電網(wǎng)結(jié)構(gòu)之后，有關(guān)傳統(tǒng)的繼電器也開始同步被高端化的PLC所替換，主要原因則是PLC在反映低壓電網(wǎng)漏電現(xiàn)象方面相對(duì)敏感一些，對(duì)應(yīng)保護(hù)工作水平也相對(duì)較高一些。畢竟實(shí)際生產(chǎn)中，包括斷電和設(shè)備運(yùn)行等不同情景，都有可能出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，所以技術(shù)人員在配合PLC進(jìn)行附加直流電源漏電保護(hù)環(huán)節(jié)中，要竭盡全力賦予其必要的閉鎖與跳閘保護(hù)功能。所謂閉鎖保護(hù)實(shí)際上就是在變電站低壓側(cè)電網(wǎng)斷電期間，針對(duì)電網(wǎng)整體的絕緣水準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)督控制，一旦說(shuō)電網(wǎng)亦或是內(nèi)部設(shè)備的絕緣性能出現(xiàn)下降跡象，開關(guān)柜就會(huì)在當(dāng)下拒絕合電，做到閉鎖方面的漏電保護(hù)；而跳閘保護(hù)同樣是憑借絕緣電阻測(cè)量途徑開展對(duì)應(yīng)的漏電防護(hù)活動(dòng)，歸根結(jié)底，就是保證令附加直流電源即便處于工作狀態(tài)亦能夠針對(duì)供電電網(wǎng)內(nèi)部的絕緣電阻予以精細(xì)化檢測(cè)，一旦說(shuō)其間供電電網(wǎng)亦或是部分設(shè)備引發(fā)故障、產(chǎn)生損害，就會(huì)令電網(wǎng)整體絕緣電阻自動(dòng)下降，持續(xù)到達(dá)到特定數(shù)值過(guò)后便觸發(fā)跳閘動(dòng)作，克制事故的擴(kuò)大趨勢(shì)，減少瓦斯爆炸重復(fù)產(chǎn)生的幾率。

（二）絕緣電阻數(shù)值確認(rèn)中沿用到的原理

依照我國(guó)現(xiàn)階段推行的《煤礦安全生產(chǎn)規(guī)范》條例觀察分析，涉及移動(dòng)變電站低壓電網(wǎng)的一側(cè)，務(wù)必要保證增加安全可靠的漏電防護(hù)裝置。實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，如今PLC已經(jīng)在我國(guó)礦井移動(dòng)變電站內(nèi)部大力使用，其主要基于絕緣電阻檢測(cè)途徑完成對(duì)整個(gè)供電線路的檢測(cè)和防護(hù)任務(wù)，并且唯獨(dú)在這部分電阻值低于絕緣電阻漏電保護(hù)放置的情況下才會(huì)做出反應(yīng)動(dòng)作。所以說(shuō)，選擇實(shí)時(shí)精確性地認(rèn)證絕緣電阻值，的確是十分重要的。如若說(shuō)電阻值調(diào)整幅度超標(biāo)，就會(huì)不定期地引發(fā)斷電情況，而當(dāng)這部分電阻值過(guò)小時(shí)又無(wú)法發(fā)揮出必要的絕緣功能。另外，在一些特殊狀況下，當(dāng)絕緣電阻值不夠合理時(shí)，不單單無(wú)法發(fā)揮出必要的漏電保護(hù)效果，同時(shí)還會(huì)接連埋下愈加深入性的安全隱患。就好比是在沼氣含量過(guò)高的區(qū)域開工時(shí)，當(dāng)電阻值過(guò)小就會(huì)接連產(chǎn)生斷電現(xiàn)象，同步使得排風(fēng)扇難以持續(xù)正常運(yùn)行，在令沼氣過(guò)度集中之后，令現(xiàn)場(chǎng)瓦斯爆炸的幾率快速的增加。結(jié)合我國(guó)最新的煤礦安全生產(chǎn)規(guī)范條例解析，附加直流電源漏電防護(hù)在閉鎖和工作狀態(tài)下，其最低絕緣電阻值需要依照電網(wǎng)具體等級(jí)予以綜合性確認(rèn)，即在電網(wǎng)等級(jí)（V）為1140、660、380等情況下，有關(guān)閉鎖和工作情況下的最低絕緣電阻值（Ω）將分別為20和40、11與22，以及3.5和7。

