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

时海蓓,郝艳君

泰安众诚自动化设备股份有限公司  山东泰安   271000

摘要：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。井下供电系统具有供电距离短的特点,很易引发短路、跳闸现象的发生。鉴于此，本文主要分析探讨了煤矿供电系统防越级跳闸技术应用情况，以供参阅。

关键词：煤矿；供电系统；防越级跳闸技术

引言

煤炭开采具有复杂性、系统性特点，大部分作业都要在井下进行，所以存在诸多安全隐患。如果控制不当，不仅会阻碍开采作业有序进行，还会对从业人员生命财产安全造成威胁。另外，新时期煤矿开采逐渐向机械化趋势发展，虽然在一定程度上提高了作业效率和质量；但由于井下条件复杂多样，阴暗潮湿，所以会对机械设备、电线电缆稳定运行造成不良影响。为了避免煤矿开采过程出现大面积停电等事故，需要煤矿企业采取针对性措施解决供电系统越级跳闸问题，确保机械设备和电线电缆安全运行，为煤矿企业有序作业奠定基础。

1地面通讯保护技术

通常情况下，地面通讯保护法一般是借助所有开关的智能保护器和地面的监控主机来开展通讯工作，其既可以对煤矿内所有开关的电流信号进行读取，而且还可以对全部开关的各自定值进行比较，以便及时的发现短路位置，相关指令由地面的监控主机发出，以实现对短路处上级开关的有效控制。时尚，通过对短路线路进行跳闸来进行线路的切断，计算机通讯、判别指令发出往往需要花费一定的时间，但是在很短的时间内，开关保护器会启动速断跳闸，但是与保护器的速断跳闸时间相比，计算机对指令的发出时间相对比较长，这样就需要地面通讯中选择具有特殊功能的保护器。在煤矿供电系统中，正常通讯情况下，本地保护功能将会被取消，由地面的计算来对通讯功能进行控制，对于无法正常通信的情况可以通过切换本地保护功能来给予有效解决。地面通讯保护法一般需要在矿井内部安装智能保护器，并借助监控主机来对整个工作流程进行监控，从而实现对煤矿供电系统的有效监控，保证对整个煤矿供电系统的有效监控，可以完全掌握每个开关中的信息，智能保护器中的数据存在偏差问题，智能主机就会对异常信息进行提取和分析。

2光纤纵差保护技术

光纤纵差保护的主要功能就是保护纵差，应用光纤纵差保护技术最主要的设备就是光纤纵差保护器。如果煤矿供电系统在正常运行过程中光纤通信出现了问题，那么就会投入电流速断器保护。下级开关与上级开关之间的电流差值是光纤纵差保护器的工作原理。光纤纵差保护器安装在上级开关，下级开关的纵差保护的输出信号通过信号输入端传输到上级开关，所以信号输入时就会自动计算上下级开关之间的电流差值，当上级开关的电流值与下级开关的电流值相同时，上下级开关之间的电流差值为0，上下级开关线路就是正常的。如果，上级开关的电流值大于下级开关，那么上下级开关之间的电流差值超过保护器跳闸固定值的时候，就会控制上级开关，将短路线路切断。在煤矿供电系统工作过程中如果出现了故障线路，上级开关不能正常工作，那么开关保护器的定时过流会出现一段时间的延迟，当延迟时间与固定时间一致时上级开关就会自动跳闸。因此，在煤矿开采工作中应用光纤纵差保护技术时，光纤纵差联络出现故障之后，会切断故障电路，以此保证煤矿供电系统的正常运行。

