煤矿供电系统防越级跳闸技术研究 杨小东

煤矿供电系统防越级跳闸技术研究杨小东

发表时间：2018-12-05T14:31:24.810Z 来源：《科技新时代》2018年10期作者：杨小东

[导读] 文章针对煤矿供电系统中容易出现的越级跳闸问题进行原因分析，并针对这些原因提出了相应的防越级跳闸技术，以供参考。

国家能源集团神东煤炭集团锦界煤矿管理处陕西省神木市 719300

摘要：在我国经济快速发展以及对煤炭等能源需求不断增多的形势下，煤炭开采量的增加也增加了煤矿井下的开采难度和风险，并对井下供电系统的安全性提出了较高的要求。文章针对煤矿供电系统中容易出现的越级跳闸问题进行原因分析，并针对这些原因提出了相应的防越级跳闸技术，以供参考。

关键词：煤矿供电系统；防越级跳闸技术；原因；应用

1引言

煤矿井下由于空气稀薄、潮湿阴暗、空间狭窄、机电设备较多，其供电系统中的电缆容易出现故障而导致出现越级跳闸问题，对井下的用电设备和照明及保护系统造成较大的影响，所以在煤矿井下的供电系统管理中，采用合适的防越级跳闸技术来确保供电系统的可靠性是技术人员研究的重点之一。

2煤矿供电系统发生越级跳闸的原因分析

2.1保护控制装置问题

在煤矿井下的供电系统中，保护控制装置是对供电系统起到保护作用的关键装置，所以在对煤矿井下供电系统中的保护控制装置选择时，需要确保其具有较高的保护控制性能，满足煤矿井下特殊环境下的供电系统保护要求。此外，保护控制装置还具有预警功能，可以在井下供电系统出现异常以及安全隐患时发出预警，所以要求其具有较高的灵敏性、较快的响应速度和较高的检测精确度，否则就容易出现防越级跳闸问题。

2.2运行环境及开关质量问题

由于煤矿井下作业环境比较恶劣，不仅空间狭窄，而且空气较为潮湿，空气流通性差，容易降低井下供电系统中电气设备的使用性能，影响其运行的稳定性，从而对变频器以及保护设备等造成谐波干扰等影响，且容易导致错误操作的发生，从而引起越级跳闸问题。此外，由于在比较狭窄的空间中布置较多的电气设备，如果所用开关的质量较差而引起联动性不高的问题，从而引发开关难以启动或启动时间较长的问题，也容易引发越级跳闸现象。

2.3电压不稳定问题

煤矿井下供电系统中的电气设备以及井下用电设备来说，需要供电系统具有稳定的电压，但是在井下同时使用多种机电设备时，容易引起短时间内的供电系统电压不稳定的状态，当供电系统中出现电压波动时，当没有触及安全警戒线时则会出现越级跳闸问题。此外，当变压器由于受潮、老化等问题而出现异常时也会导致电压不稳定，且在低压线路短路、接地以及内部零件松动等问题下，变压器启动时就会发出异常声响并导致电压波动，从而引发越级跳闸的问题。

2.4漏电保护问题

对于煤矿井下的供电系统，根据相关的规范和标准要求，其高压供电网和配电网需要对单相接地电容和电流进行严格的控制，需要采取措施控制接地电流不大于20A，从而可以有效避免由于接地不到位而导致出现故障的现象。但是在实际的煤矿井下供电系统中，由于煤矿井下的地形具有多样性和随机性的特点，复杂的地形以及采用功率为选择依据而进行保护的方式，都会使得供电系统在供电过程中产生的谐波或电气干扰对供电系统的正常运行造成影响，此过程中造成的电气故障容易造成漏电保护的失效，从而导致漏电现象的发生，引发越级跳闸的问题。

2.5继电保护不到位的问题

由于煤矿井下供电系统中经常存在电压波动等问题，所以对于供电系统进行电压警戒线的设置可以有效保护供电系统稳定以及电气设备和用电设备的安全，当出现电压波动异常等问题时可以及时切断电源，控制故障范围。但是当煤矿井下供电系统在其他特定原因下会导致继电保护装置产生拒动、误动等问题，并可能发生设备内直流电源的电流回路或者二次回路出现故障等问题，这样就会导致继电保护不到位的问题而引发越级跳闸问题的发生。

