孫銀龍 魏艷偉

（河南神火興隆礦業(yè)有限責(zé)任公司，河南 許昌 461141）

煤礦供電越級(jí)跳閘問(wèn)題解決方案研究

孫銀龍 魏艷偉

（河南神火興隆礦業(yè)有限責(zé)任公司，河南 許昌 461141）

本文對(duì)煤礦井下供配電系統(tǒng)越級(jí)跳閘現(xiàn)象的危害進(jìn)行了闡述，并且結(jié)合自己的具體工作實(shí)踐，細(xì)致深入地探討了相應(yīng)的解決策略，以期為提高煤礦井下供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性提供借鑒。

關(guān)鍵詞：煤礦；井下供電系統(tǒng)；越級(jí)跳閘

煤礦井下供電系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，受多方面因素影響，所以會(huì)有供電事故發(fā)生。其因素基本分為兩類，一類為自然氣象因素（常見(jiàn)的如雷擊、輸電線路倒桿等），還有一類可大致分為配用電電氣設(shè)備制造上的缺陷、選型設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試不當(dāng)、檢修質(zhì)量不合格和運(yùn)行維護(hù)措施不全面等。有的特殊原因常常會(huì)導(dǎo)致供電系統(tǒng)出現(xiàn)惡劣的工況，進(jìn)而導(dǎo)致供電越級(jí)跳閘問(wèn)題出現(xiàn)，這往往會(huì)在一定程度上妨礙保護(hù)設(shè)備作用的發(fā)揮，并且能夠?qū)е聠?wèn)題急劇，從而造成更加惡劣的問(wèn)題。提高供電的經(jīng)濟(jì)效益，不但要充分考慮井下供電負(fù)荷狀況確定科學(xué)合理的手段，盡可能地降低問(wèn)題出現(xiàn)的可能性，另一方面應(yīng)當(dāng)引入業(yè)界高級(jí)的測(cè)控保護(hù)儀器與方法。為了有針對(duì)性地采取有效處理措施來(lái)提高井下供電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，研究煤礦井供電越級(jí)跳閘等相關(guān)問(wèn)題就有十分關(guān)鍵的理論與現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

1 煤礦井下供配電系統(tǒng)越級(jí)跳閘的原因

1.1 繼電保護(hù)方式。一般情況下，井下供電系統(tǒng)往往為短路徑，在這里，其供電總長(zhǎng)度相對(duì)較小，大體上僅僅為l-2公里。當(dāng)線路出現(xiàn)短路故障的時(shí)候，其首末端間的短路電流值就存在非常小的差異，也就提高了對(duì)整個(gè)保護(hù)裝置的可靠性和準(zhǔn)確性的要求，所以就造成了不能依靠短路電流值來(lái)排除供電系統(tǒng)中的故障區(qū)段這一問(wèn)題，最后發(fā)生跳閘。

1.2 開(kāi)關(guān)控制電源。煤礦井下供電系統(tǒng)通常非常繁瑣，具有諸多方面的不利工作狀況。對(duì)于分支線路來(lái)說(shuō)，當(dāng)其出現(xiàn)短路故障后，控制和保護(hù)裝置無(wú)法根據(jù)既定要求實(shí)施相應(yīng)的操作，導(dǎo)致其出現(xiàn)“誤動(dòng)”或“拒動(dòng)”等，繼而導(dǎo)致越級(jí)跳閘故障。

1.3 失壓。當(dāng)失壓脫扣器運(yùn)行電壓比額定電壓高85%時(shí)，它將實(shí)現(xiàn)合理的吸合；當(dāng)工作電壓持一直停留在額定電壓65%以上時(shí)，保持吸合工況，在低于35%時(shí)，進(jìn)行可靠分?jǐn)?。也就是電壓處?5%到65%區(qū)間內(nèi)時(shí)，屬于不可靠動(dòng)作工作段，同時(shí)失壓脫扣器并無(wú)法設(shè)置對(duì)應(yīng)延時(shí)動(dòng)作來(lái)控制回路。假設(shè)該供電系統(tǒng)中某一時(shí)刻發(fā)生瞬時(shí)短路，且這一時(shí)刻工作電壓低于額定電壓的65%，失壓脫扣器就會(huì)瞬間進(jìn)行動(dòng)作保護(hù)，即使是其過(guò)流延時(shí)保護(hù)設(shè)置失去原本的作用導(dǎo)致該系統(tǒng)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)無(wú)序越級(jí)跳閘故障，依舊能夠使供電處于穩(wěn)定狀態(tài)。

