李國軍

摘? 要：為了提升煤礦企業(yè)供電系統(tǒng)工作的安全性及平穩(wěn)性，在針對煤礦企業(yè)礦井供電系統(tǒng)實(shí)施系統(tǒng)研究的前提下關(guān)于煤礦企業(yè)礦井漏電情況實(shí)施透徹的研究，得到關(guān)于零序電壓、電流的波動(dòng)頻率和排布情況。設(shè)立了先進(jìn)的漏電保護(hù)設(shè)備，可以執(zhí)行有目的性的漏電保護(hù)方案，包含漏電保護(hù)的方案挑選和漏電保護(hù)設(shè)備的抗擾動(dòng)規(guī)劃。參考信息參數(shù)收集的有關(guān)需求，用STM型號的工業(yè)單片機(jī)作為控制單元，對漏電保護(hù)設(shè)備參數(shù)控制單元的有關(guān)電子電路實(shí)施規(guī)劃。借助科學(xué)的使用有目的性漏電保護(hù)設(shè)備，可以在煤礦礦井供電系統(tǒng)產(chǎn)生漏電事故的情況下第一時(shí)間斷開問題區(qū)域的電路，將事故產(chǎn)生的損失降至最低，更安全地確保煤礦礦井供電系統(tǒng)安全、平穩(wěn)工作。

關(guān)鍵詞：煤礦礦井;供電系統(tǒng);漏電保護(hù);保護(hù)設(shè)備

中圖分類號：TD611 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）36-0152-02

Abstract： In order to improve the safety and stability of power supply system in coal mine enterprises， a thorough study on mine leakage is carried out on the premise of systematic research on mine power supply system in coal mine enterprises. The fluctuation frequency and arrangement of zero sequence voltage and current are obtained. Advanced leakage protection equipment is set up， which can carry out purposeful leakage protection scheme， including scheme selection and anti-disturbance planning of leakage protection equipment. With reference to the relevant requirements of information parameter collection， the industrial single-chip microcomputer of STM model is used as the control unit to plan the electronic circuit of the parameter control unit of leakage protection equipment. With the help of the scientific use of purposeful leakage protection equipment， the circuit in the problem area can be disconnected at the first time in the case of leakage accident in the coal mine power supply system， and the loss caused by the accident can be reduced to the minimum， thus more safely ensuring the safe and stable operation of the coal mine power supply system.

Keywords： coal mine; power supply system; leakage protection; protection equipment

引言

伴隨著我國的煤礦礦井企業(yè)整套挖掘開采裝置的快速發(fā)展，大幅度提升了煤礦礦井企業(yè)挖掘開采工作效率，同時(shí)也大大加劇了挖掘開采裝置所屬供電網(wǎng)絡(luò)的電能負(fù)荷，因此在煤礦礦井相關(guān)挖掘開采裝置的日常工作進(jìn)程中可能產(chǎn)生比較頻繁的漏電故障，此類漏電故障占據(jù)煤礦礦井相關(guān)裝置產(chǎn)生安全問題的75%，在產(chǎn)生相關(guān)裝置漏電故障的情況下會(huì)有數(shù)值非常高的電流電壓經(jīng)過相關(guān)作業(yè)檢修人員的人體，對于相關(guān)作業(yè)檢修人員人身安全產(chǎn)生極大的傷害。所以在煤礦礦井挖掘開采的安全作業(yè)進(jìn)程中應(yīng)用漏電保護(hù)設(shè)備是達(dá)到煤礦礦井安全作業(yè)目的的關(guān)鍵部分之一，此外兩個(gè)層面為過流保護(hù)環(huán)節(jié)和接地保護(hù)環(huán)節(jié)[1]。在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的特定區(qū)間以內(nèi)，必須在煤礦礦井的供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中配備漏電保護(hù)設(shè)備或有目的性的漏電保護(hù)設(shè)備。所以必須針對相應(yīng)的漏電保護(hù)設(shè)備實(shí)施規(guī)劃構(gòu)造的優(yōu)化工作，保障煤礦礦井挖掘開采進(jìn)程中發(fā)生漏電故障的情況時(shí)系統(tǒng)就可以自動(dòng)迅速斷開相應(yīng)供電電子電路網(wǎng)絡(luò)，有效杜絕相關(guān)問題發(fā)生的區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大，提高煤礦礦井的平穩(wěn)供電能力。

