刘增硕

（山东鲁泰煤业有限公司太平煤矿，山东 邹城 273517）

浅谈煤矿供电系统防越级跳闸技术

刘增硕

（山东鲁泰煤业有限公司太平煤矿，山东 邹城 273517）

煤矿供电系统的安全关系到整个井下采煤工作的安全，关系到人民群众的生命财产安全，做为矿井安全生产的基础环节，采煤工作的不断向井下延伸发展，由于矿井的供电距离较长，供电级数比较多，关系较为复杂，继电保护计算的难度比较大的问题的出现，造成了不可避免的越级跳闸现象的产生，对矿井的安全生产产生严重的威胁。预防越级跳闸现象的发生，成为煤矿安全生产的重中之重。

煤矿；供电系统；越级跳闸；技术

1 引起煤矿供电系统越级跳闸的原因

1.1 开关控制电源出现问题

由于矿井内部实际情况复杂，因此防爆开关并没有与之配套的专用电源和后备电源。防爆开关的控制主要是接在主电路开关的电源旁边，所以如果主电路出现重大的损失或者毁坏，那么控制防爆开关的电路必然也会受到影响，从而导致保护装置无法工作，造成越级跳闸。

1.2 继电保护方式出现问题

由于矿井内部狭窄，所以煤矿供电系统采用的是短线路供电系统，所以传统的三段式过流保护并不适合煤矿供电系统。而现有的煤矿供电保护模式并不完善，在保护过程中可能因为出现过流时间差而导致越级跳闸。

1.3 失压保护出现问题

为了避免出现电量负载的情况，因此矿井内设备的开关设定有电压的警戒线，如果输送的电压超出了这个警戒线，为了保护设备和工作人员的安全，会直接忽视继电保护方式而直接断开电源，造成供电系统的越级跳闸。

1.4 电压波动的影响

矿井下需要大量的大型设备，在开工时如果同时启动就可能造成瞬时的电压波动，还有一些外部因素的影响同样可以引起电压波动，而如果电压在瞬间波动没有在安全的警戒范围内，就必然会启动保护开关，直接引起越级跳闸。

1.5 保护控制装置出现问题

煤矿行业的特点使得企业在购进保护控制装置时马虎大意，一些保护装置的性能并没有达到矿井内保护控制装置所应具备的水平。在启用装置后，可能会因为误差较大、运行速度缓慢而导致机械的灵敏度低，无法对潜在的安全隐患及时发现并警告。而保护器内部出现问题，造成系统障碍进行误判时，也极有可能造成越级跳闸。

1.6 漏电保护选择性差

由于煤矿供电系统的特殊性，如果发生漏电现象很难及时排查隐患，所以为了安全必须降低电流，同时可以采取一些补偿措施。而补偿措施的选择并不容易，传统的方式不但可能造成漏电保护效果差，而且造成保护装置的误判，引发漏电越级跳闸。

2 煤矿供电系统防越级跳闸的主要方法

2.1 通过常规电力监控解决越级跳闸的问题

常规电力监控主要是靠外部变电所的保护装置来进行矿井内部电路监控的，如果矿井内部电路出现大的故障或者冲击造成问题，会直接联动外部变电所的保护装置采取相应的保护措施，从而避免了内部保护装置的误判而造成越级跳闸。

2.2 通过集成保护解决越级跳闸的问题

对矿井内部的设备工作时所需的电流电压数据进行采样，在所有设备正常的工作状态下，将这些采样值输入到地面的集成保护装置，对日后矿井开工时各种设备运行情况进行监控和管理，防止电力出现波动时未及时察觉或者误判，造成越级跳闸现象。

2.3 通过智能配网解决越级跳闸的问题

智能网配是指利用新技术，实现电压波动较大时可以瞬时采取手段切断电源从而保护煤矿内部设备和人员安全。通过信息网络的快速反应可以直观、及时地了解矿井内部的供电情况，高灵敏度的信息传递促使矿井内部供电判断错误的情况少有发生，也可有效地避免越级跳闸的产生。

2.4 通过光纤纵差解决越级跳闸的问题

光纤纵差的方案是根据地面线路而来的。将其正确运用到矿井内的电路，可以有效地监控井内电流电压的变化情况，判断是否会对机器造成损坏引起事故，以确保内部工作人员的安全，从而不会因为错误的警报造成越级跳闸影响开采进度。

3 煤矿供电系统防越级跳闸方案的优势

3.1 施工安装的便利性

由于矿井深在地下，且环境狭小空气潮湿，人员行动不够方便。因此在矿井内部安装保护措施就必须考虑施工是否方便。以上介绍的四种方案中，智能网配方案不需进行大规模的安装和连接，可以大大降低企业的施工成本，同时又可严密地保护井内作业安全，所以在施行上占有绝对的优势。

3.2 方案的先进性

随着科技的迅速发展，先进而又有效地保护装置是每个企业都希望看到的。在以上介绍的四种方案中，集成保护方案和智能网配方案是随着科技的进步而出现的新的保护措施。它们不单代表了先进的科技，也凭借高度的可靠性和适用性赢得了众多煤矿企业的青睐。

3.3 方案的可靠安全性

电力监控方案和智能网配方案相较于其他两种方法，安全系数更高。在实际进行监控时，这两个方案很少出现误判，能够技术准确地反馈井内供电的电压和电流情况，在发生问题时及时解决。而光纤纵差方案在保护时存在死区，而集成电路方案由于操作复杂、系统繁多，在反馈信息时可能出现较长的时间，导致故障排除时间增加，影响煤矿企业的工作效率。

3.4 方案的标准化程度

解决煤矿供电系统越级跳闸的四种方案如果具有较高的标准化程度，那么与国家电网公司的相关制度是可以相辅相成的。在四种方案中，由于其内部或外部的因素，电力监控方案、集成保护方案和光纤纵差方案都无法真正做到标准化，只有智能网配方案符合国家电网的相关制度标准的。这就注定了智能网配方案是日后解决煤矿供电系统越级跳闸问题的主要选择方案。

4 结束语

煤矿供电系统的越级跳闸问题已经困扰了煤矿行业多年，如何解决该问题是煤矿企业的当务之急。随着科学技术的发展，越来越多的方案被提出并付诸实践，这对煤矿行业的发展以及煤矿工人的安全都是有极大帮助的。国家也为此出台了许多新的方案和标准，以此规范煤矿供电系统领域内的诸多问题。

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