井下移动变电站低压电网漏电防护研究

井下移动变电站低压电网漏电防护研究

作者：官生花

来源：《中国化工贸易·下旬刊》2020年第01期

摘 要：井下移动变电站低电压漏电是造成瓦斯爆炸的主要原因，为保证工作人员的生命安全，降低事故发生概率。针对移动变电站低压电网的实际情况，采用适当的防护办法，才能保证井下移动变电站的安全。本文通过对漏电防护措施的基本原理分析，进一步了解防护工作中的要点，进而保证漏电防护工作的安全。 关键词：移动变电站;漏电防护;策略

国家对能源的需求量较多，但由于露天矿藏储量较少。因此，主要会通过地下矿物质开采的途径获取资源，在矿山开采期间一直处于危险系数较高的状况，而瓦斯爆炸是井下矿产开采过程中较为常见的危险事件。因供电问题引发的瓦斯爆炸事故的情况较多，矿井中使用的机械设备中使用的电能来自于移动变电站转化的低压，一旦移动变电站低压电网发生漏电情况，容易造成瓦斯爆炸。再加上井下的环境条件较差，由于空气湿度较大，会影响低压电网的绝缘性，容易出现漏电。为此需要采用漏电防护措施，提高井下采矿的安全性。 1 移動变电站低压电网漏电防护工作的应用原理 1.1 附加直流电源应用的原理

移动变电站低压电网漏电防护工作在实际应用过程中，依然采用附加直流电源的管理与控制方式对内部低压电网进行漏电防护，目的是为有效观察变电站低压电网与大地间的附加直流电源，以此为基础能进一步确定漏电情况，由此才能加强对内部电网的监督控制。附加直流电源技术应用原理为在移动变电站电压电网与大地之间，利用直流电源进行连接，要保证电网的绝缘性。在电网绝缘条件下，电网与大地之间的电阻值会较高，因此会导致电流值降低，在一定程度上与电阻值成反比例。若电网自身的绝缘性能降低，因此会导致内部绝缘电阻值降低，从而导致电流值增高，无法保证原有比例，会使继电器发生反应，从而在一定程度上能够有效保护电网漏电情况。附加直流电源技术的应用范围较广，随着采矿企业应用直流电源保护技术的频率增加，传统继电器也开始不断优化，逐渐被高端化的PLC取代，主要是由于PLC的敏感性更好，能及时对低压电网漏电情况作出反应，进一步提高保护工作质量。在实际生产过程中，任何情况都会造成漏电情况发生。因此，技术人员在进行漏电防护工作时，需要对闭锁与跳闸开展保护，对电网整体的绝缘水平进行控制，避免内部设备的绝缘性降低，由此才能做到闭锁的漏电保护。

1.2 绝缘电阻数值确认中的应用原理

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在移动变电站，低压电网漏电保护工作中，需要安装更为安全的漏电防护装置。PLC装置的应用逐渐广泛，以绝缘电阻检测为基础，对供电线路的整体进行检测与防护，在这一工作过程中，只有保证部分电阻值低于绝缘电阻漏电保护装置，才能起到防护作用，因此需要精确认证绝缘电阻值，才能对电网进行防护，进一步保证井下工作人员的安全。当绝缘电阻值不达标时，无法使漏电保护效果充分发挥，还会为井下变电站带来更多的安全隐患。当电阻值过小时，会出现断电情况，因此使排风扇无法正常工作。在沼气过度集中的情况下，会使现场瓦斯爆炸的概率增大。在防护工作开展时，在闭锁状态下，需要按照我国最新的煤矿安全生产规范条例，结合矿井的实际情况，确定最低绝缘电阻值，由此才能起到防护作用，减少安全事故的发生概率。

2 移动变电站低压电网漏电防护工作要点 2.1 漏电闭锁工作要点

漏电闭锁主要是指低压电网在非工作状态下进行的漏电保护工作，附加直流电源、电流通路与低压电网属于并联状态。在电网断电的情况下，并不会对电流通路造成破坏，在未发生故障之前，低压电网的绝缘电阻值也不会产生巨大的变化，利用PLC依然可以对绝缘电阻进行检测。通过PLC检测，当电流值过高，绝缘电阻值较低时，闭锁系统会自动启动，合闸程序会关闭，由于人为操作，无法对合闸进行操作，会将低压电网的电阻值以及故障类型会显示在显示器上。工作人员通过显示器中的故障类型，进一步对实际情况进行排查，针对原因进行分析，采取有效办法进行解决，由此才能使绝缘电阻恢复正常值，合闸系统才会启动。闭锁模式在一定程度上能有效避免传统漏电，防止电网防护工作中出现的偏差，在故障发生的瞬间，对电网进行保护，从而降低瓦斯爆炸的发生概率。 2.2 合闸防护工作要点