3煤矿供电系统防越级跳闸技术及其应用

3.1通讯保护技术的应用

在煤矿供电系统中采用通讯保护技术，就是在地面设置监控主机并且在井下进行智能保护器的安装，这样就可以对煤矿供电系统进行有效监控，并对各个开关之间的信息进行掌握。当煤矿井下供电系统中的某个开关智能保护器数据出现异常时，监控主机就根据接收到的信息进行数据偏差分析，从而可以对短路故障位置进行确定，并且可以通过下达控制指令的方式对短路位置的上级开关进行控制，防止出现越级跳闸的问题。

3.2光纤纵差保护技术的应用

此技术在煤矿井下供电系统中的应用属于差动保护技术的范畴，其对光纤纵差保护器具有较大的依赖性，其原理就是对光纤传输中的电气量作为检测依据，当供电系统在光纤传输的作用下进行双侧通讯时，对两侧之间的电气量进行对比，就可以对供电系统中的通信故障问题进行判断并快速实现电流速断保护。此种差动保护技术与传统的差动保护技术相比，其可以将信息传输的主要线路作为主保护区域，所以可以实现对线路全部长度的保护，当系统中出现问题时，下级开关的光纤差动保护器就向上级开关的光纤差动保护器发送相应的信号，然后通过对两端电流差的比较和分析，判断线路中是否出现短路问题，并在需要时将上级开关断开，从而可以有效避免越级跳闸问题的发生。

3.3电气闭锁防越级跳闸技术的应用

此种技术在煤矿井下供电系统中的应用较为简单，比较适用于在中小型煤矿企业中，且根据煤矿井下较为复杂的供电线路的特点，通常采用双回路供电设计方式，需要采用并联、串联等混合连接的方式确保电气闭锁防越级跳闸技术的应用效果，而且由于此技术需要进行超远距离的电气闭锁信号的传递，所以容易受到外界干扰而影响信号传递的准确性和效率，且随着井下供电设计方式的复杂化，电气闭锁系统也越来越复杂，给工作人员提出较高要求，且当电气闭锁系统存在自身信息不完整的问题时，会导致在出现故障时不能及时发出报警

信号，影响越级跳闸判断的正确性。

3.4分站集中控制技术的应用

此技术在煤矿井下供电系统中的应用需要至少安装一台分站设备，并且与一定范围之内的防越级跳闸开关之间建立通信关系，这样当井下供电系统某处发生短路或断路故障时，防越级跳闸开关就会对其进行检查并将相应的信号传递给相应的分站设备，地面的计算机软件系统就会对相近的开关进行识别，从而可以对越级跳闸故障进行控制和预防。此种控制技术可以对故障位置进行准确判断并且具有较高的灵敏度，但是对通信系统的依赖性较高。

3.5加强供电管理

对井下供电系统进行全面检查和清理，对不合理的供电问题进行排除，并且采用通风机和动力分段供电的方式来确保供电线路的合理有序。此外，在供电系统的日常运行管理中，加强对重点内容的日常巡视和检查。

4结语

随着煤矿开采深度的增加，煤矿开采难度随之增加，煤矿开采的安全问题也逐渐成为人们关注的重点。在煤矿供电系统中由于保护控制装置、运行环境及开关质量、电压不稳定、继电保护不到位等问题而容易引发越级跳闸问题，需要采用通讯保护技术、光纤纵差保护技术以及分站集中控制技术等来防止越级跳闸问题的发生，确保煤矿井下供电系统的稳定性，以及煤矿井下开采作业的安全。

参考文献：

[1] 赵海军. 煤矿供电系统防越级跳闸技术应用分析[J]. 机电工程技术, 2016(6):138-140.

[2] 张毅. 矿井供电系统防越级跳闸技术研究[J]. 技术与市场, 2017, 24(12):143-143.