煤礦井下高壓電網防越級跳閘方案研究

盧團團

(山西蘭花科技創業股份有限公司大陽煤礦分公司,山西晉城 048003)

煤礦井下高壓電網防越級跳閘方案研究

盧團團

(山西蘭花科技創業股份有限公司大陽煤礦分公司,山西晉城 048003)

本文論述了煤礦井下高壓電網越級跳閘的原因，有不合理地配置高爆開關、高爆開關固有動作時間容易出現問題、不獨立的防爆開關的操作電源回路問題等等，以及提出了煤礦井下高壓電網防越級跳閘的方案，有雙回路供電或獨立供電在關鍵負荷的應用、將專用保護后備電源配置在防爆開關中，智能化微機保護設備的應用。

煤礦井下 高壓電網 防越級跳閘 方案

煤礦井下高壓越級跳閘影響范圍大，延長了故障排除和供電恢復時間。事故發生以后，因為不能在短時間內確定故障點而恢復供電，有可能引起瓦斯超限或影響井下排水系統的正常運轉，從而可能導致井下更嚴重事故的發生，直至威脅到井下工作人員的生命安全，給煤礦的安全生產帶來較大的危害。為此，必須對此進行分析研究，提出合理的解決辦法。

1 煤礦井下高壓電網越級跳閘的原因分析

1.1 不合理地配置高爆開關

在深入開采煤礦和不斷進步的開采技術的影響下，煤礦井下持續地增加高爆開關的型號與數量，這對用戶的要求愈來愈高。

1.2 高爆開關固有動作時間容易出現問題

因為煤礦井下環境的復雜化，較易導致高爆開關的不靈活，進而增大了開關固有的動作時間，從而使得上級的高壓開關動作比下級迅速，導致煤礦井下出現越級跳閘的情況。

1.3 不獨立的防爆開關的操作電源回路問題

在回路高壓線路出現短路情況的時候，會造成上一級變電所母線的壓降劇增，進而會造成一些開關交流操作電源回路的欠電壓而釋放繼電器動作，不是故障回路的斷路器會突然地動作，導致失去電流保護，線路保護沒有選擇性的瞬時動作，從而使得停電的范圍擴大。

1.4 其它的原因

在不斷增多的自動化裝置與整流的影響下，系統諧波的危害也越來越明顯，長期地工作而磨損了操作機械，這也會造成高壓越級跳閘。

2 煤礦井下高壓電網防越級跳閘的方案分析

2.1 加強供電技術管理

嚴格按照周期對電氣設備保護參數進行理論計算和校驗，線路負荷變化后及時調整電流整定值，確保保護裝置的動作靈敏可靠。優化煤礦地面與井下的整定配合方案，地面可適當放大速斷保護定值，同時盡量縮短過流保護時限定值，使人井回路電纜與采區保護實現分段保護；在滿足設備運行的前提下，井下盡量縮小速斷保護定值，并且保證保護配合。

2.2 加強日常電氣管理

不斷優化供電系統，減少不合理供電。加強電纜管理，提高電纜吊掛和電纜接頭合格率，減少電纜事故。加強對電氣設備的13常定檢工作，及時發現電氣隱患，保證設備的完好率。系統阻抗變化時要及時整定，如對電流互感器進行試驗鑒定，更換不合格的電流互感器。

2.3 雙回路供電或獨立供電在關鍵負荷的應用

目前，我國煤礦井下主要通過級短電纜網絡的手段進行供電，根據煤礦的有關要求，把一系列采區的排水泵房和變電所的排水中心泵房都進行單獨雙回路供電，如果在一個回路當中，某一部分線路發生斷電的現象，那么氣壓泵房線路不但依舊正常運行，而且還能夠對該位置的斷路產生的負荷進行承擔。在我國不斷進步和發展的供電技術的影響下，當今針對煤礦井下高壓電網越級跳閘的處理方案主要是對供電組合進行設計和優化。

2.4 將專用保護后備電源配置在防爆開關中

將專用的保護持續后備電源安裝在防爆開關保護器當中，以使開關在主電路出現故障的過程中保護設備因為缺少穩定電源難以穩定運行的問題解決，確保出現故障情況下開關的穩定運行，避免開關控制保護電源由于線路故障而導致供電的中斷與波動，倘若開關控制保護難以穩定運行，那么開關的拒動與誤動會導致越級跳閘。并且配置持續后備電源也使得開關的保護控制設備對電源的抗干擾性能增強，防止電磁干擾形成的誤動跳閘。

2.5 智能化微機保護設備的應用

目前，我國煤礦井下主要應用極負荷作為供電的負荷方式，這不但要求更高的繼電保護選擇性，并且還應當提高事故感知的靈敏性和及時性地解決事故。倘若煤礦井下供電系統難以順利地進行，繼電保護務必實時地解決故障，并隔開它跟其它順利工作的網絡。在當今，能夠結合煤礦井下電網中性點不接地的供電系統應用新的ZBT—11型綜合保護器，這樣的綜合保護器不但能夠有效和實時地監控煤礦井下高壓防爆開關，而且還能夠有效地連接檢查站和調度站，從而使得煤礦電網安全監控系統形成。在煤礦井下進行生產的時候，ZBT—11型綜合保護器可以往數據接受中心輸送生產過程中的一系列要求。除此之外，檢測站在接收了數據中心的一系列指令之后，實施一定的策略進行遠程的保護和控制。如此優良的微機保護設備，能夠有效地避免出現越級跳閘的情況。

2.6 智能變電站的應用

智能變電站是由智能化一次設備、網絡化二次設備在隔層、過程層，兩級網絡，能夠實現智能設備間信息數字化共享和互操作，可實現網絡化二次功能，程序化操作、狀態檢修、電網故障分析隔壁等功能的智能化變電站。智能變電站的特點是底層互感器及斷路器數據共享，網絡化二次功能(微機保護、故障錄波、小電流接地選線、電能質量分析、順序控制)，具有兼容性和開放性。智能變電站的防越級跳閘系統是基于智能化變電站模式，三層網絡結構，兩層網絡，能實現地面井下一體數字化，全礦開關底層數據共享。其防越級跳閘的原理為：配置變電站進出線主保護為差動保護，采用饋線自動化原理實現故障區段的判別。總起來說智能變電站構造的防越級跳閘系統是基于智能電網架構，第三代數字化變電站結構，能實現全礦保護信息共享，可以解決短路防越級、漏電無選擇性的問題，功能能升級軟件化，保護投資，電磁兼容性強，抗干擾能力強等優勢。

3 結語

綜上所述，制約煤礦井下安全供電的一個關鍵要素是越級跳閘，倘若出現這種類型的故障，那么就會產生比較大的危害，其中不但有著技術上的原因，而且存在著人為方面的原因。在分析煤礦井下高壓電網越級跳閘原因的基礎上，提出了煤礦井下高壓電網防越級跳閘的方案，這對于煤礦井下的安全生產來講，意義重大。

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盧團團(1985-),男,漢族,山西晉城人,2011年1月在太原工業學院就讀電氣工程及其自動化,現在山西蘭花科技創業股份有限公司大陽煤礦分公司從事機電技術與管理工作,機電助理工程師。