煤礦供電越級跳閘問題解決方案研究

張明明 李學武

摘要：煤礦井下作業采用的供電形式是多級供電，電纜相對較短，如果出現供電故障，多數電流重負荷將會集中在供電線路末端，線路末端大型機電設備驅動十分繁瑣，并且電流存在時間較長，在該過程中如果出現越級跳閘，有可能會導致大范圍停電，難以對電網狀態進行全面監控，一旦發生事故，對于事故的排除和處理都面臨較大難度，容易導致二次事故，造成巨大危害，由此可見，加強對該方面問題的分析是必要的。本文就此展開了論述，以供參閱。

關鍵詞：煤礦供電；越級跳閘；問題；解決方案

1礦供電系統越級跳閘出現的原因

1）線路短、級數多，接線復雜。由于煤礦井下供電系統多采用分級輻射狀供電方式，線路中電纜長度均比較短，線路首尾兩端電流幅值差異非常小，甚至在有些電纜中，末端最大電流幅值要明顯大于首端短路電流幅值，導致速斷保護范圍變小，甚至有些為零。在這種情況下，瞬時速斷幾乎無法實現。盡管在諸多線路中，部分線路長度較長，但是線路的末端由于負荷比較大，電纜截面較大，在短路發生以后，上級電流值與下級電流值差異不大，速斷配合也難以實現。并且雖然整體存在級差，但級差作用也很難發揮出來，因此，系統出現短路故障時由于無選擇性配合，一旦下級出現短路，就極有可能出現越級跳閘、大面積停電的情況。2）開關配置不合理，出現越級跳閘問題。隨著煤炭開采的深入，用電負荷量的加大，井下所用開關種類與數量不斷增多，各類開關設計方法尤其是保護元件中的保護方法是不同的，有些還存在抵觸現象，不同開關一起應用，就可能存在誤動跳閘問題；3）煤礦高爆開關存在固有動作時間的問題。礦井環境通常比較潮濕，一旦疏于檢查維修，就有可能出現高爆開關動作不靈活、卡澀等問題，開關固有動作的時間離散較大，使得上級的高壓開關比下級開關要快，進而出現越級跳閘的問題。

2煤礦供電越級跳閘問題解決方案

2.1改善供電結構

改善供電結構是解決復雜線路引起越級跳閘的一項有效措施，可以減少供電級數的方式完成相應的調整工作。在調整過程中，要依據供電的具體情況，做好對運行過程中采用的各項機電設備的檢測維護管理，通過該方式，最大程度消除線路運行期間，可能會對線路運行造成影響的各項因素。例如，要加強對線路運行過程中的各個開關的分析，做好相應的維修管理工作，確保開關性能的良好性，避免在對其應用期間，出現卡澀等不良情況；科學鑒定電流互感器，在具體鑒定過程中，如果發現有產品不符合要求，要及時對其進行更換，避免因為個別產品對整個系統的運行造成不良影響；加強對接地及屏蔽管理，最大程度降低負荷受系統波動的影響。除此之外，還要加強對井下關鍵線路越級跳閘的預防，例如，改善變電所線路結構，加強設備維護管理措施，減少越級跳閘的發生幾率。

2.2完善就地保護單元的功能

煤礦供電系統中，就地保護單元的安裝能夠確保系統正常運行，以及所有單元跳閘一致，通過第三方對保護單元的性能指標進行檢定。通過在全部保護單元中應用精準的網絡時間同步功能，將所有單元數據通過光纖上傳到保護監測裝備中，實現對各條線路的同步采樣。全局性判斷采樣數據，在跳閘指令發出后，所有保護單元統一跳閘，防止越級跳閘現象的發生，對供電故障進行無延時保護。同步技術采用網絡多點對時及多時鐘對時方案，當線路中信號出現失效時，不會影響網絡同步授時，并且，不依賴于GPS授時，源時鐘可由本地時鐘充當。為了實現精準的測量，在同一時間下需進行同步測量，網絡延時隨精度的增高而減小。

2.3加強設備日常維護與保養

對礦井內所有機電設備進行日常維護與保養是防止越級跳閘問題出現的根本。在進行日常維護中，如及時吊掛落地電纜、絕緣遙測、電器日常檢查及開關日常護理等，這些工作看似與越級跳閘關系不大，但如果這些工作做不好，極易出現電纜發熱、被砸、線柱氧化及開關受潮進水等情況，導致電纜絕緣性能下降，出現漏電跳閘現象。對機電設備要做好保護工作，尤其是在采掘面爆破及放頂等工作的開展中，要對電纜、機電設備等進行防護，防止設備被落石砸壞，進而避免帶電體對地直接脫閘等問題的發生；同時也要加強對故障機電設備的維修工作，提高設備的絕緣性能。加大對井下機電設備的監督與管理，詳細制定管理措施，加強對設備使用及操作人員的培訓，使其能愛惜設備，提高設備運行中操作人員的責任心，避免誤操作引起跳閘。

2.4制定機電設備質量標準，提高員工素質及技能

在煤礦機電設備運行中，制定機電設備質量標準，并嚴格執行該標準，能夠有效減小跳閘事故發生的概率，提升煤礦企業生產的安全性。讓每一個井下員工都能牢記質量標準，對不符合質量標準的機電設備也要加快更新，確保機電設備在最佳的狀態下運行。由于煤礦井下機電設備屬于專業性設備，對技術性要求比較高，需要操作者具備良好的操作技術才能完成。為了對機電設備越級跳閘問題進行有效處理，企業要做好員工的培訓工作，主要從以下幾方面開展：建立培訓考評長效管理競爭機制，培訓學習常態化管理，讓維修工、崗位工不斷學習加深學習業務技能，同時實施崗位技能工資機制，提升員工自學能力；引進“傳幫帶”學習模式，讓業務技能棒的骨干員工幫助新進員工提升技術水平，實操與理論學習相互結合，能夠更好地處理出現的故障，保證企業正常生產；定期開展技能比賽，給予優勝者適當的獎勵，激發員工學習技術的主動性與積極性，促使員工職業技能不斷提升。

3結束語

作為我國能源行業的重要組成，安全生產是煤礦生產中的重點問題，對國民經濟發展水平有直接的影響。越級跳閘問題是煤礦供電系統中經常出現的問題，對煤礦的經濟效益及安全生產都帶來不良影響，為避免該問題的發生，需要通過改變供電結構、加強設備管理、提高員工操作技術水平等措施進行解決，此外，在生產過程中，還需要更多的采用新技術設備，最大限度的對越級跳閘問題進行預防，使煤礦整體安全生產能力得到提高，實現企業的經濟效益。

參考文獻：

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[3]代星軍，劉自學.煤礦供電越級跳閘問題解決方案探討[J].山東工業技術.2018（04）.

（作者單位：山東能源臨礦集團1

山東能源臨礦集團新驛煤礦2）