煤矿供电系统防越级跳闸技术应用探讨

煤矿供电系统防越级跳闸技术应用探讨

纵宇

淮北石台矿业有限责任公司 安徽淮北 235000

摘要：对煤矿供电系统所出现越级跳闸现象的成因进行了分析，并对目前国内外常见的防越级跳闸技术及相关产品的发展状况进行了介绍。通过对合理的防越级跳闸技术的分析、应用，以期对目前煤矿企业及我国供电事业的健康发展的研究提供思路。

关键词：煤矿供电；防越级调整；应用

引言

煤矿供电系统整体运行的平稳性对于提升作业的安全性非常有效。在目前煤矿井下作业逐渐普遍的状况下，煤矿内部的供电系统通常以井下供电系统为主，不管是生产环节还是开采作业环节，供电方式都迅速向纵向、横向方面延伸。

一、煤矿供电系统中对越级跳闸造成影响的关键因素

在煤矿开采过程中，受工作本身特点影响，工作环境相对比较潮湿，线路的接头处，以及系统线路的相关位置，在实际运行过程中经常会出现各种安全问题，从而会引发短路现象，容易引发漏电等各种安全事故，这会对工作人员的健康和生命造成威胁。煤矿中的供电线路都较多，并且延长的数量相对较多，这也就导致线路的结构过于复杂，不同线路间的电流容易接近，如果供电系统在运行前，某一部分发生了短路，将会导致线路中电流会达到数千安培，各个部分会通过跳闸的方式，完成相应的保护工作，从而出现越级跳闸。

二、防越级跳闸原理

在煤矿供电系统进行监控期间，采用的解决方案就是与供电系统的日常情况相结合，通过相应的分析与研究得到的相应的方案。煤矿作业期间，在中央变电区域，或者其采煤变电区域，如果因为保护煤矿中采用供电系统的安全性，出现了一些紧急情况。或者在长久应用后，进行保护时，形成具有较强冲击电能的负荷现象，导致煤矿供电系统中驱动继电器可以正常运行，而驱动继电器除了具有单项输出点外，还有其他辅助输出节点。在应用辅助节点时，要对煤矿供电系统中输出电缆进行应用，将电力系统合理的进入到中央变电区域，再并入进线侧保护设施，在间隔应用煤矿供电系统时，应加强对内部保护设施的重视，其对于确保煤矿供电系统运行的安全性来说意义重大。这主要因为，保护设施在具体运行过程中，能够将煤矿系统中出现间隔的起动继电器的各项动作作为一种类似遥信输出处理，因此，发现煤矿供电系统在运行期间发出保护起动信号后，可以快速起动电路隔断，实现防越级跳闸。

三、煤矿供电系统中对防越级跳闸的合理应用

3.1光纤纵差保护

该项技术是目前在煤矿供电保护系统中比较常用的一种技术，是一种相对比较先进的技术，通过对该项技术的合理应用，能够有效的预防越级跳闸情况的出现。在煤矿开采作业过程中，通过对光纤纵差保护器的应用，完成对煤矿供电系统中应用的各项设备进行合理保护。在供电系统具体运行期间，若供电系统的运行受到了外界各项因素影响，会引起光电通信设备在运行过程中出现各种故障，导致系统的运转出现问题，此时，电路速度保护能够完成相应的系统保护。在对光纤纵差保护技术进行应用时，其核心原理就是对现阶段信号输入端进行合理应用，从而使下级开关纵差保护形成的各项信号信息完成相应的传输，最终，将各项信号传送到与其相连接的上级开关处。一般来说，都是在开关的上端处安装光纤纵差保护器，确保在应用过程中的作用可以得到充分发挥。

