煤矿6kV～10kV供电系统越级跳闸原因分析及解决方案

煤矿6kV～10kV供电系统越级跳闸原因分析及解决方案

杨景明

淮南矿业集团安徽淮南232000

摘要：近年来，煤矿6kV～10kV供电系统越级跳闸问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了煤矿6kV～10kV供电系统发生越级跳闸的多方面原因，并结合相关实践经验，分别从优化供电结构等多个角度与方面，提出了供电越级跳闸问题的解决方案，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：煤矿；6kV～10kV供电系统；越级跳闸；解决

1前言

作为一项实际要求较高的实践性工作，煤矿6kV～10kV供电系统越级跳闸的处理有着其自身的特殊性。该项课题的研究，将会更好地提升对供电系统越级跳闸原因的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化其在实际应用中的最终整体效果。

2概述

在煤矿供电系统中经常发生以下故障情况，一是，在煤矿井下供电网络中发生短路故障时，采区变电所配有综合保护装置的高压防爆开关不动作，而是直接引起中央变电所或地面变电所高压开关发生瞬动跳闸，地面或中央变电所跳闸后造成井下高压防爆开关失压保护动作跳闸；二是，井下供电系统发生漏电故障时由于综合保护装置不能准确的判断出故障线路和故障点，造成井下高压防爆开关拒动或者误动的现象经常发生。井下电网越级跳闸可引起大面积停电，不但会影响煤矿企业的正常生产还可能引起安全事故。造成越级跳闸的原因也是多方面，也有有许多不确定因素造成的结果。为此，深入分析煤矿电网越级跳闸的原因并指定相应的对策，对煤矿井下安全供电具有十分重要的意义。

3分析煤矿6kV～10kV供电系统发生越级跳闸的原因

3.1保护控制装置出现问题

保护控制装置可以对电力设施产生的问题进行报警，为供电系统安全运行提供根本保障，可以有效控制供电系统的安全，保证煤矿企业的良好发展和矿工的人身安全。煤矿企业要选择性能及灵敏度都较高的保护控制装置，才能适应煤矿企业保护装置的需求。如果保护控制装置发生运行的速度较慢或者装置自身因素造成的误差，都会降低设备的灵敏度，从而发生越级跳闸的现象。

3.2矿井环境的影响

煤矿开采环境恶劣，井下空气潮湿、狭窄，影响了供电设施的正常使用，给变频器也造成了影响。由于电力系统保护设备受到各种因素的影响，使保护设备的功能发生问题，保护设备出现错误的操作，就会发生越级跳闸现象。

3.3电压不稳定

在煤矿开采初期要使用较多的电气设备和机械，使电压出现不稳定的现象。外界因素的影响使电压发生波动。电压发生波动并没有发生警报，保护开关却自行工作，而出现越级跳闸。

3.4继电保护不到位

对煤矿开采的供电设备会设置电压警戒线，如果电量超负荷就自动断电，使供电系统发生越级跳闸的现象，保护了机械设备和人员的人身安全。由于煤矿企业的工作活动空间有限，都是以电缆短线路的方式进行，与煤矿生产中应用的三段式过流保护发生矛盾，不能满足供电系统的要求，在供电系统的保护中，会因为过流时间差而出现越级跳闸的现象。

3.5开关控制电源出现问题

煤矿井下设备在使用过程中可能会发生因漏电等故障而出现开关跳闸，造成供电事故的发生，威胁矿井和矿工人身的安全。为了避免这种事故的发生，设置专门防爆开关和配置控制保护专用不间断后备电源。如果主线路因故障发生停电跳闸，不间断后备电源进行供电，不影响电力监控系统及防越级跳闸系统的运行。

