煤矿供电越级跳闸问题解决方案研究

孙银龙 魏艳伟

（河南神火兴隆矿业有限责任公司，河南 许昌 461141）

煤矿供电越级跳闸问题解决方案研究

孙银龙 魏艳伟

（河南神火兴隆矿业有限责任公司，河南 许昌 461141）

本文对煤矿井下供配电系统越级跳闸现象的危害进行了阐述，并且结合自己的具体工作实践，细致深入地探讨了相应的解决策略，以期为提高煤矿井下供电系统运行的可靠性提供借鉴。

关键词：煤矿；井下供电系统；越级跳闸

煤矿井下供电系统的运行环境较为复杂，受多方面因素影响，所以会有供电事故发生。其因素基本分为两类，一类为自然气象因素（常见的如雷击、输电线路倒杆等），还有一类可大致分为配用电电气设备制造上的缺陷、选型设计、安装调试不当、检修质量不合格和运行维护措施不全面等。有的特殊原因常常会导致供电系统出现恶劣的工况，进而导致供电越级跳闸问题出现，这往往会在一定程度上妨碍保护设备作用的发挥，并且能够导致问题急剧，从而造成更加恶劣的问题。提高供电的经济效益，不但要充分考虑井下供电负荷状况确定科学合理的手段，尽可能地降低问题出现的可能性，另一方面应当引入业界高级的测控保护仪器与方法。为了有针对性地采取有效处理措施来提高井下供电系统的运行可靠性，研究煤矿井供电越级跳闸等相关问题就有十分关键的理论与现实价值。

1 煤矿井下供配电系统越级跳闸的原因

1.1 继电保护方式。一般情况下，井下供电系统往往为短路径，在这里，其供电总长度相对较小，大体上仅仅为l-2公里。当线路出现短路故障的时候，其首末端间的短路电流值就存在非常小的差异，也就提高了对整个保护装置的可靠性和准确性的要求，所以就造成了不能依靠短路电流值来排除供电系统中的故障区段这一问题，最后发生跳闸。

1.2 开关控制电源。煤矿井下供电系统通常非常繁琐，具有诸多方面的不利工作状况。对于分支线路来说，当其出现短路故障后，控制和保护装置无法根据既定要求实施相应的操作，导致其出现“误动”或“拒动”等，继而导致越级跳闸故障。

1.3 失压。当失压脱扣器运行电压比额定电压高85%时，它将实现合理的吸合；当工作电压持一直停留在额定电压65%以上时，保持吸合工况，在低于35%时，进行可靠分断。也就是电压处于35%到65%区间内时，属于不可靠动作工作段，同时失压脱扣器并无法设置对应延时动作来控制回路。假设该供电系统中某一时刻发生瞬时短路，且这一时刻工作电压低于额定电压的65%，失压脱扣器就会瞬间进行动作保护，即使是其过流延时保护设置失去原本的作用导致该系统产生开关无序越级跳闸故障，依旧能够使供电处于稳定状态。

1.4 漏电装置保护选择性不强。我国《煤矿安全规程》中明确指出井下的高压供配电网的具体要求，一定要通过科学合理的策略限制单相接地电容电流在20A之内。这是为了防止或减少煤矿井下供电系统接地进而引发严重灾害事故，但是该系统结构的繁琐程度导致配备补偿装置来实现问题高效定位变得非常具有难度。另一方面功率方向性选择保护同样受到诸多条件的制约，导致系统的漏电保护功能无法正常工作，最终引起供电系统漏电之后再越级跳闸。

2 煤矿井下供配电系统越级跳闸的危害

该故障将会引发如下危害：首先，将对整个采区作业面的安全用电产生一定的不利影响。其次，要是越级蔓延至采区变电所，在这种情况下，将会导致全部采区作业面的设备受到不利影响，造成范围非常广泛的停电问题，能够影响整个区域生产以及相关设备的供电。由于风机停止作业，造成井下瓦斯发生严重的聚集，由于抽水设备停止运转引发排水工作停滞，从而对煤矿井下工作者产生一定的威胁。再次，要是井下中央变电所产生越级跳闸故障，在这种情况下，造成井下供电系统无法正常工作的概率非常大，后果不堪设想，会引发大范围的停电，将会造成非常严重的经济损失，在很大程度上减小矿井的安全性能。

3 井下高压电网越级跳闸解决方案

3.1 对于重要负荷，应当尽可能地选择双回路或单独供电的线路。考虑到煤矿井下高压电网之中涉及多级短电缆，所以独立供电的方式更适合用于井下重要负荷。除了重要负荷，其他可能会严重影响矿井安全的负荷，建议可以使用双回路来供电。因为负荷采用不同的供电等级，这两种方法可以更好地解决井下高压电网越级跳闸的问题。

3.2 引入有效的微机保护装置。可靠、灵敏是电力系统对继电保护的要求[1]。因此，对于井下供电系统的继电保护装置来说，其一定要能够确保当电网出现问题的时候可以尽快将问题和系统隔离，确保有序推进工作，尽可能地降低问题的不利影响。并且规定该保护动作过程中要有较高的质量。在这里，有效的微机保护装置一方面可以在线监测整个供电系统的各种指标数据，具备规程要求的每一个保护作用。另一方面，具备测控、保护、通信等诸多方面的作用，能够和矿井监控以及调度系统共享数据信息，从而达到整个煤矿系统的自动化。

综上所述，想要提高矿井供电系统的安全可靠水平，需要引入先进的微机保护装置，并且选择科学合理的速断保护方案，这样能够在很大程度上减少越级跳闸问题。相信在今后的生活中，在公司以及科研院所等多方的共同努力下，该领域这类问题的发生率必将明显降低，煤矿井下运作的安全性将大幅提高。

[1]张宏连.井下高压线路越级跳闸的保护[J].安徽科技，2007（9）：42-43.

[2]吴君，邹有明，江均.井下高压电网选择性联锁自适应过流保护系统研究[J].工矿自动化，2006（1）：14-16.

[3]陈刚，马志云.一次越级跳闸事故的分析[J].电工技术杂志，2001（5）：49.

TD611

A

1671-0037（2014）07-96-1

孙银龙（1985.4-），男，助理工程师，研究方向：矿山机电。