煤矿供电越级跳闸问题的研究

煤矿供电越级跳闸问题的研究

高利云

（中煤陕西榆林能源化工有限公司陕西省榆林市719300）

摘要：煤矿井下如果出现短路等故障，通常条件下会造成地面变电站出现较大的问题，也就是所谓的越级跳闸，这就会导致井下出现大面积停电，对煤矿井下安全产生较大影响。本文依照煤矿供电系统的特点对导致短路越级跳闸的原因进行了分析和研究。并且提供了煤矿供电越级跳闸问题的解决措施，合理的对智能变电站区域进行管理可以避免越级跳闸的情况出现，具有较好的效果。

关键词：供电系统；越级跳闸；区域集控

因为煤矿井下供电部分的线路比较短，在实际工作的过程中，允许保护时限非常短，这就造成整定过流速断保护相对较为困难，如果产生过流的问题，往往会产生越级跳闸的情况。

1短路越级跳闸产生的原因

1.1部分线路过短导致的供电线路越级跳闸

在很多工程当中短路线的阻抗值相对比较小，但是短路线路阻抗和被测系统的阻抗相对比较大，这样如果短路线上产生短路等问题时，线路当中电流衰竭是相对有限的。

如图1所示，为了可以在电路的末端避免出现最大短路电流而进行相应的处理，整定为Izd1，依照相关的数值，如果在进行供电运行的过程中，出现短路等问题的时候，保护系统不能正常进行工作，无法达到规定的要求，因此，通常条件下会根据相关的系数（比如说灵敏度选择1.5）让整定值降低，达到I'zd1，这样开关A能够达到的保护范围就进一步扩大了，达到了l'p，这就说明其保护的范围进行了一定程度的延伸，达到了井下采区，有可能出现越级跳闸的问题。

图1短线路的电流速断保护范围

1.2供电系统整定不合理导致短路越级跳闸

整定保护井下供电系统高压短路的时候，还需要进一步了解相关的规定，尤其是《煤矿井下供电的三大保护细则》，里面的细则明确的规定了整定的标准，规定整定值一定要将最大负荷电流躲过，并不是单单躲过非短路电流就可以了，这就造成整定值相对较小，如果出现短路故障的时候，输电线路当中每一级保护都会产生动作跳闸。具体见图2，开关A在地面变电站当中，根据线路进行整定，为了能够将线路当中的最大负载电流躲过，设定为I'zd1，如果出现短路的问题，那么能够保护l'p的范围，这就说明了如果井下变电站以及采区变电站区段产生短路的问题的时候，开关A会产生跳闸的情况。

图2整定方法不合理的电流速断保护范围

1.3最大、最小运行方式差异较大导致越级跳闸

供电系统如果处于最大或者是最小运行的状态下，参数往往差异比较大，若是在此过程中短路电流具有较大的差异，往往导致电流整定出现非常大的困难。具体如图3，若是开关B根据躲过最小工作模式下的短路电流整定的结果是Izd1，如果系统处于最小工作条件下出现短路的问题，开关B就不能进行保护，若是调整开关B的整定值，使其下调为I'zd1，尽管处于系统最小工作条件下的短路电流具有一定的保护性，然而其在最大运行条件下，其保护范围达到了l'pmax，如果出现线路短路的情况，就可能出现越级跳闸的情况。

图3系统最大、最小运行方式差异大时电流速断保护范围

2煤矿供电越级跳闸的解决方案

2.1煤矿供电结构的改善

为了让越级跳闸的情况得到进一步的控制，可以让供电级数减少，调整整个煤矿供电的结构，另外还可以检测、维修、管理机电设备，让线路运行过程中的不利因素得到控制，比如说在高爆开关固有动作时间问题方面，进一步的加强开关设备的维护检修工作，避免出现开关卡涩或者电容衰减等情况，一定要科学的鉴定电流互感器。在鉴定的时候，如果出现产品不合格的问题，应及时进行更换，并且加强接地和屏蔽管理工作，让负荷受系统波动影响的情况进一步减少。与此同时，还需要注意重点预防井下关键线路的越级跳闸问题，比如说，采区变电所、中央变电站，还有地面6000伏变电所的越级跳闸问题，进一步优化改善相关的线路结构，通过一些设备维护等措施对供电结构进行改善，让越级跳闸的概率进一步得到控制。

2.2完善就地保护单元的功能。

在整个煤矿供电系统当中安装就地保护单元能够保证整个系统的正常运行，利用第三方检定，保护单元的性能指标，全方位的保护单元当中的各个部件，通过精准的网络时间进行同步操作，让单元数据利用光纤向保护监控装置当中上传，让各线路的采样工作保持同步，对采样数据进行全局性的判断，出现跳闸指令之后，需要保护单元统一进行跳闸，避免出现越级跳闸的问题。无延时的保护整个供电系统同步技术通常条件下使用网络多点对多时钟进行校准，如果出现线路信号失效的问题，不会对网络同步设施产生影响，另外不依赖GPS进行授时，这样，可以让精准测量得以实现，另外在同一时间条件下做好同步测量的工作。

2.3加强设备日常维护与保养

加强矿井下机电设备的日常维护和保养工作是避免出现越级跳闸原因的基础，在日常维护的时候一定要及时的维护电器、绝缘遥测、吊挂落地电缆等，这些工作看起来和越级跳闸没有较大的关系，然而做好这些工作可以有效的避免越级跳闸情况的出现，反之可能会产生电缆发热、线柱氧化、开关进水等问题造成电缆的绝缘性进一步下降而出现漏电问题，导致跳闸，做好机电设备的保护，特别是在采掘面爆破和放顶等问题方面，防护电缆和机电设备地面设备出现落石砸坏进而带电，对地短路而造成跳闸的问题，另外还需要对故障机电设备的维修工作进行强化，派遣专人对其进行监督和管理，制定详细的管理策略，对相关操作人员进行一定的培训，让他们在操作的过程中具有责任心，更加爱惜设备，防止由于误操作而造成跳闸的情况的出现。

2.4强化设备开关管理

机电设备在实际运行的时候，往往一定要注意其运行负荷与设计标准相吻合，不能人为的调整设备的开关负荷，避免由于负荷过大而导致设备出现损坏。在管理的时候一定要保证设备的运行需要专人负责，确保其开关整定值和设计值相同。在运行的时候一定要保证先申请相关技术部门，再进行设备整定值的调整，只有符合要求才能进行控制。在设备实际操作的过程中，不要频繁进行启动和关机，在启动设备的过程中一定要保证按下开关按钮的时间较长，防止由于开关没有完全吸合就松开按钮而造成开关瞬时分开导致过流等情况，出现越级跳闸的问题。

结束语

在我国，煤炭资源在能源行业占有非常重要的地位，对煤矿生产进行安全生产是非常重要的，直接影响到我国国民经济的发展水平。越级跳闸问题在我国煤矿供电系统当中是非常常见的一个问题，会对煤矿的经济效益和安全生产产生不利因素，为了防止这种情况的出现，一定要进一步的加强设备的管理工作，并对供电结构进行改进，让员工操作的技术水平进一步提高。在生产的时候还需要科学、合理的使用先进的技术和设备，进一步的预防越级跳闸问题的出现，提高煤矿整体安全生产的管理水平，让企业的经济效益进一步提高。

参考文献

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