煤矿供电系统 防 越级跳闸研究

煤矿供电系统 防 越级跳闸研究

刘治江

淮河能源控股集团有限责任公司谢桥煤矿 安徽淮南 236221

摘要：煤矿开采作为一项复杂工程，作业场地主要是在地下进行，存在着一定的安全隐患，若是不能采取一定的措施加以排除，不但影响开采工作，还直接影响工作人员的生命财产安全。煤矿供电系统牵涉到煤矿开采各个方面，在煤矿开采中占据着重要地位。由于煤矿开采是在地下进行的，其中的空气相对地面比较稀薄，潮湿阴暗，工作设备较多，在这种环境下，电缆很容易发生短路情况，越级跳闸时有发生，对地下操作造成或多或少的影响。因此，本文分析了造成煤矿供电系统中越级跳闸的原因及防越级跳闸的原理，指出了在构建防越级跳闸时需要注意的问题。

关键词：煤矿供电；越级跳闸；保护系统

一、煤矿供电系统影响越级跳闸的因素

在实际的煤矿工作过程中，受其自身的工作性质影响，工作环境经常处于潮湿环境中，并且工作地点狭窄，导致在线路的接头部位、系统线路等相关位置容易出现问题，进而出现短路现象，引发漏电等安全事故，威胁工作人员的安全。受工作自身的特点影响，实际的供电线路自身线路较短，延伸数量较多，导致拓扑复杂，不同电路电流容易接近，一旦整个供电系统中某一部分出现短路情况，将直接导致短路电流高达数千安以上，各部分线路中的各级开关为保证安全，进行安全跳闸保护，进而造成越级跳闸，甚至造成地面变电站开关越级跳闸，影响整个供电系统安全，造成大范围停电^[1]。

二、煤矿供电系统越级跳闸产生的原因分析

2.1保护控制装置产生相应的问题

保护控制装置是煤矿开采设备的重要组成部分，是保证煤矿开采工作的关键装置，对煤矿开采的供电系统起到一定的保护作用，能够有效地保证供电系统正常运行，在煤矿安全生产中具有重要作用和意义。在煤矿开采的过程中，应该选取适宜的保护控制装置，注重保护装置的性能要求。只有高性能的保护控制装置，采用有效的方式维持煤矿供电系统的正常进行。保护控制装置具有一定的预警性能，一旦在煤矿开采过程中出现安全隐患或者设备在运行、储存中产生安全隐患能够及时发出预警，所以保护控制装置必须具有一定的灵敏性。若是保护控制装置的灵敏性不高，则保护装置运行的速度就比较慢，存在的误差也会比较大，就不能充分发挥报警的作用，不可避免地会产生越级跳闸的情况。

2.2受到矿井内部环境的影响

由于煤矿开采工作是在井底作业下完成的，矿井的环境比较恶劣，空间范围相对狭窄，空气潮湿、不流通，很容易直接影响供电系统的电力设施，使得电力设备的运行不正常，产生一系列的问题。变频器会在电力设备的影响下产生不良现象，保护设备也会受到谐波的干扰，容易产生错误操作，从而导致越级跳闸情况的发生^[2]。

2.3电压不稳定导致越级跳闸

煤矿开采作为一项比较复杂而长期的工作，需要投入大量的人力、物力、财力。在煤矿开采的过程中，需要使用各种不同的电气设备，并要同时启动多种设备和机械，在这种情况下容易导致电压不稳定。在电压不稳定的情况，外界环境不稳定，也容易引起波动。如果电压在瞬间发生波动的时候，并没有触动到安全警戒线，那么保护开关就会自动启动，从而引起越级跳闸^[3]。

2.4继电保护不到位

电压警戒线一直以来是煤矿开采工作中的重要组成，针对路线的故障问题，能够及时地切断电源，避免故障带来较大的损害，这也是越级跳闸的常见情况，有助于保障设备运行的正常性和工作人员生命财产安全。由于矿井过于狭窄，开采单位为了更好地利用开采空间、提升开采效率，一般都会采用短线路的供电系统方式，这种供电方式存在一定的局限性，加上煤矿井下环境的特殊性，很容易发生越级跳闸的情况。

