煤矿供电越级跳闸问题解决方案研究

张法肖

摘要：随着煤矿企业对自动化技术的应用，煤矿安全生产能力提高，其中供电系统的可靠性是安全生产的技术指标。但是由于多种因素的影响，煤矿供电系统漏电、短路、过流及停电等故障情况时有发生，且故障往往会引发联锁反应，导致故障排查难度增大，尤其是出现越级跳闸后，如果单纯靠人工排查故障，需要花费非常多的时间，因此，在煤矿供电系统中，需对越级跳闸问题加强诊断监测，防止越级跳闸事故的发生，保证供电系统正常运行，促使煤矿生产效益的提升。基于此，本文对煤矿供电越级跳闸问题解决方案进行分析。

关键词：煤矿；供电系统；越级跳闸；解决方案

1煤矿供电系统越级跳闸出现的原因

1.1线路段、级数多，接线复杂

由于煤矿供电系统多采用分级供电方式，线路中电缆长度均比较短，线路首尾两端电流幅值差异非常小，甚至在有些电缆中，末端最大电流幅值要明显大于首端短路电流幅值，导致速断保护范围变小，甚至有些为零。在这种情况下，瞬时速度几乎无法实现。尽管在诸多线路中，部分线路长度较长，但是线路的末端由于负荷比较大，电缆截面较大，在短路发生以后，上级电流值与下级电流值差异不大，速断配合也难以实现。并且虽然整体存在级差，但级差作用也很难发挥出来，因此，一旦下级出现短路，就极有可能出现越级跳闸的情况[1]。

1.2开关配置问题

随着煤矿开采技术的不断发展，煤矿开采的规模不断扩大，这提高了煤矿的开开采效率，同时也加大用电负荷，增加了整个供电系统中开关的数量，开关也变得更加多样，针对不同类型的开关老化，保护和设计方法也会有所不同，开关之间经常会出现抵触状况，如果同时采用不同类型的开关，有可能会引起误动跳闸，从而将会对煤矿供电系统的运行造成不良影响。

1.3高爆开关保护器监测水平较低

由于高爆开关保护器监测技术水平相对滞后，对保护器的性能参数无法有效进行监测保护，如果仅仅依靠保护器延时整定功能实现对越级跳闸故障的预防，是不可靠的。现阶段，诸多煤矿供电系统保护器监测技术与水平发展都比较滞后，如当前诸多大型煤矿井下供电系统中，虽然高爆开关对微机综合保护器的应用比较多，但是在实际应用中，受供电距离、仪器设备性能等因素的影响，如果级差过小就会导致越级跳闸现象的发生。如果监测仪器自身的误差无法保证，那么微机综合保护器的性能也就无法得到保证，延时整定也就会出现误差，联动性也会降低，导致供电系统一旦出现故障，就会有多个保护器发出动作，煤矿供电系统极有可能出现大面积崩溃的情况[2]。

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

为了减少越级跳闸问题，可通过减少供电级数对煤矿供电结构进行调整。并且对机电设备也要加强检测维护管理，减少影响线路运行的不利因素。如，对于高爆开关固有动作时间问题，应对该开关设备加强维修管理，防止电容衰减及开关卡涩等问题的发生；应对电流互感器进行科学的鉴定，在鉴定过程中发现不合格产品要及时更换；对接地及屏蔽管理也要加强，降低负荷受系统波动的影响。此外，对井下关键线路的越级跳闸应该重点进行预防，如中央变电所、采区变电所及地面6kV变电所之间的越级跳闸，要对该线路结构进行优化改善。通过改善供电结构、加强设备维护管理等措施，可极大地减小越级跳闸问题发生的概率。