1 煤礦井下供電網(wǎng)絡(luò)漏電事故原因研究

1.1 煤礦井下基礎(chǔ)供電網(wǎng)絡(luò)體系

我國的煤礦礦井供電網(wǎng)絡(luò)體系通常狀況下均為由若干部動(dòng)力變壓裝置構(gòu)成，與此同時(shí)在高壓區(qū)域的變壓裝置均為采用并聯(lián)模式工作的，變壓裝置的電壓參數(shù)分別為6千伏和10千伏，與此同時(shí)在低電壓區(qū)域采用兩級電壓，經(jīng)過把變壓裝置安裝至相應(yīng)的用電裝置，就可以非常理想的實(shí)施變壓裝置低電壓區(qū)域的電壓操控和獨(dú)立應(yīng)用，每個(gè)用電裝置間沒有互相的串聯(lián)狀態(tài)。在本文的研究進(jìn)程中對于漏電保護(hù)設(shè)備實(shí)施的考察前提是在配電模塊的單獨(dú)特性的前提下推進(jìn)的。在變壓裝置的日常平穩(wěn)工作進(jìn)程中一般有兩類工作模式，分別是中性點(diǎn)接地類型和中性點(diǎn)不接地類型。我國的煤礦礦井供電網(wǎng)絡(luò)體系中普遍采用中性點(diǎn)不接地的供電工作模式，這會(huì)導(dǎo)致供電網(wǎng)絡(luò)中的漏電電流變?nèi)?，相對而言此類工作模式安全等級比較高，與此同時(shí)必須保證供電網(wǎng)絡(luò)體系中的安全保險(xiǎn)設(shè)備具有很高的靈敏度。

1.2 漏電保護(hù)設(shè)備規(guī)劃要求

1.2.1 漏電保護(hù)設(shè)備的選擇性

煤礦礦井采用的供電系統(tǒng)產(chǎn)生事故的情況下就要求相應(yīng)的漏電保護(hù)設(shè)備第一時(shí)間斷開問題電路，與此同時(shí)還有保證工作穩(wěn)定的電路可以安全工作。這種情況問題發(fā)生的區(qū)域鎖定更加方便，更有益于后期的供電裝置出現(xiàn)問題的排查和解決，進(jìn)而縮少由于漏電狀況所導(dǎo)致的停電區(qū)域，還可以全方位提高煤礦礦井供電網(wǎng)絡(luò)體系的作業(yè)能效，確保供電網(wǎng)絡(luò)合理區(qū)域內(nèi)的一整套作業(yè)進(jìn)程和相關(guān)作業(yè)進(jìn)度不利影響降至最小的程度。

1.2.2 漏電保護(hù)設(shè)備的安全性

煤礦礦井漏電保護(hù)設(shè)備的安全性關(guān)系到供電裝置安全和現(xiàn)場操作人員自身安全兩個(gè)層面，現(xiàn)場操作人員自身安全得不到有效的保證極有可能造成直接的人身傷害事故;供電裝置的安全性無法合理的實(shí)施，極有可能致使機(jī)電裝置發(fā)生一系列的安全問題，與此同時(shí)還可能致使煤礦礦井挖掘開采進(jìn)程中發(fā)生安全故障。當(dāng)煤礦礦井內(nèi)部用電裝置出現(xiàn)漏電事故的情況時(shí)，假如無法第一時(shí)間去除產(chǎn)生問題的相關(guān)裝置就可能造成問題狀況的進(jìn)一步惡化，同時(shí)還可能造成其他平穩(wěn)正常工作的裝置相應(yīng)的使用年限嚴(yán)重縮水。如果漏電問題無法迅速給予解決就可能演變?yōu)楹笃诘墓╇娋W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)短路故障，從而導(dǎo)致更加重大的安全隱患。針對當(dāng)前經(jīng)常出現(xiàn)的漏電安全故障，通常使用比較先進(jìn)的問題阻斷處置方案。

1.2.3 漏電保護(hù)設(shè)備的可靠性

煤礦礦井漏電保護(hù)設(shè)備在漏電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行區(qū)間內(nèi)，如果出現(xiàn)相關(guān)安全隱患漏電保護(hù)設(shè)備必須馬上進(jìn)入工作狀態(tài);在供電網(wǎng)絡(luò)正常安全平穩(wěn)運(yùn)行的狀況下，相關(guān)漏電保護(hù)設(shè)備不能發(fā)出任何的誤操作，這種情況指的就是漏電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行可靠性要求。與此同時(shí)為了加強(qiáng)漏電保護(hù)設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，可以使用額外的保護(hù)裝置實(shí)施強(qiáng)化，達(dá)到用電裝置安全保障功能的提高，與此同時(shí)提升相關(guān)裝置的工作和日常維護(hù)管控的水平[2]。

1.3 供電網(wǎng)絡(luò)零序電壓和零序電流排布情況

單支路供電網(wǎng)絡(luò)零序電壓及零序電流排布情況，一旦A相電路出現(xiàn)問題時(shí)，該電路中性點(diǎn)區(qū)域無電流通過，這種情況下變壓裝置內(nèi)部不能產(chǎn)生零序電流。出現(xiàn)的零序電流就可以經(jīng)過M點(diǎn)之后返回至N點(diǎn)，假如在M點(diǎn)位置處產(chǎn)生供電網(wǎng)絡(luò)相關(guān)問題就可能在N點(diǎn)位置處產(chǎn)生絕緣點(diǎn)。與此同時(shí)在忽略供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的電壓降作用，所以在供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中就能形成每個(gè)區(qū)域的電壓一致。在相關(guān)電路沒有問題產(chǎn)生的情況下其中的支路電流總和就與發(fā)生漏電問題的電路中的電流一致，在其他穩(wěn)定運(yùn)行的供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中零序電流運(yùn)行平穩(wěn)，經(jīng)過比對研究零序電流的數(shù)值就可以輕易辨別出產(chǎn)生問題的部分和平穩(wěn)運(yùn)行的電路[3]。