3.2合理应用监控手段

通过对通信保护技术的应用，将监控主机合理的安置在相应的工作区域，将智能保护区安装在矿井内部，完成对矿井内供电系统的合理保护，从而确保供电系统在应用过程中的安全性。在对煤矿中的供电系统进行保护期间，如果智能保护器中监控数值数出现了偏差，或者错误，应对设置的监控主机进行合理应用，分析涉及到的各项数值，将各项数值与正常数值进行对比，然后确定短路线路的具体位置，满足具体应用需求。在对短路的位置进行明确后，此时，智能保护器将会发出相应的指令，采用合理的措施控制短路线路上的上级开关，避免发生越级跳闸现象，对供电系统的运行造成不良影响。监控手段实际就是对通讯技术的的应用，其是一种智能化手段，通过对该项技术的应用，能够在地面上直接控制相应的供电系统。例如，在启动断速跳闸时，通常需要的时长约20ms，才能完成相应的启动，但是，采用智能保护则需要的时间更长，这主要因为，在具体运行期间，地面上的主机系统在运行期间要先接收相应的信息，再依据信息完成相应判断，并且针对实际操作，发出相应的指令，整个过程花费的时间较长，一般时长约为40-120ms，可见，控制指令的发出时间要比过断速跳闸的时间更长，因此，能够满足具体应用需求。

3.3分站集中控制

该项技术是目前比较常用的一项技术类型，同时，也是煤矿供电系统中最常用的一项技术类型，通过对该项技术的应用，能够确保供电系统在运行期间出现故障时，能够快速的将故障信输送到分站内，分站在运行过程中，检测故障信息，对故障的具体类型进行准确判断，发出相应的指令，完成对故障情况的集中控制，满足应用需求。

3.4智能配网的应用

智能配网的应用可以实现故障快速隔离技术与Goose技术之间的信息快速交换，并利用下级变电站的保护动作以及保护动作信号，经由矿井高速以太网实现该线路保护的快速闭锁功能，从而在保证快速性的前提下可以实现速断的选择。

智能配网中的保护装置速断功能启动的同时会向上一级变电所发送闭锁信号，同时检测下一级的变电所是否有闭锁信号发出，如果检测到下一级变电所发出的闭锁信号，就要关闭速断出口，以免出现短延时后跳闸。延时时间通常会与Goose闭锁信号的传输时间进行配合，实际应用中只要在4级及以下出现线路的延时时间大于35毫秒时，就可以保证速断信息的传输可靠性。

四、煤矿供电系统防越级跳闸技术应用分析

煤矿井下的施工环境与井上相比有很大的不同，井下的施工环境比较恶劣而且施工空间狭小，通过对比上文提到的四种不同类型的防越级跳闸系统，可以看出光纤纵差保护、监控手段以及分站集中控制均需要在现有的安装方式下进行站内光纤电缆的铺设，或者实现站点间的光纤辐射或者连接，施工过程十分不便，存在很大的施工困难。而智能配网系统则可以直接将井下原有的智能仪表联网接口RS485转化为以太网，并且全部的防越级跳闸装置都可以通过站内防爆交换机直接与矿井光纤环网相连，该系统的现场施工难度相对较小，便利性更高。

四种防护系统中的光纤纵差保护在母线发生故障时仍然会出现越级跳闸现象；分站集中控制的系统比较复杂，需要对井下供电间采集的电压电流进行集中运算比较后才能够决定断路器的跳闸选择，故障切除时间难以控制在速断动作发生的标准范围内。监控系统与智能配网系统均采用检测故障电流的方式，通过上下级的故障信号传递来实现速断保护，应用效果比较好。

在先进性方面，智能配网结合了智能变电站和配网自动化的故障快速隔离技术，在各级变电站中都得到了广泛的应用，具有很好的可靠性。其它三种防护系统也具有一定的先进性和可靠性，但是其应用过程均有一定局限性。总体上看智能配网系统是应用效果最佳，实用性最高的一种防越级跳闸系统，应该被广泛推广并应用。

五、结束语

提升防越级跳闸技术在现代煤矿供电系统中的运用效果对于促进煤矿企业煤炭开采率的提升相当关键。井下作业通常具有封闭性高、阴暗潮湿的特点，常常是电路故障频繁出现的关键位置。为了促使供电系统运行效果的高效实现，必须给予该问题高度重视。在对防越级跳闸系统进行运用时，要充分考虑其功能发挥条件的满足。

参考文献：

[1]王建文.煤矿供电系统防越级跳闸的应用[J].山东煤炭科技,2017(10):123-124.

[2]吕延森.煤矿供电系统防越级跳闸技术应用研究[J].煤炭科学技术,2017,45(S1):157-160.