三、進(jìn)行井下移動(dòng)變電站低壓電網(wǎng)漏電防護(hù)期間需要注意的要點(diǎn)

（一）漏電閉鎖模塊方面

所謂的漏電閉鎖，強(qiáng)調(diào)的就是在低壓電網(wǎng)非工作情況下的漏電防護(hù)模式，因?yàn)槠溟g附加直流電源電流通路與低壓電網(wǎng)維持并聯(lián)關(guān)系，所以就算電網(wǎng)斷電過(guò)后，亦不會(huì)對(duì)這部分通路造成深入性的影響，即便是突發(fā)一些故障問(wèn)題，涉及低壓電網(wǎng)內(nèi)部的絕緣電阻值也會(huì)相對(duì)穩(wěn)定一些，仍舊可以利用PLC針對(duì)絕緣電阻開展動(dòng)態(tài)性檢測(cè)。如若說(shuō)經(jīng)由PLC檢測(cè)發(fā)現(xiàn)附加直流電流數(shù)值過(guò)高，且對(duì)應(yīng)的絕緣電阻數(shù)值沒有滿足規(guī)范要求，就會(huì)牽動(dòng)閉鎖系統(tǒng)并且自動(dòng)關(guān)閉合閘程序，之后借助顯示器將低壓電網(wǎng)實(shí)際的絕緣電阻值和現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的故障類型等信息清晰完整地呈現(xiàn)出來(lái)，方便現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員及時(shí)深入現(xiàn)場(chǎng)予以排除，持續(xù)到絕緣電阻達(dá)到合理水準(zhǔn)之后，合閘系統(tǒng)便會(huì)再次正常運(yùn)行。歸結(jié)來(lái)講，經(jīng)過(guò)上述閉鎖模塊科學(xué)化設(shè)計(jì)與大力推廣使用過(guò)后，涉及以往因?yàn)殡娋W(wǎng)斷電防護(hù)工作處理不及時(shí)不到位、電網(wǎng)啟動(dòng)期間同步引發(fā)事故等消極現(xiàn)象，終于得以適當(dāng)程度的遏制，最為關(guān)鍵的是做到全面減少瓦斯爆炸危機(jī)產(chǎn)生的幾率。

（二）合閘防護(hù)模塊方面

在我國(guó)PLC應(yīng)用技術(shù)日漸高端化發(fā)展之后，在移動(dòng)變電站低壓側(cè)電網(wǎng)合閘防護(hù)領(lǐng)域，不單單可以做到對(duì)絕緣電阻進(jìn)行精細(xì)化檢測(cè)，并且還可以針對(duì)內(nèi)部低壓端電網(wǎng)電流、電壓、溫度，以及各類位置信號(hào)予以全方位鎖定認(rèn)證。如在配合PLC準(zhǔn)確檢驗(yàn)出低壓端電網(wǎng)內(nèi)部存在漏電狀況之后，系統(tǒng)便會(huì)及時(shí)性地傳輸跳閘信號(hào)，使得相關(guān)的整個(gè)電網(wǎng)供電瞬時(shí)間被截?cái)啵挥秩缑鎸?duì)變電站中變壓器的故障問(wèn)題時(shí)，PLC則能夠針對(duì)所有供電線路電流、電壓、溫度等信息予以細(xì)致化收集整理，輔助技術(shù)人員及時(shí)制定詩(shī)是富有針對(duì)性的處理方案；再如一旦說(shuō)移動(dòng)變電站低壓端的電網(wǎng)引發(fā)斷電現(xiàn)象時(shí)，則可以考慮使用PLC采集線路中一系列信息，之后結(jié)合數(shù)據(jù)判定結(jié)果確認(rèn)當(dāng)下故障的類型特征；另外，當(dāng)移動(dòng)變電站內(nèi)部低壓端電網(wǎng)出現(xiàn)兩相短路狀況時(shí)，還可配合PLC完成有關(guān)電壓和電流信息的采集任務(wù)。歸結(jié)來(lái)講，不管發(fā)生上述何種故障問(wèn)題，PLC都會(huì)盡快收集必要信息并且基于此精準(zhǔn)化判定移動(dòng)變電站低壓端電網(wǎng)存在的故障隱患，之后及時(shí)發(fā)出對(duì)應(yīng)的跳閘信號(hào)。

