浅谈矿井供电防越级跳闸系统应用.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：吴学刚（1990），男，汉族，陕西榆林人，本科，研究方向为电力。-54-浅谈矿井供电防越级跳闸系统应用 吴雪刚 国家能源集团国神公司三道沟煤矿，陕西 榆林 719000 摘要：摘要：矿井作为矿山行业的核心生产场所，其供电系统的安全与可靠性直接关系到矿工的人身安全和矿山的正常生产。然而，矿井供电存在着电力过载和事故风险，对矿山经营造成严重影响。因此，矿井供电防越级跳闸系统应运而生，成为一个重要的安全措施。本文旨在研究和分析矿井供电防越级跳闸系统的原理、实施方案和应用效果，并探讨其在提高矿山供电系统安全性和稳定性方面的重要性和必要性。通过深入了解该系统的工作原理、设备选型、联动保护与监控等关键要素，我们可以全面评估其实际应用效果，并提出相应的问题与改进方案。关键词：关键词：矿井供电；防越级跳闸系统；安全；可靠性；正常生产 中图分类号：中图分类号：TD61 0 引言 随着科技的不断进步和现代化的矿山生产需求，矿井供电系统的安全和稳定性变得日益重要。然而，传统的矿井供电系统往往无法有效应对矿井中频繁出现的电力过载和事故风险，给矿工的人身安全和矿山生产造成巨大威胁。因此，在这个背景下，矿井供电防越级跳闸系统应运而生。该系统通过合理的设计和创新的技术手段，能够实时检测并避免矿井供电超负荷和跳闸，从而确保矿山的正常运行和人员的安全。本文旨在探讨矿井供电防越级跳闸系统的原理、实施方案以及其在矿山行业中的应用效果。我们将通过研究和分析，为矿山企业提供有关该系统的技术支持和决策依据，以保障矿山生产的安全、高效和可持续发展。1 背景和意义 随着工业化进程的推进，矿山行业在现代社会中扮演着重要的角色。矿井作为矿山生产的核心场所，其供电系统的安全和稳定性对矿工和矿山经营都具有极大影响。然而，传统的矿井供电系统由于技术水平有限，常常出现电力过载和事故的风险，严重威胁到矿工的人身安全和矿山的正常生产。因此，矿井供电防越级跳闸系统被引入矿山行业，成为一种重要的安全措施。矿井供电防越级跳闸系统通过合理的设计和先进的技术手段，能够实时监测和控制矿井供电状态，避免供电过载和跳闸，确保矿山生产的连续性和稳定性。这不仅能有效提高矿工的人身安全，减少事故风险，还能降低电力损耗，提高能源利用效率。本论文旨在对矿井供电防越级跳闸系统进行深入的研究和分析，探讨其在矿山行业中的重要性和必要性。通过全面评估系统的原理、实施方案和应用效果，希望为矿山企业提供科学的决策依据和技术支持，促进矿山生产的安全和可持续发展。2 矿井供电防越级跳闸系统的原理与实施 2.1 系统架构 矿井供电防越级跳闸系统的架构主要包括监测、控制和保护三个部分。其基本原则是通过实时监测电力参数和设备状态，采取适时的控制策略，保护供电设备免受过载和短路的影响。在监测方面，系统通常包括电力参数监测模块和设备状态监测模块。电力参数监测模块负责实时监测电压、电流和功率等关键参数，以便及时分析供电状态是否正常。设备状态监测模块通过检测开关、断路器和保护装置等设备的运行状态，对供电系统的可用性进行评估。控制方面，系统配备有一台中心控制器，能够接收监测模块传输的数据，并基于预设的逻辑和算法进行决策和指令的下发。中心控制器可以实现自动化控制，根据不同的情况调整电力参数或切换工作模式，以确保供电系统的稳定性和安全性。保护方面，系统引入了多重保护机制，如瞬时过流保护、短路保护和温度保护等。这些保护装置根据事先设定的阈值和条件，能够在检测到异常情况时自动触发，及时切断电力供应或进行其他应急措施，以保护供电设备和矿山安全。中国科技期刊数据库 工业 A-55-2.2 过载与跳闸机制 矿井供电防越级跳闸系统在面对电力过载情况时，采取相应的过载保护和跳闸机制来保护供电设备和矿山的安全。对于电力过载，系统首先通过实时监测电流、电压和功率等参数数据，判断是否存在过载情况。当电力参数超出预设的阈值范围时，系统会发出警报信号，提醒操作人员注意。同时，系统会触发过载保护机制，其原理通常利用电器热继电器或热开关原件。当电流超过设定的额定值和持续时间时，保护装置会迅速感应并切断相应的电路，以避免设备过度负荷运行。