3电流速断闭锁技术

电流速断闭锁法是一项较为常见的防越级跳闸技术，本文以常州天地自动化股份有限公司所研发的防越级跳闸成套装置对电流速断闭锁法进行介绍。该系统主要运用二级的防越级跳闸措施，主要以硬件短路跳闸的闭锁装置及软件延时为基础，并由CZB1综合保护器、系统软件、专用短路检测模块、通信网路以及防越级跳闸装置五大方面组成。该系统运用的开关都具备短路闭锁信号专用的综合智能保护器，该保护器能够对短路信号进行检测,并对短路闭锁信号进行输出。在电路线路的某个位置出现短路时，故障位置的全部上级开关将经由短路电流,而对故障位置的下级开关来讲,短路电流则不通过。短路处的上级各开关保护器能够对大短路电流进行检测,并对闭锁信号进行发出:对于每一开关保护器来讲，其短路闭锁信号和上级开关的智能保护器闭锁的输入端直接相接，促使闭锁的上级开关速断保护功能的及时发挥，从而阻碍速断跳闸的出现，此时，短路处下级的开关保护器所包含的短路电流专用采集模块，将难以对短路大电流进行检测，从而限制闭锁信号及短路信号的发挥，这样一来,就可以实现对上级开关速断保护功能的不闭锁。

4集中式防过载跳闸技术

在预防和控制煤矿供电系统越级跳闸故障时，与电气闭锁防越级跳闸技术类似，分站集中控制方式在预防和控制越级跳闸问题时也得到一些应用，分站设备是该装置的重要结构，其要求在实际运行中最少需要安装1台分站设备，安装的分站必须要与煤矿开采区域内其他防越级跳闸开关之间建立良好的通信联系，从而实现对煤矿供电系统中越级跳闸问题的控制。在矿井的诸多电缆线路中，若某处线路出现短路故障，防越级跳闸开关能及时检测到对应的故障并作出反应，同时，会在一定的时间间隔内将危险信号传递到分站，分站在接收到危险信号后，会通过预置的供电网络关系识别故障发生地点最近的开关，分站会发送相应控制命令使距故障发生地点最近的开关执行跳闸动作，从而完成对供电系统中此类问题的预防与控制。实际应用中，这种技术对通信系统的一些要求相对较高，在运营过程中，通信出现问题时，分站往往不能及时判断识别故障发生地，或不能及时控制故障发生地的开关完成跳闸，从而严重影响煤矿供电系统安全。

5通信级联阻塞保护技术

基于级联阻塞的防越级跳闸技术，是通过通信线路设置于各级电源线中的保护装置，利用视差对保护装置进行控制，避免防越级跳闸问题的发生。级联阻塞防越级跳闸技术虽然能够有效降低越级跳闸问题的发生，但是具有操作过程较为复杂，对于保护开关过多的系统不能够充分发挥作用，并且也需要具备超强的通信性能力，否则越级跳闸的情况仍会发生。

6网络智能继电保护技术

针对某煤矿出现的越级跳闸的问题，在对煤矿供电系统进行整改时，选择使用了具有较好闭锁功能的防越级跳闸智能保护装置，该装置相对于传统的继电保护方式有着明显的改进，例如，其通信技术为实时通信，通信路径为千兆高速光纤网络，所有的变电所中的保护装置在进行信息的交换时选择使用的是交换机，同时，加入了“保护互锁”功能，若下级出现的故障，上级线路则会全部实现闭锁，同时出现选择性跳闸，越级跳闸的情况则会避免。若故障开关拒动，则保护系统的后备保护系统会动作，与出现故障位置距离最近的上级开光会发生动作，则故障会被排除。

结束语

综上所述，煤矿井下作业有很强的危险性，封闭性较高而且阴暗潮湿，一般是出现电路故障的关键位置，为了保证煤矿供电系统的正常运行，进行防越级跳闸技术的研发和应用是非常有必要的。基于国家行业标准的智能配网设计，将国家电网智能变电站和智能配网技术应用到井下高压供电系统中有较强的可靠性。

参考文献

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[2]张豪.煤矿井下供电防越级跳闸关键技术研究与应用[J].内蒙古煤炭经济,2021,0(4):113-114

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