2 選擇性保護(hù)設(shè)備總體規(guī)劃

2.1 漏電保護(hù)抗干擾裝置規(guī)劃研究

在針對供電網(wǎng)絡(luò)體系的抗干擾總體規(guī)劃進(jìn)程中一般需要由電磁波干擾和輻射能量干擾的兩個(gè)角度實(shí)施規(guī)劃研究。當(dāng)中電磁波擾動(dòng)能帶來比輻射能量擾動(dòng)更明顯的影響，在一定程度上可能導(dǎo)致漏電保護(hù)設(shè)備被損壞。所以必須設(shè)定出光電耦合模式實(shí)施傳導(dǎo)擾動(dòng)裝置實(shí)施規(guī)劃，從而達(dá)到阻隔干擾源頭的目的。供電線路阻隔方案在針對濾波電路實(shí)施諧波信號過濾的進(jìn)程中，要求把捕捉到的參數(shù)數(shù)值導(dǎo)入至收集端口內(nèi)，隨后通過光耦阻隔效應(yīng)實(shí)施信號的導(dǎo)出。

2.2 漏電保護(hù)模式的特點(diǎn)

在現(xiàn)階段的漏電線路中給出了兩類漏電可挑選性保護(hù)模式，即為橫向漏電保護(hù)及縱向漏電保護(hù)。當(dāng)中的橫向漏電保護(hù)模式指的是每當(dāng)電路漏電問題產(chǎn)生時(shí)僅僅中斷出現(xiàn)問題的電路，其他電路不會(huì)受到任何影響;相對而言的縱向漏電保護(hù)模式指的是供電網(wǎng)絡(luò)的電路出現(xiàn)問題以后可以保證其他電路仍然能安全平穩(wěn)正常運(yùn)行。

2.3 直流電源漏電保護(hù)研究

在一般的供電網(wǎng)絡(luò)體系問題中通常狀況下出現(xiàn)的是對稱性及非對稱性的漏電安全事故，同時(shí)在對稱性安全事故產(chǎn)生時(shí)借助外置電源達(dá)成供電網(wǎng)絡(luò)體系的漏電保護(hù)目的。電路運(yùn)行原理是供電網(wǎng)絡(luò)和地表間配置直流電源，事故出現(xiàn)時(shí)外置直流電源就可以偵測到各個(gè)區(qū)域的電阻數(shù)值不一樣，隨后依據(jù)電阻數(shù)值的實(shí)施不同漏電保護(hù)方案。

3 數(shù)字控制單元

3.1 FLASH存儲(chǔ)芯片規(guī)劃

FLASH存儲(chǔ)芯片（見圖1）規(guī)劃是一類先進(jìn)的技術(shù)方向，在前面提到的漏電保護(hù)設(shè)備中采用相關(guān)芯片的信息存儲(chǔ)單元實(shí)施信息存儲(chǔ)工作，該類芯片的讀取速率是45MHz，可以在電源控制下運(yùn)行。相關(guān)芯片中的針腳排布。針腳可以操控該芯片的日常工作狀態(tài)和低功率待機(jī)模式。

3.2 電路頻率

在參數(shù)控制單元中采用的芯片本身的晶振頻率是9MHz，然而此類芯片容易遭到環(huán)境溫度和電磁波的干擾和影響造成頻率運(yùn)行不穩(wěn)定。對于此類工作狀況，必須在整體操控框架內(nèi)采用該類系統(tǒng)實(shí)施管控，從而保證該芯片本身的晶振頻率恒定，在晶體自身處在日常運(yùn)行狀況下，采用合理匹配的電容裝置，從而提升晶體的平穩(wěn)性。

4 結(jié)束語

綜上所述，在供電網(wǎng)絡(luò)漏電保護(hù)系統(tǒng)的規(guī)劃進(jìn)程中配合到供電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造本身的特性，與此同時(shí)在針對煤礦礦井供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全隱患特性進(jìn)行研究以后，結(jié)合到現(xiàn)有的供電網(wǎng)絡(luò)電壓和電流的特性，具有針對性的規(guī)劃出相應(yīng)的漏電保護(hù)設(shè)備;經(jīng)過針對周邊環(huán)境的擾動(dòng)實(shí)施研究的前提下，借助光耦原理實(shí)施規(guī)劃研究，進(jìn)而提高相關(guān)系統(tǒng)抗干擾能力和系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)性。本文同時(shí)針對數(shù)字電路實(shí)施相關(guān)的研究以后，規(guī)劃了特殊的信息存儲(chǔ)電路，完成了信息的收集和存儲(chǔ)，方便后續(xù)實(shí)施信息的調(diào)取和處置。

參考文獻(xiàn)：

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