4煤矿6kV～10kV供电越级跳闸问题解决方案

4.1优化供电结构

为减少越级跳闸问题，可通过减少供电级数对煤矿供电结构进行调整，并且对机电设备加强检测维护管理，减少影响线路运行的不利因素。如，对于高爆开关固有动作时间问题，应对该开关设备加强维修管理，防止电容衰减及开关卡涩等问题的发生；应对电流互感器进行科学的鉴定，在鉴定过程中发现不合格产品要及时更换，对接地及屏蔽管理也要加强，降低负荷受系统波动的影响。此外，对井下关键线路的越级跳闸应该重点进行预防，如中央变电所、采区变电所及地面6/10kV变电所之间的越级跳闸，要对该线路结构进行优化改善。通过改善供电结构、加强设备维护管理等措施，可极大地减小越级跳闸问题发生的概率。

4.2科学设计速断保护

在煤矿供电系统中，发生短路电流较大的情况时，上下级必须要同时投入无时限的速断保护，但是在上级线路进行速断保护中可能出现启动跳闸的情况，因此就很可能不能起到防止高压供电系统越级跳闸的作用。新型速断保护的方案是基于单片机和串行通信进行设计的，它在电网发生短路故障后的0.2s内就能够有选择性地快速断电。这种在0.2s内就能够有选择性地快速断电的新型速断保护方案能够起到避免井下高压供电系统越级跳闸的作用，因此也就能起到避免大范围停电的作用，对煤矿井下的安全生产工作起到一定的保证。

4.3调整继电保护系统

在进行高爆开关的选择时，选择新型的性能高的高爆开关，比如永磁式操作机械类型的高爆开关，或者对原BGP型开关电流的保护动作时间进行更改，先前对短路的综合保护中有很多冗余的环节，因此要对其进行改变，采用微机综合保护代替传统继电保护，采用“面保护”和保护装置纵向关联相结合的防越级跳闸方法。将从前通常作为综合保护的冗余环节变为后备保护部分，以此来提高微保护动作的准确性和可靠性。此外，对于重要负荷尽量采用双回路或进行独立供电。例如风机一类，可采用独立供电的方式；对于一些关系到煤矿井下安全的重要负荷，可以采用双回路的供电方式进行供电设计。

4.4.加强GOOSE通信技术应用

GOOSE是一种基于IEC61850标准定义的快速报文传输机制，GOOSE通信机制中报文的发送和接收分别由发布者和订阅者来执行。正常工作时，发布者以定时间隔（心跳时间）T0发送，当检测到跳闸信号时，立即发送跳闸和闭锁指令，然后以定时间隔T1发送2次跳闸和闭锁指令，以定时间隔T2、T3各发送一次跳闸和闭锁指令，直至收发稳定后，再以定时间隔T0发送。供电系统设计节点发生故障后，启动保护跳闸的同时按上述原理向上级网络节点发送GOOSE报文信息，实现上级节点跳闸闭锁功能。

4.5做好设备维护与保养

对矿井内所有机电设备进行日常维护与保养是防止越级跳闸问题出现的关键措施。对机电设备要做好保护工作，尤其是在采掘面爆破及放顶等工作的开展中，要对电缆、机电设备等进行防护，防止设备被落石砸坏，进而避免带电体对地直接脱闸等问题的发生；同时也要加强对故障机电设备的维修工作，提高设备的绝缘性能。加大对井下机电设备的监督与管理，详细制定管理措施，加强对设备使用及操作人员的培训，使其能爱惜设备，提高设备运行中操作人员的责任心，避免误操作引起跳闸。

5结束语

综上所述，加强对煤矿6kV～10kV供电系统越级跳闸原因问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的供电系统越级跳闸解决工作过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献：

[1]丁静波.煤矿供电越级跳闸问题解决方案研究[J].煤炭科学技术.2017（11）：60-62.

[2]郭进亮.针对煤矿供电短路故障越级跳闸问题解决方案研究[J].科技创新与应用.2017（01）：115-116.

[3]陈明辉.煤矿供电越级跳闸问题解决方案探讨[J].科技风.2016（21）：88-89.