而在一些特殊情况下，电力过载可能无法及时消除，此时系统会采取跳闸机制。根据设定的跳闸条件，如电流持续超过一定时间或超过承载能力等，系统会自动切断或分离电路，使其进入分闸状态，以减轻电力负荷和预防设备损坏。需要注意的是，矿井供电防越级跳闸系统的过载保护与跳闸机制应根据矿山供电需求和设备特性进行合理设计。此外，可结合实时监测数据和智能控制策略，灵活调整参数，并与其他相应保护装置联动工作，提高系统的响应速度和可靠性。2.3 设备选型与布置 在矿井供电防越级跳闸系统中，设备选型与布置的合理性直接关系到系统的性能和可靠性。设备选型方面，应根据矿山供电需求和实际情况选择适当的设备。常见的设备包括电流变压器、瞬时过流保护器、断路器、熔断器等。选用的设备应具有高耐受电力冲击和高负载能力的特点，同时要考虑其可靠性、安全性和耐用性，以确保系统的长期稳定运行。设备布置方面，应根据矿井的具体布局和供电线路的走向进行合理规划。一般来说，主要设备集中布置在供电源和出口之间，以便对供电线路进行有效监测和控制。此外，不同的设备应互相联动，形成完整的供电防越级跳闸系统。同时，为了增加系统容量和可靠性，可以采用并联或分区布置的方式，避免单一故障影响整个供电系统。在设备布置过程中，还需考虑设备的维护和检修便利性，如合理设置操作和维护通道，以及安全隔离和防护措施。此外，应考虑到环境因素对设备的影响，如温度、湿度和防尘等要求，以确保设备可靠运行。总而言之，设备选型与布置在矿井供电防越级跳闸系统中至关重要。合理选择适当的设备，并基于矿山布局和供电线路走向进行科学布置，能够提高系统的稳定性、安全性和可靠性，从而有效防止供电过载和事故发生。2.4 联动保护与监控 联动保护与监控是矿井供电防越级跳闸系统中的重要组成部分，其主要目的是实时监测供电状态、及时发现异常情况，并采取相应的动作保护措施，确保供电系统的安全和稳定。联动保护方面，系统中的各个保护装置应实现联动功能，即在检测到电力过载、短路或其他异常情况时，能够通过信号传递、指令下达等方式，自动切断电路、分离设备或进行其他应急保护措施。这些保护装置通常设置有相应的触发条件和动作逻辑，以实现快速响应和精准保护，最大限度地减少供电事故风险。联动监控方面，系统应配备监控模块和中心控制器，能够实时监测和记录电力参数、设备运行状态和报警信号。监控模块通过传感器、仪表等装置，采集相关数据，并将其传输给中心控制器。中心控制器通过算法分析和逻辑判断，对供电系统进行状态评估，并在需要时发出警报或触发保护动作。此外，联动保护与监控还可以与其他系统进行集成，如火灾报警系统、环境监测系统等，实现多元化信息的交互和共享。通过与其他系统的联动，可以进一步提高供电系统的安全性和应急处理能力。总结来说，联动保护和监控是矿井供电防越级跳闸系统中的关键环节。通过有效实施联动保护和监控措施，可以提高供电系统的安全性和稳定性，及时采取措施预防事故发生，并为矿山供电管理人员提供及时准确的运行数据和决策依据，从而确保矿山的生产安全和持续运行。3 矿井供电防越级跳闸系统的应用效果分析 矿井供电防越级跳闸系统的应用效果在矿山行业中表现出显著的影响和优势。通过对该系统的分析和应用效果评估，可以看到以下几个方面的积极变化。矿井供电防越级跳闸系统能够及时发现和预防供电过载和短路等安全隐患，避免因电力异常导致的供电事故发生。该系统通过实时监测和联动保护，能够快速切断电路，保护设备和矿工的安全，从而有效减少事故风险，提高矿山供电的可靠性和稳定性。该系统能中国科技期刊数据库 工业 A-56-够优化供电负荷管理，提高能源利用效率。通过精确监测电力参数和自动调整控制策略，系统能够实现精细化的能源管理，避免供电过载或负载不平衡，从而减少能耗和电力损失，节约能源成本，提高整体运行效率。矿井供电防越级跳闸系统在矿井生产过程中起到了重要的保障作用。供电系统的稳定和安全对矿山的正常生产至关重要。通过应用该系统，矿山能够避免因供电故障而造成的停工和生产中断，保持连续高效生产状态，提高矿山经济效益。该系统还能为矿山供电管理人员提供实时数据和远程操控功能，方便监测和管理作业场所的供电情况。管理人员可以通过中心控制器远程监控系统运行情况，并及时采取相应的控制和调整措施，提高管理效率和运维水平。