2.2完善就地保护单元的功能

煤矿供电系统中，就地保护单元的安装能够确保系统正常运行，以及所有单元跳闸一致，通过第三方对保护单元的性能指标进行检定。通过在全部保护单元中应用精准的网络时间同步功能，将所有单元数据通过光纤上传到保护监测装备中，实现对各条线路的同步采样。全局性判断采样数据，在跳闸指令发出后，所有保护单元统一跳闸，防止越级跳闸现象的发生，对供电故障进行无延时保护。同步技术采用网络多点对时及多时钟对时方案，当线路中信号出现失效时，不会影响网络同步授时，并且，不依赖于GPS授时，源时钟可由本地时钟充当。为了实现精准的测量，在同一时间下需进行同步测量，网络延时随精度的增高而减小[3]。

2.3加强开关管理

为了保证机电设备运行期间的安全性，设备在具体运行过程的负荷情况要与设计相符，对于开关的负荷情况，不可以通过人工方式进行调整，这样做的主要目的是，避免复核过大，致使设备在运行期间遭受破坏。具体管理期间，安排专人负责开关的具体设计约整改工作，确保开关的整体值与设计的具体情况相符。运行期间，依据设备的具体运行情况，适当改变设备整值，在具体操作中，要获取相关技术部门认可，在基础上，才可以完成相应的改变。在启动设备过程中，一旦启动，最好不要频繁停机，按钮的时间长度要达到一定标准，确保开关吸附牢固，避免开关出现瞬间分开情况，导致越级跳闸故障。

2.4落实数字化集成保护

防越级跳闸方法中，应用数字化集成保护的措施，升级线路主保护阶段式电流保护原理，在数字化集成保护当中，应用了3层、2网的数字化变电站结构，对GPS同步技术加以利用，可以同步采样系统数据。在过程层隔爆开关中，发挥合并器的效果，在各间隔之间，完成开关量、电压、电流的采样，利用光纤网络向间隔层传送。集成保护测控装置，在间隔层中安装，对过程层采样数据接收，进而实现系统测控与保护和自动装置逻辑运算，使用光纤网络将出口及控制信号向过程层保护器发送，保护器中配备出口继电器，完成控制操作、跳闸保护等动作。

2.5制定机电设备质量标准，提高员工素质及技能

在煤矿机电设备运行中，制定机电设备质量标准，并严格执行该标准，能够有效减小跳闸事故发生的概率，提升煤矿企业生产的安全性。让每一个井下员工都能牢记质量标准，对不符合质量标准的机电设备也要加快更新，确保机电设备在最佳的状态下运行。由于煤矿井下机电设备属于专业性设备，对技术性要求比较高，需要操作者具备良好的操作技术才能完成。为了对机电设备越级跳闸问题进行有效处理，企业要做好员工的培训工作，主要从以下几方面开展:建立竞争机制，让员工通过竞争上岗，综合素质高者上岗，实施岗位技能工资机制，提升员工自学能力；对员工进行重点培训与业余培训相结合的教育培训模式，使员工的技术水平不断提升，能够更好地解决供电故障，保证企业正常生产；定期开展技能比赛，给予优胜者适当的奖励，激发员工学习技术的主动性与积极性，促使员工职业技能不断提升[4]。

结语：

综上所述，煤矿供电系统在运行过程中会出现各种各样的故障，其中越级跳闸故障是比较常见的一种，其会对煤矿的安全生产和经济效益造成不良影响。因此，为了避免该项问题的发生，要针对引起越级跳闸故障的原因，采取针对性的解决措施，确保煤矿供电系统运行的稳定性和生产的安全性。

参考文献：

[1]刘夺梅.屯兰煤矿供电系统继保装置的整定分析及改进方案[J].山东煤炭科技，2015(12):140-141+144.

[2]张贤伟.金凤煤矿井下供电短路防越级跳闸浅析[J].中小企业管理与科技(下旬刊)，2015(12):250.

[3]彭红玲，杜秋睿.煤矿井下供用电系统存在的问题及发展趋势[J].电气开关，2015，53(06):107-108.

[4]张文瑞.新型煤矿供电网防越级跳闸保护系统研究与应用[J].电子世界，2013(04):40-41.