国家能源集团神东柳塔煤矿内蒙古鄂尔多斯市017209
摘要：随着我国经济的不断发展，对于煤炭的消耗不断的增大，这使得煤炭行业的生产面临着重大的压力。我国的煤炭生产的安全形势虽然有了很大的改善，但是总体来说还是不容乐观。煤矿的供电系统以及相应的电气设备保护对于煤炭生产的安全性具有直接的影响。做好相应的电气设备的保护工作对于确保煤炭企业的安全生产具有重大的意义。基于此，本文对煤矿供电系统和电气设备的保护进行分析。
关键词：煤矿；供电系统；电气设备；保护
煤矿井下工作环境恶劣，产生的负荷波动大，并且工作状况不平稳，发生了一系列事故，如瓦斯、煤尘积聚、滴水冒顶等都会逐渐降低电气设备绝缘的强度。另外，因工作人员的维护不当或错误操作以及输电线路的导线断裂等多个原因，也会经常出现漏电及单相接地的故障。为了避免发生事故，保障人身安全，缩小事故范围，井下煤矿的供电系统和电气设备的保护大多采用继电保护装置。目前，在计算机技术、信息技术、微电子技术、网络通信技术不断发展的情况下，我国已经成功研制出了智能保护系统，保证了生产质量。
1煤矿供电系统与电气设备概述
众所周知，煤矿井下的环境非常特殊，因此，煤矿企业供电的要去更加的严格。主要体现在以下几个方面：
首先，对于供电的可靠性而言，要去供电持续不间断，实现24小时供电，供电负荷是全负荷，甚至是超负荷的供电，因此，采用双回路电源作为电力系统的电源；其次，对于用电的安全角度而言，不但要充分考虑人员的安全，对于设备的安全也必须给予足够的重视；最后，对于供电的经济而言，要确保供电的质量，从而使得供电的经济性及合理性得以体现。
通常而言，煤矿电气的设备主要包括以下两种：第一种，一般型电气设备，其主要具备了安全防护的功能，但是没有防爆的功能，通常被用作煤矿地面或者是瓦斯的浓度不高的井底车场；第二种，矿用防爆电气设备。防爆是其主要的功能，通常在煤矿采掘工作面被应用。
2保护装置及其原理
对于供电系统和电气设备的保护装置――继电器，它是一种能够反映系统在工作时出现的故障和异常状态，并且通过设备及时的做出相关的处理方法或发出救急信号的自动化设备。熔断器、继电器和继电器等装置都可起到保护和应急作用，但是由于煤矿供电系统正常工作时，电路中的电流是处于不断上升的状态，从而熔断器不能有效的满足需求，而继电器和接触器是在煤矿供电系统和电气设备保护应用较为广泛的保护装置。继电保护装置种类众多，其基本结构包括以下几个方面：
2.1现场信号输入部分
通过对现场信号进行必要的前置处理，然后将其送入继电保护装置。通常情况下，对现场信号进行前置处理的措施，主要包括：借助光电隔离技术，消除干扰信号；电平转换电路增强了信号强度。
2.2测量部分测量部分
作为一种物理量与被保护对象有关，通常情况下，需要与已给定的设定值或实时生成的判据进行对比，根据对比后的实际情况，给出“是”或“非”，也就是给出一组逻辑信号，然后对其进行判断，在一定程度上对其是否进行保护做出确定。
2.3逻辑判断部分
在继电保护装置中，逻辑判断部分按照逻辑关系，根据各输出量的大小、性质等进行相应的组合、运算，进一步确定是进行跳闸，还是发出相应的信号等，同时将有关命令传达给执行部分。
2.4执行部分
对于执行部分来说，在继电保护装置中，往往是根据逻辑判断部分传递的信号指令，完成相应的任务，完成保护装置与现场设备之间的隔离、连接，以及电平转换等，这是执行部分的主要职责，进而在一定程度上确保继电保护装置可靠、平稳地工作。
3煤矿供电系统和电气设备的保护及其实现方法
3.1接地保护