1.4 漏電裝置保護(hù)選擇性不強(qiáng)。我國(guó)《煤礦安全規(guī)程》中明確指出井下的高壓供配電網(wǎng)的具體要求，一定要通過(guò)科學(xué)合理的策略限制單相接地電容電流在20A之內(nèi)。這是為了防止或減少煤礦井下供電系統(tǒng)接地進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重災(zāi)害事故，但是該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的繁瑣程度導(dǎo)致配備補(bǔ)償裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題高效定位變得非常具有難度。另一方面功率方向性選擇保護(hù)同樣受到諸多條件的制約，導(dǎo)致系統(tǒng)的漏電保護(hù)功能無(wú)法正常工作，最終引起供電系統(tǒng)漏電之后再越級(jí)跳閘。

2 煤礦井下供配電系統(tǒng)越級(jí)跳閘的危害

該故障將會(huì)引發(fā)如下危害：首先，將對(duì)整個(gè)采區(qū)作業(yè)面的安全用電產(chǎn)生一定的不利影響。其次，要是越級(jí)蔓延至采區(qū)變電所，在這種情況下，將會(huì)導(dǎo)致全部采區(qū)作業(yè)面的設(shè)備受到不利影響，造成范圍非常廣泛的停電問(wèn)題，能夠影響整個(gè)區(qū)域生產(chǎn)以及相關(guān)設(shè)備的供電。由于風(fēng)機(jī)停止作業(yè)，造成井下瓦斯發(fā)生嚴(yán)重的聚集，由于抽水設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)引發(fā)排水工作停滯，從而對(duì)煤礦井下工作者產(chǎn)生一定的威脅。再次，要是井下中央變電所產(chǎn)生越級(jí)跳閘故障，在這種情況下，造成井下供電系統(tǒng)無(wú)法正常工作的概率非常大，后果不堪設(shè)想，會(huì)引發(fā)大范圍的停電，將會(huì)造成非常嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，在很大程度上減小礦井的安全性能。

3 井下高壓電網(wǎng)越級(jí)跳閘解決方案

3.1 對(duì)于重要負(fù)荷，應(yīng)當(dāng)盡可能地選擇雙回路或單獨(dú)供電的線路?？紤]到煤礦井下高壓電網(wǎng)之中涉及多級(jí)短電纜，所以獨(dú)立供電的方式更適合用于井下重要負(fù)荷。除了重要負(fù)荷，其他可能會(huì)嚴(yán)重影響礦井安全的負(fù)荷，建議可以使用雙回路來(lái)供電。因?yàn)樨?fù)荷采用不同的供電等級(jí)，這兩種方法可以更好地解決井下高壓電網(wǎng)越級(jí)跳閘的問(wèn)題。

3.2 引入有效的微機(jī)保護(hù)裝置?？煽俊㈧`敏是電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的要求[1]。因此，對(duì)于井下供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置來(lái)說(shuō)，其一定要能夠確保當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候可以盡快將問(wèn)題和系統(tǒng)隔離，確保有序推進(jìn)工作，盡可能地降低問(wèn)題的不利影響。并且規(guī)定該保護(hù)動(dòng)作過(guò)程中要有較高的質(zhì)量。在這里，有效的微機(jī)保護(hù)裝置一方面可以在線監(jiān)測(cè)整個(gè)供電系統(tǒng)的各種指標(biāo)數(shù)據(jù)，具備規(guī)程要求的每一個(gè)保護(hù)作用。另一方面，具備測(cè)控、保護(hù)、通信等諸多方面的作用，能夠和礦井監(jiān)控以及調(diào)度系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)信息，從而達(dá)到整個(gè)煤礦系統(tǒng)的自動(dòng)化。

綜上所述，想要提高礦井供電系統(tǒng)的安全可靠水平，需要引入先進(jìn)的微機(jī)保護(hù)裝置，并且選擇科學(xué)合理的速斷保護(hù)方案，這樣能夠在很大程度上減少越級(jí)跳閘問(wèn)題。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，該領(lǐng)域這類問(wèn)題的發(fā)生率必將明顯降低，煤礦井下運(yùn)作的安全性將大幅提高。

[1]張宏連.井下高壓線路越級(jí)跳閘的保護(hù)[J].安徽科技，2007（9）：42-43.

[2]吳君，鄒有明，江均.井下高壓電網(wǎng)選擇性聯(lián)鎖自適應(yīng)過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)研究[J].工礦自動(dòng)化，2006（1）：14-16.

[3]陳剛，馬志云.一次越級(jí)跳閘事故的分析[J].電工技術(shù)雜志，2001（5）：49.

TD611

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1671-0037（2014）07-96-1

孫銀龍（1985.4-），男，助理工程師，研究方向：礦山機(jī)電。