三、煤矿供电系统中防越级跳闸的几种措施

3.1应用光纤纵差保护技术

光纤纵差保护技术是现阶段应用较为普遍的技术，被广泛应用在当前的煤矿供电保护系统中，属于有效先进的防越级跳闸技术。在实际应用过程中，其主要的设备是利用现阶段先进的光纤纵差保护器，实现高效的煤矿供电系统保护。在实际的工作过程中，当供电系统受外界的因素影响或其他状况影响时，导致光电通信发生故障，影响其系统正常运转，此时，电流速断保护进行系统保护。实际上，在应用光纤纵差保护技术过程中，其主要的应用原理主要是通过利用现阶段的信号输入端，将下级开关的纵差保护产生的相关信号信息进行合理的传输，传送至与其连接的上级开关处，通常情况下，光纤纵差的保护器主要安装在开关的上端部位，以此来保证其发挥出自身的作用^[4]。

在实际的工作过程中，当上级开关接收到的下级输送的相关信息时，其上级将对实际的信息进行合理的分析，通过计算，明确产生的实际电流差值，当上级开关与下级开关的电流值数值相同时，则可以明确的看出二者的电流差值为零，此时，说明上级开关线路与下级开关线路正常运行。当出现线路短路时，则下级开关的电流数值明显小于上级开关的电流数值，基于此，利用实际的光纤纵差保护器对现阶段的上级与下级的电流差值进行合理的计算，并得出明确的数值，当计算的电流差超过保护器的合理保护范围时，促使其对电路进行保护，对短路的线路部分进行切断，保证其安全。

3.2应用通信保护技术

实际上，通信保护技术是指，利用当前的技术手段，在煤矿工作区域设置合理的监控主机，通过在矿井内部设置的智能保护器，对矿井内相关的供电系统进行有效的监控，以此来保证其安全。在实际的工作过程中，当智能保护器的监控数值出现偏差或错误时，利用设置的监控主机，对相关的数值进行合理的分析，通过与正常的数值进行比较后，可以直接对实际的短路线路进行明确的定位，以此来满足实际的需求。当明确短路位置后，智能保护器发出明确的指令，利用合理的措施对短路线路的实际的上级开关进行控制，进而防止出现越级跳闸情况，影响供电系统的实际运行。通信保护技术属于一种智能化技术，灵活应用现阶段的先进智能控制与信息技术，可以在地面上直接对相关的供电系统进行合理的控制，以满足实际的需求。例如，通常情况下，在断速跳闸的启动过程中，需要一定的时间才能保证其正常启动，时间约为20ms，而实际上，利用智能通信保护技术则需要更长的时间，发生该情况的主要原因是在实际的运行过程中，地面的主机系统需要首先接受相关的信息，才能根据信息进行判断，并对实际的操作发出有效的指令，进而导致花费的时间更长，通常情况下，时间约为40-120ms，由此可知，控制指令的发出时间超过断速跳闸，基于此，应合理的选择特殊保护器，以满足实际的需求。

3.3应用分站集中控制防越级跳闸技术

分站集中控制技术是现阶段应用较为普遍的技术，也是煤矿供电系统中常见的技术内容，该技术的合理应用，可以保证在供电系统发生故障时，可以有效的将相关的故障信息第一时间输送至分站内，通过分站进行故障信息检测，迅速判断出故障的类型，进而发出有效的指令措施，实现对故障的集中控制，满足实际的需求。

结束语

煤矿操作环境比较差，比较潮湿，巷道狭窄，电路故障常有发生。供电系统的稳定运行是煤矿安全生产的重要保障，因此要对这一问题引起足够重视。在对防越级跳闸系统设计的过程中，要综合考虑，既要实现系统的灵敏度、传速速率，还应对防越级跳闸系统进行实时监控。

参考文献：

［1］杨照飞.防越级跳闸在煤矿供电系统的应用分析［J］.能源与节能，2015(5)：61-62.

［2］付金英.矿供电系统防越级跳闸技术的应用［J］.技术与市场，2014(3)：10-11.

［3］王建文.防越级跳闸在煤矿供电系统的应用［J］.山西焦煤科技，2014(2)：51-53.

［4］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.