4 矿井供电防越级跳闸系统的问题与改进 4.1 已知问题讨论 在讨论矿井供电防越级跳闸系统的应用和效果时，还存在一些问题需要进一步讨论和研究。如何进一步提高系统的可靠性和安全性是一个重要的问题。尽管矿井供电防越级跳闸系统在防止供电过载和短路等方面具有明显优势，但仍然存在一定的误判和延迟反应的潜在风险。因此，需要不断改进监测、控制和保护装置的准确性和灵敏度，以提高系统对异常情况的识别和响应能力。系统的成本与效益问题需要进行综合考虑。矿井供电防越级跳闸系统的建设和运维成本较高，包括设备购买、安装、维护和培训等方面。因此，在系统设计和部署时，需要进行详细的经济评估和效益分析，以确保系统的投资回报和综合效益。另外，矿井供电防越级跳闸系统与其他生产设备和系统的集成也是一个挑战。在实际应用中，矿山往往涉及多个系统和设备的协同工作，包括通风系统、排水设备等。因此，如何与现有的系统进行有效的集成和互联，并实现数据共享和联动控制，是需要进一步研究和解决的问题。随着技术的发展和创新，矿井供电防越级跳闸系统也需要不断升级和改进。例如，利用人工智能、物联网和大数据等先进技术，可以进一步提高系统的智能化和自主控制能力，以满足不断变化的供电需求和安全要求。矿井供电防越级跳闸系统虽然取得了一定的成效，但仍然面临一些挑战和问题。通过进一步的研究和探索，能够不断改进系统的性能和可靠性，为矿山行业提供更好的电力保障和安全保护。4.2 改进方案提出 为改进矿井供电防越级跳闸系统，可以采取以下方案：（1）提高监测精度和响应速度：引入更先进的监测设备和算法，提高系统对电力参数的监测精度和实时性，确保能够准确判断发生过载或短路等异常情况，并快速响应。（2）引入智能化技术：利用人工智能、物联网等技术，优化系统的控制策略和算法。通过数据分析和预测模型，实现自动化的决策和控制，提高系统的智能化水平，减少人为错误和操作风险。（3）强化联动保护与监控：加强各个保护装置之间的联动和协作，实现更精确的保护触发和叠加保护功能。同时，进一步完善监控模块和中心控制器，提高对电力参数的实时监测和系统状态的综合评估，降低发生事故的概率。（4）配备故障诊断和远程维护功能：引入故障诊断技术，通过智能诊断系统实现对设备故障的及时监测和分析，提高故障定位和排除的效率。同时，实现远程维护和操作功能，减少人员进入危险区域的频率和风险。（5）加强系统培训和改进机制：提供专业的培训和指导，确保操作人员熟悉系统的使用和维护，增强应急处理的能力。建立健全的反馈和改进机制，根据实际运行情况进行定期检查和优化，持续提高系统的可靠性和安全性。通过以上改进方案的实施，可以进一步提高矿井供电防越级跳闸系统的效能和可靠性，达到更高水平的供电安全和稳定性。同时，也能为矿山行业提供更好的电力保障，促进矿山的可持续发展。5 结束语 在矿井供电防越级跳闸系统的改进过程中，我们不断探索提高监测精度、引入智能化技术、加强联动保护与监控、实现故障诊断和远程维护，并强化系统培训和改进机制等方面的策略。通过这些努力，我们致力于进一步提升矿山供电的安全性、可靠性和效率，为矿山行业提供更好的电力保障，确保矿工和设备的安全，在促进矿山可持续发展方面做出贡献。中国科技期刊数据库 工业 A-57-参考文献 1郭凯明.矿井供电系统防越级跳闸技术及应用研究J.机电工程技术,2021,50(02):183-185.2刘晓峰,石双宝.矿井供电系统防越级跳闸的应用J.当代化工研究,2019(08):196-197.3闫帅.矿井供电系统防越级跳闸技术的研究及应用J.能源与节能,2019(05):131-134.4钱张康.矿井供电系统防越级跳闸的应用J.电子世界,2018(22):149-150.5朱德江,张鹏,谭昆云.防越级跳闸技术在矿井供电系统中的研究及应用J.科技风,2017(24):161.6 马 运 伦,赵 振 华,范 明 栋 等.矿 井 供 电 系 统 防 越 级 跳 闸 系 统 的 研 究 与 应 用 J.能 源 技 术 与 管理,2016,41(01):157-159.7付文东,渠润生.矿井供电系统防越级跳闸应用与试验J.价值工程,2015,34(08):58-59.