可控硅过流保护装置在煤矿技术中的应用.doc

可控硅过流保护装置在煤矿技术中的应用近年来，随着煤矿产能的不断提高，井下电气设备越来越多，设备的结构也日趋复杂化，一旦这些设备出现短路故障，瞬间产生的过电流会对煤矿井下电网造成严重影响。为此，必须采取可靠的过电流保护措施。大量的实践表明，可控硅过流保护装置能够对煤矿井下电气设备和电网起到一定的保护作用，有助于确保煤矿井下电网安全、稳定、可靠运行，这对于煤矿的正常安全生产意义重大。基于此点，本文就可控硅过流保护装置在煤矿技术中的应用展开探讨。1.可控硅及其过流保护装置概述可控硅又被称之为晶闸管，它属于一种大功率开关型半导体器件，该器件具有硅整流器件的基本特性，能够在高电压、大电流条件下运行，且运行过程能够控制，常被应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关；高、低压开关柜以及变频器等电子电路当中。1.1.可控硅的结构形式及特性1.1.1.结构形式。按照可控硅外形的不同，可将之分为三种形式，即螺旋式、平板式和平底式，其中螺旋式应用较多。无论哪一种形式的可控硅都有三个电极，分别为阳极（A）、阴极（C）和控制极（G）。由于可控硅是借助触发信号来控制导通的，故此其与只有一个PN结的硅整流二极度管在结构上有很大差别。通常情况下，将5安培以下的可控硅称之为小功率可控硅，而大于50安培的则被称之为大功率可控硅。1.1.2.特性。可控硅最为显著的特点是触发性，但必须指出的是，若阳极或是控制极外加的电压为反向电压，便无法使可控硅有效导通。控制极的主要作用是利用外加正向触发脉冲使可控硅导通，但却并不能使之关断，想要使可控硅自行关断必须将阳极电源断开，如果可控硅的阳极与阴极之间外加的是交流或脉冲直流电压，当电压为零时，可控硅便会自行关断。1.2.可控硅过流保护装置的保护方式可控硅过流保护装置的保护方式相对较多，比较常用的有以下几种：1.2.1.快捷熔断器保护。该方法最大的特点是简单方便，也是目前普遍采用的一种保护方式。快速熔断器的电流主要是指有效值，可控硅的电流则是指正弦半波电流平均值，但实际上快速熔断器的熔断特性与可控硅的允许过流特性非常近似，通过大量的试验证明两者几乎相等，这样一来在具体应用中便不需要在进行复杂繁琐的计算，所以这种保护方式非常简单。1.2.2.在线路中设置过流保护。在长期过负载的前提条件下，采用移相的方法可以使脉冲后移，并脱离长期过电流的状态，从而起到保护可控硅装置的作用。采用移相的方法作过电流保护的方式较多，比较典型的有拉逆变、电流截止、过流保护等等。2.可控硅过流保护装置在煤矿中的具体应用研究2.1.在煤矿井下设备中的应用在可控硅过流保护装置中，可利用电量采集器实现对煤矿机械设备的安全监控。电量采集器作为可控硅过流保护装置的核心监控系统，能够对煤矿机电整体系统的运行状况进行全过程跟踪监控，尤其可实现对生产运输设备皮带机、刮板机；通风设备主井、副井通风机；排水设备主井水泵；主井、副井提升绞车；采煤机、掘进机等重要机电设备工作状态的实时监控，同时利用微机信号分析处理器取得监控数据，将其作为机电设备安全管理的重要依据。在实际操作中，井下分站由一种二级到三级分布式的集散管理系统组成，这是电量采集器系统的主要配件部分，主要负责对井下作业环境、生产参数、整体工作进度、排水情况的连续监测，既可以监控可控硅整流装置中的过流保护装置，也可以准确监控和检测矿井其他情况，如监测井下瓦斯浓度、一氧化碳含量、风速负压等情况，以确保井下作业环境的安全。电量采集器分站要与地面上的中心通讯站点实现连接，不仅能够及时传输井下作业环境的各种数据信息，还能够通过接受并执行地面中心通讯站的命令，进而强化地面中心通讯站对井下作业的实时监控。2.2.可控硅装置与高压断路器的联用在煤矿机械设备中，可控硅过流保护装置在稳定电路、保护电路、维护运行中电气设备安全等方面有着重要作用。而煤矿机械电路体系中的高压断路器是保证系统稳定、安全运行的重要基础，是保护和控制煤矿机械电路系统正常运行、可靠工作的先决条件。为此，煤矿机械设备安全管理应充分发挥可控硅过流保护装置和高压断路器的双重作用，通过适度协调二者的功能和性能，从而保障煤矿机械整体系统的运行安全。当前，一般采取高压智能过流断路器，该断路器由三个独立操动机构组成，通过汇控箱实现三相的汇通联动，并由各相的机构传动输出轴与极柱直接相连。同时，在断路器的过渡保护装置上还需安装继电启动器闸门。当可控硅过流保护装置与高压智能过流断路器进行联动时，通常情况下只需要采用单个操动机构组成的断路器，而后再以操作杆联接方式与操动机构实现联动。总而言之，煤矿井下设备的安全、稳定、可靠运行，是确保煤矿正常安全生产的前提和基础，而想要实现这一目标，可控硅过电流保护装置无疑是最佳的选择。通过该装置的应用，不但能够提高煤矿井下设备运行的安全性，而且还能进一步确保煤矿井下电网的稳定运行，这不但能够为煤矿的正常安全生产提供可靠的保障，而且还能给煤矿企业带来巨大的经济效益，对于促进其持续发展意义重大。第 4 页 共 4 页