礦山配電，是為了保證礦山正常生產而對礦產的電力需求進行配送的一系列活動的總稱。礦山工作環境惡劣，溫度較高，高壓電網經常會出現漏電和單相接地故障，若不及時排除，電網絕緣將會承受線電壓，長期運行將導致絕緣擊穿，發展成三相或兩相短路故障。另外，在接地點出現的電弧和電火花能量會導致煤塵、瓦斯爆炸，直接危及人身安全。而礦用高壓配電裝置是煤礦井下高壓供電系統終端線路的主保護，它起到了保護高壓電纜和變壓器的作用。
基本介紹
- 中文名：礦山配電
- 外文名：The mine distribution
- 學科：電力工程
- 領域：能源
- 釋義：保證礦山正常生產的電力需求
- 特點：電火花能量會導致煤塵、瓦斯爆炸
簡介,選擇性漏電保護,短路保護,負荷過大保護,供電可靠,供電安全,供電質量,供電經濟,總結,
簡介
礦山工作環境惡劣，溫度較高，高壓電網經常會出現漏電和單相接地故障，若不及時排除，電網絕緣將會承受線電壓，長期運行將導致絕緣擊穿，發展成三相或兩相短路故障。另外，在接地點出現的電弧和電火花能量會導致煤塵、瓦斯爆炸，直接危及人身安全。而礦用高壓配電裝置是煤礦井下高壓供電系統終端線路的主保護，它起到了保護高壓電纜和變壓器的作用。
選擇性漏電保護
漏電保護的主要目的是通過切斷電源的操作來防止人身觸電身亡和漏電電流引爆瓦斯和煤塵的事故發生。選擇性漏電保護是指當電網發生漏電故障時，能夠有選擇性地發出故障信號或切斷故障支路電源。它可以保證只切除漏電故障線路和設備，非故障線路和設備繼續工作，減小故障停電範圍，而且便於尋找漏電故障，縮短漏電停電時間，提高供電的可靠性。我國煤礦6kv高壓供電系統屬於小電流接地系統，並採用電纜供電方式。按《煤礦安全規程》規定: 礦井變電所高壓饋電線上，應裝設有選擇性漏電保護裝置。但是正如緒言中指出的那樣，為限制超標的單相接地電容電流，有些礦井電網特別是大型礦井電網中性點採用了消弧線圈接地方式，這將影響原有選擇性漏電保護系統的正常工作。
礦井高壓漏電保護裝置按工作原理大致可分為零序電流型、零序功率方向型和諧波方向型三類。其中用於井下的主要是零序電流型和零序功率方向型，並且後者占絕大多數，其保護原理為零序電流型是利用故障支路零序電流大於任一支路自身的零序電流的特點實現選擇性。
諧波方向型是利用高壓電網所含的諧波成份來實現選擇性的。諧波是高壓電網中固有的成份，諧波中以三次、五次諧波含量較大，由於三次諧波受變壓器接線組別的影響，更因其方向一致，使得相間沒有三次諧波電壓，而五次諧波不受此影響，所以，提取五次諧波較為理想。利用五次諧波信號來實現選擇性不受電網中性點接地方式的影響。為了適應不同電網的要求，將零序電壓整定值做成多檔可調，可以根據電網大小進行選擇，這樣可保證系統動作值的穩定性。
短路保護
短路是指供電系統中不等電位的導體在電氣上被短接，在煤礦供電系統中，由於環境比較惡劣，設備易受潮，以及絕緣自然老化、機械損傷等原因，造成供電線路和設備的損壞，從而引起短路。短路故障是煤礦井下最常見的故障形式之一，直接影響著井下供電的安全性、可靠性和連續性。因此，《在煤礦井下高壓電網中必須裝設過電流保護系統。電網短路故障包括：三相短路、兩相短路、兩相接地短路以及變壓器繞組匝間短路。
