李国军

摘  要：为了提升煤矿企业供电系统工作的安全性及平稳性，在针对煤矿企业矿井供电系统实施系统研究的前提下关于煤矿企业矿井漏电情况实施透彻的研究，得到关于零序电压、电流的波动频率和排布情况。设立了先进的漏电保护设备，可以执行有目的性的漏电保护方案，包含漏电保护的方案挑选和漏电保护设备的抗扰动规划。参考信息参数收集的有关需求，用STM型号的工业单片机作为控制单元，对漏电保护设备参数控制单元的有关电子电路实施规划。借助科学的使用有目的性漏电保护设备，可以在煤矿矿井供电系统产生漏电事故的情况下第一时间断开问题区域的电路，将事故产生的损失降至最低，更安全地确保煤矿矿井供电系统安全、平稳工作。

关键词：煤矿矿井;供电系统;漏电保护;保护设备

中图分类号：TD611 文献标志码：A         文章编号：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

伴隨着我国的煤矿矿井企业整套挖掘开采装置的快速发展，大幅度提升了煤矿矿井企业挖掘开采工作效率，同时也大大加剧了挖掘开采装置所属供电网络的电能负荷，因此在煤矿矿井相关挖掘开采装置的日常工作进程中可能产生比较频繁的漏电故障，此类漏电故障占据煤矿矿井相关装置产生安全问题的75%，在产生相关装置漏电故障的情况下会有数值非常高的电流电压经过相关作业检修人员的人体，对于相关作业检修人员人身安全产生极大的伤害。所以在煤矿矿井挖掘开采的安全作业进程中应用漏电保护设备是达到煤矿矿井安全作业目的的关键部分之一，此外两个层面为过流保护环节和接地保护环节[1]。在相关标准要求的特定区间以内，必须在煤矿矿井的供电网络系统中配备漏电保护设备或有目的性的漏电保护设备。所以必须针对相应的漏电保护设备实施规划构造的优化工作，保障煤矿矿井挖掘开采进程中发生漏电故障的情况时系统就可以自动迅速断开相应供电电子电路网络，有效杜绝相关问题发生的区域进一步扩大，提高煤矿矿井的平稳供电能力。

1 煤矿井下供电网络漏电事故原因研究

1.1 煤矿井下基础供电网络体系

我国的煤矿矿井供电网络体系通常状况下均为由若干部动力变压装置构成，与此同时在高压区域的变压装置均为采用并联模式工作的，变压装置的电压参数分别为6千伏和10千伏，与此同时在低电压区域采用两级电压，经过把变压装置安装至相应的用电装置，就可以非常理想的实施变压装置低电压区域的电压操控和独立应用，每个用电装置间没有互相的串联状态。在本文的研究进程中对于漏电保护设备实施的考察前提是在配电模块的单独特性的前提下推进的。在变压装置的日常平稳工作进程中一般有两类工作模式，分别是中性点接地类型和中性点不接地类型。我国的煤矿矿井供电网络体系中普遍采用中性点不接地的供电工作模式，这会导致供电网络中的漏电电流变弱，相对而言此类工作模式安全等级比较高，与此同时必须保证供电网络体系中的安全保险设备具有很高的灵敏度。

1.2 漏电保护设备规划要求

1.2.1 漏电保护设备的选择性

煤矿矿井采用的供电系统产生事故的情况下就要求相应的漏电保护设备第一时间断开问题电路，与此同时还有保证工作稳定的电路可以安全工作。这种情况问题发生的区域锁定更加方便，更有益于后期的供电装置出现问题的排查和解决，进而缩少由于漏电状况所导致的停电区域，还可以全方位提高煤矿矿井供电网络体系的作业能效，确保供电网络合理区域内的一整套作业进程和相关作业进度不利影响降至最小的程度。

1.2.2 漏电保护设备的安全性

煤矿矿井漏电保护设备的安全性关系到供电装置安全和现场操作人员自身安全两个层面，现场操作人员自身安全得不到有效的保证极有可能造成直接的人身伤害事故;供电装置的安全性无法合理的实施，极有可能致使机电装置发生一系列的安全问题，与此同时还可能致使煤矿矿井挖掘开采进程中发生安全故障。当煤矿矿井内部用电装置出现漏电事故的情况时，假如无法第一时间去除产生问题的相关装置就可能造成问题状况的进一步恶化，同时还可能造成其他平稳正常工作的装置相应的使用年限严重缩水。如果漏电问题无法迅速给予解决就可能演变为后期的供电网络系统短路故障，从而导致更加重大的安全隐患。针对当前经常出现的漏电安全故障，通常使用比较先进的问题阻断处置方案。