在正常情况下，电气设备的金属外壳及架构不带电，但如果电气设备的绝缘损坏，其金属外壳和架构就要带电。当人触及此电气设备时就会发生触电事故，而且我国规定触电的安全极限交流电流值为30mA，因此要通过接地保护限制通过人身的电流使其在极限电流之内。保护接地的关键是将保护接地装置的接地电阻降低到规定的范围内，就可以使流过人体的电流不超过安全极限电流，达到减少触电危险的目的。5煤矿安全规程6规定：接地网上任一保护接地点的接地电阻不得超过28。同时，主接地极与辅助接地极之间的距离应不小于5m。
3.2漏电保护
电网在运行过程中，如果绝缘电阻低于某一规定值，在这种情况下，人触及后会出现触电危险。对于漏电来说，其产生的危害主要表现为：一方面会损坏设备，造成短路事故，另一方面引发触电事故，以及产生漏电火花引爆瓦斯、煤尘等。因此，在井下供电系统中，需要对绝缘、漏电等设置相应的漏电保护装置，在一定程度上对其进行监视和保护。通常情况下，漏电保护分为以下几种。
3.2.1无选择性漏电保护
煤矿企业通过采用无选择性漏电保护方式对电气设备、供电系统实施保护，其具体的保护方式就是在包含对地绝缘电阻的检测回路中，附加相应的直流电源，通过对直流电流进行监视，进而在一定程度上实现对绝缘电阻进行监测的目的。
3.2.2有选择性漏电保护
通过有选择性的漏电保护对漏电实施保护的过程中，通常情况下，主要是借助零序电流互感器获得相应的零序电流信号对其进行漏电保护。
3.3过流保护
在井下生产的过程当中，供电系统常常会出现过电流，从而导致火灾的发生，而造成过电流的原因比较复杂，常见的就是短路或者是过载。这就要求采取相应的措施防止过流得产生，主要由以下几个方面的措施：
3.3.1过载保护
在矿井之下的电流超过了电气设备的额定电流，就是所谓的过载，如果过载的情况比较严重有可能缩短电气设备的寿命或者是引发电气设备的烧毁。导致电气设备出现过载的原因相对比较的复杂，主要有以下几种情况：负载瞬间增大、断相运行或者是电网的电压降低等。这就需要采用时间继电器来对过载进行有效的防护。在出现过载的情况的时候，由电流继电器接通时间继电器，完成延时工作，断开电路的电源。
3.3.2短路保护
由于矿井中的电气设备长期处于比较复杂的工作环境当中，其绝缘层的老化或者磨损的情况往往比较严重，这时就有可能引起短路，在短路的过程当中，电路中的电流会在瞬间增大，导致电路中的电气设备发生损坏，严重的时候还会引发火灾。为了有效的防止短路带来的损害，可以采用电子式或者是电磁继电器。
3.3.3断相保护
电动机在正常运作时，会因电网故障、一相熔断器熔断而导致对称三相电源缺失，降低电动机的运作速度，并加大定子电流。断相运行时，绕组接线方式与负载程度会加大线电流与相电流的差值。这就要求技术人员参考负序保护标准进行断相保护，当线路电流超出额定电流的额定倍数时，迅速操作，断相保护可适当采用热继电设备与电子式继电设备。
结束语：
总之，在煤矿的日常生产和运行的过程当中，供电系统以及相应的电气设备发挥着十分重要的作用。随着煤炭行业相关技术的不断的发展和进步，煤炭生产企业中智能化的电气设备的使用量越来越大。比较常见的就是微处理器，具有较强的数据处理能力，对于煤炭生产企业的电力系统具有很强的保护性，能够确保煤炭生产过程中电力供应的安全和稳定。
参考文献：
[1]煤矿电气设备与供电系统的保护分析[J].杨国新.黑龙江科技信息.2016（09）
[2]试析煤矿电气设备与供电系统保护[J].方万坡.技术与市场.2015（09）
[3]煤矿电气设备与供电系统的保护应用探究[J].苏海霞.民营科技.2015（06）