當電網發生突然短路時，系統總是由工作狀態，經過一個暫態過程，再進入短路穩定狀態。電流由正常值突然增大，經過暫態過程達到新的穩態。由於短路後電源負荷阻抗比正常運行時小得多，所以短路電流比正常運行時大得多。
強大的短路電流對供電系統及電氣設備造成極大的危害。例如，短路電流產生的熱和電動力效應會使電氣設備受到破壞；短路點的電弧可能燒毀電氣設備：短路點附近電壓顯著降低，使供電受到嚴重的影響或被迫中斷；短路電流還是引起瓦斯和煤塵爆炸的主要原因，所以必須對短路故障進行保護。
在高壓配電裝置測控系統中，對各種短路故障都應採取電流速斷保護。電網正常運行時，輸電線路上通過負荷電流，發生相間短路時通過短路電流，短路電流往往比負荷電流大得多。所以短路保護一般都採用電流檢測原則，以電流的幅值作為判據，根據短路時通過保護系統的電流大小來選擇動作電流的大小，以動作電流的大小來控制測控系統的保護範圍，但是為了有效的區分起動電流與短路電流，採用相敏保護原理。
負荷過大保護
鑒於過負荷時電網電流大於額定電流，可以採用檢測電網工作電流的方法來檢測過負荷狀態。礦井電網負荷波動大，系統運行很不穩定，從而造成線路中電流發生變化。在過載過程中，有時本次延時保護還沒有動作時，過載特性即發生變化，使保護返回，重新計時，造成熱量的積累。這樣連續過載使得熱量不能立刻完全散走，還有可能出現斷續過載。這樣連續過載使得熱量不能立刻完全散走，還有可能出現斷續過載。在熱量沒有完全散走的情況下，保護重新計時，造成設備和開關出現熱量積累，所以熱量積累的問題必須加以考慮。
供電可靠
對礦山企業的重要負荷，如主要排水、通風與提升設備，一旦中斷供電，可能發生礦井淹沒、有毒有害氣體積聚甚至墜罐等事故。採掘、運輸、壓氣及照明等中斷供電，也會造成不同程度的經濟損失和人身事故。根據對供電可靠性要求的不同，礦山電力負荷分為以下三級：
1）一級負荷。凡因突然中斷供電會造成人員生命危險，重要設備損壞報廢，造成重大經濟損失的，均屬一級負荷，如礦井的主排水泵，有爆炸危險的礦井主通風機和豎井載人提升機等。對於一級負荷應採用兩個獨立的電源，即雙迴路供電，保證供電的連續性。
2）二級負荷。凡因突然停電會嚴重減產，造成較大經濟損失的為二級負荷，如井下和地面生產系統的主要設備等。二級負荷的供電線路一般應設一迴路專用線路，有條件的可採用兩迴路線路。
3）三級負荷。凡不屬於一級和二級負荷的為三級負荷，如機修廠、生活福利設施等。對它們的供電一般採用單迴路供電線路。
供電安全
必須按照安全生產規程的有關規定進行供電，滿足礦山生產的特殊環境，確保全全生產。
供電質量
供電質量主要是衡量供電的電壓和頻率是否在額定值和允許偏差範圍內，因為用電設備的確在額定值下運行性能最好。供電電壓允許偏移範圍為±5%，電壓偏移增大，用電設備性能惡化，嚴重時會造成設備損壞。
供電經濟
從降低供電設施、器材的建設投資和減少供電系統中的電能損耗及維護費用等方面考慮，以求供電的經濟性。
總結
隨著智慧型技術的進一步發展，人工智慧技術開始逐漸套用到電力系統中，主要解決一些傳統技術難以解決的問題，如絕緣線上檢測、故障類型判斷等，並取得了一定的進展。專家預測，未來智慧型技術在控制領域必將得到更為廣泛的套用，如何將智慧型技術更好地套用到礦井電網保護系統中，使其保護功能更加完善，動作更加可靠，這是礦井電網繼電保護技術的發展方向。