1.2.3 漏电保护设备的可靠性

煤矿矿井漏电保护设备在漏电保护设备的运行区间内，如果出现相关安全隐患漏电保护设备必须马上进入工作状态;在供电网络正常安全平稳运行的状况下，相关漏电保护设备不能发出任何的誤操作，这种情况指的就是漏电保护设备的运行可靠性要求。与此同时为了加强漏电保护设备的可靠性和稳定性，可以使用额外的保护装置实施强化，达到用电装置安全保障功能的提高，与此同时提升相关装置的工作和日常维护管控的水平[2]。

1.3 供电网络零序电压和零序电流排布情况

单支路供电网络零序电压及零序电流排布情况，一旦A相电路出现问题时，该电路中性点区域无电流通过，这种情况下变压装置内部不能产生零序电流。出现的零序电流就可以经过M点之后返回至N点，假如在M点位置处产生供电网络相关问题就可能在N点位置处产生绝缘点。与此同时在忽略供电网络系统的电压降作用，所以在供电网络系统中就能形成每个区域的电压一致。在相关电路没有问题产生的情况下其中的支路电流总和就与发生漏电问题的电路中的电流一致，在其他稳定运行的供电网络系统中零序电流运行平稳，经过比对研究零序电流的数值就可以轻易辨别出产生问题的部分和平稳运行的电路[3]。

2 选择性保护设备总体规划

2.1 漏电保护抗干扰装置规划研究

在针对供电网络体系的抗干扰总体规划进程中一般需要由电磁波干扰和辐射能量干扰的两个角度实施规划研究。当中电磁波扰动能带来比辐射能量扰动更明显的影响，在一定程度上可能导致漏电保护设备被损坏。所以必须设定出光电耦合模式实施传导扰动装置实施规划，从而达到阻隔干扰源头的目的。供电线路阻隔方案在针对滤波电路实施谐波信号过滤的进程中，要求把捕捉到的参数数值导入至收集端口内，随后通过光耦阻隔效应实施信号的导出。

2.2 漏电保护模式的特点

在现阶段的漏电线路中给出了两类漏电可挑选性保护模式，即为横向漏电保护及纵向漏电保护。当中的横向漏电保护模式指的是每当电路漏电问题产生时仅仅中断出现问题的电路，其他电路不会受到任何影响;相对而言的纵向漏电保护模式指的是供电网络的电路出现问题以后可以保证其他电路仍然能安全平稳正常运行。

2.3 直流电源漏电保护研究

在一般的供电网络体系问题中通常状况下出现的是对称性及非对称性的漏电安全事故，同时在对称性安全事故产生时借助外置电源达成供电网络体系的漏电保护目的。电路运行原理是供电网络和地表间配置直流电源，事故出现时外置直流电源就可以侦测到各个区域的电阻数值不一样，随后依据电阻数值的实施不同漏电保护方案。

3 数字控制单元

3.1 FLASH存储芯片规划

FLASH存储芯片（见图1）规划是一类先进的技术方向，在前面提到的漏电保护设备中采用相关芯片的信息存储单元实施信息存储工作，该类芯片的读取速率是45MHz，可以在电源控制下运行。相关芯片中的针脚排布。针脚可以操控该芯片的日常工作状态和低功率待机模式。

3.2 电路频率

在参数控制单元中采用的芯片本身的晶振频率是9MHz，然而此类芯片容易遭到环境温度和电磁波的干扰和影响造成频率运行不稳定。对于此类工作状况，必须在整体操控框架内采用该类系统实施管控，从而保证该芯片本身的晶振频率恒定，在晶体自身处在日常运行状况下，采用合理匹配的电容装置，从而提升晶体的平稳性。

4 结束语

综上所述，在供电网络漏电保护系统的规划进程中配合到供电网络构造本身的特性，与此同时在针对煤矿矿井供电网络系统的安全隐患特性进行研究以后，结合到现有的供电网络电压和电流的特性，具有针对性的规划出相应的漏电保护设备;经过针对周边环境的扰动实施研究的前提下，借助光耦原理实施规划研究，进而提高相关系统抗干扰能力和系统运行平稳性。本文同时针对数字电路实施相关的研究以后，规划了特殊的信息存储电路，完成了信息的收集和存储，方便后续实施信息的调取和处置。

参考文献：

[1]杨勇.漏电断路器误动作故障分析及解决措施[J].电气开关，2018（04）：44-46.

[2]李婧帆.基于复合信号注入法的煤矿低压漏电保护[J].煤矿现代化，2019（03）：88-90.

[3]丁欢欢.漏电断路器在煤矿供电系统中的应用[J].技术与市场，2016（06）：70-72.