PLC技术的发展，在移动变电站电网防护工作中，既要对绝缘电阻进行检测，还需要对变电站低压端电网电流，进行全面检查。在实际工作中，需要对绝缘电阻值进行检测，进一步实现对整体低压端电网的漏电保护工作，在合闸防护系统中，跳闸信号发出之后，并不单一指绝缘电阻的检测值。PLC检测出的低压端电网，若存在漏电情况，合闸系统会发出跳闸信号，因此会使整个电网供电系统被切断，当变电站内部变压器出现问题时，PLC会对电流、电压、温度信息进行采集。当变电站断电时，PLC能对信息进行采集与分析，并进一步判断故障类型。其中危害最大的供电故障为三相电路故障。刚出现三相电路故障时，会出现断电情况，同时显示器中也会显示为系统短路，技术人员要根据故障的实际情况，选择适合的处理办法，之后再启动定时器，实现开关跳闸，由此才能对电路进行保护，保证井下移动变电站的安全。合闸防护工作的开展在一定程度上能对低压电网进行保护，减少漏电情况，从而降低瓦斯爆炸的情况，保证井下开采工作人员的生命安全。 2.3 用户界面显示

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在移动变电站，低压电网漏电防护工作中，利用复杂直流电源，通过PLC实现自动控制，最终达到漏电保护的目的。但在控制工作中，由于缺少人为干预，因此导致在某种情况下无法使控制效果有效提升。为此，需要利用主控计算机，对移动变电站低压电网进行控制，最终实现漏电保护工作，进一步加强人为控制。比如，在主控计算机上安装相关的软件，对低压电网进行控制。同时也可以将电网中的电压、电流以及绝缘电阻值等相关参数进行动态监测。可以根据电网的实际情况安装组态网软件，对电网的合闸、分闸以及电压转换进行远程控制，通过计算机实现对电网的控制，由此使漏电防护监控工作全面开展。在矿井下，电网漏电情况容易发生瓦斯爆炸，直接影响工作人员的生命安全，在进行防护工作时，需要针对矿井的实际情况。开展房屋工作，制定直流附加电源技术施工方案，由此才能对电网进行全方位的漏电保护。在系统设计调试时，需要对系统出现的问题进行分析，并查找相关原因进行总结，对系统进行优化与改进。因此才能通过地面远程控制，实现对电网参数的操作，最终开展可视化低电压漏电保护工作。随着现代信息技术的发展，软件的设计与开发能不断进步，应用在低压电网漏电防护工作中，能及时对电网出现的故障情况进行分析，由此工作人员才能进行及时对故障原因进行分析，采取适当的解决方案，才能及时解决漏电情况。软件的应用能实现对整体电网进行控制，促使控制工作全面开展。 3结束语

国家对诸如煤炭这类一级能源的需求量日益增加，井下采矿的工作量增加。为保证矿产的开采安全，减少意外事件的发生概率。需要针对移动变电站低压电网漏电情况开展防护工作，利用附加直流电流工作原理，开展防护措施，需要对漏电闭锁、合闸防护、软件开发等进一步优化与改善，设计更为实用的用户界面显示程序，由此才能减少低压电网漏电的隐患，提高井下煤矿开采的安全，保证工作人员的生命安全。 参考文献：

[1]雷啸宇.移动变电站漏电保护系统研究[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（17）：142-143.

[2]杨帆.井下移动变电站低压电网漏电防护分析[J].电子世界，2018（09）：179+181. [3]李超.井下移动变电站低压电网漏电防护研究[J].山西能源学院学报，2017，30（04）：38-40.

[4]张继红.基于PLC控制的3.3kV移动变电站测控系统的研究[D].太原理工大学，2016. 作者简介：

官生花（1983- ），男，本科学历，工程师，研究方向：煤矿机电。

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