需要注意的是，對(duì)于井下移動(dòng)變電站低壓電網(wǎng)危害最大的故障主要包含兩類，分別是三相短路和供電線路過(guò)載故障。一旦說(shuō)系統(tǒng)遭遇到三相短路故障，PLC便會(huì)在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)覺并發(fā)出跳閘信號(hào)，同時(shí)收集一切和這部分電路相關(guān)的電流信號(hào)，保證牽動(dòng)其中電網(wǎng)開關(guān)快速跳閘，并借助顯示器做出系統(tǒng)短路警告；而在面對(duì)供電電網(wǎng)線路過(guò)載問(wèn)題時(shí)，則需要同步配合供電線路的反時(shí)延遲特性予以調(diào)試，實(shí)際上就是使用PLC由供電線路中收集所需的電流信號(hào)，并依據(jù)此類信號(hào)判定是否有必要進(jìn)行定時(shí)器啟動(dòng)和挑戰(zhàn)信號(hào)發(fā)送，最后及時(shí)決定開關(guān)跳閘結(jié)果。相信經(jīng)過(guò)這一系列緊急處理方式融入過(guò)后，有關(guān)井下移動(dòng)變電站低壓電網(wǎng)中的電路會(huì)得到細(xì)致性地監(jiān)督保護(hù)，進(jìn)一步切實(shí)規(guī)避以往因?yàn)槊舾羞^(guò)度而造成的頻繁跳閘現(xiàn)象。

（三）用戶界面顯示方面

盡管說(shuō)借助附加直流電源和PLC能夠針對(duì)移動(dòng)變電站低壓側(cè)供電線路予以高水平的漏電防護(hù)，不過(guò)并不代表這部分漏電防護(hù)工作沒有人為干預(yù)的必要?；诖?，技術(shù)人員需要開發(fā)并操作更為先進(jìn)、實(shí)用的計(jì)算機(jī)程序，方便日后能夠靈活性控制移動(dòng)變電站低壓電網(wǎng)的同時(shí)，針對(duì)漏電線路予以自動(dòng)化的保護(hù)。如選擇在主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部添加組態(tài)王程序，保證憑借此類程序動(dòng)態(tài)化和清晰化呈現(xiàn)出當(dāng)下電網(wǎng)內(nèi)部的電壓、電流、絕緣電阻等參數(shù)數(shù)值，靈活性移動(dòng)低壓電網(wǎng)的合閘、分閘、電壓轉(zhuǎn)換等重要信息，并且輔助地面控制中心達(dá)成對(duì)變電站低壓電網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制目標(biāo)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，有關(guān)井下移動(dòng)變電站低壓電網(wǎng)漏電防護(hù)的工作內(nèi)容，著實(shí)繁瑣，不單單要熟練掌握當(dāng)中的附加直流電流工作、低壓電阻值確認(rèn)等基礎(chǔ)性原理，同時(shí)還應(yīng)該盡快著手處理好漏電閉鎖、合閘防護(hù)等模塊開發(fā)設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)愈加實(shí)用的用戶界面顯示程序。相信經(jīng)過(guò)相關(guān)技術(shù)人員長(zhǎng)期不懈地努力下去過(guò)后，有關(guān)井下移動(dòng)變電站低壓電網(wǎng)漏電的隱患勢(shì)必會(huì)得到全面遏制，進(jìn)一步減少爆炸危機(jī)的衍生并且維持現(xiàn)場(chǎng)工作人員的生命安全。

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