煤矿供电越级跳闸问题解决方案研究

张明明 李学武

摘要：煤矿井下作业采用的供电形式是多级供电，电缆相对较短，如果出现供电故障，多数电流重负荷将会集中在供电线路末端，线路末端大型机电设备驱动十分繁琐，并且电流存在时间较长，在该过程中如果出现越级跳闸，有可能会导致大范围停电，难以对电网状态进行全面监控，一旦发生事故，对于事故的排除和处理都面临较大难度，容易导致二次事故，造成巨大危害，由此可见，加强对该方面问题的分析是必要的。本文就此展开了论述，以供参阅。

关键词：煤矿供电；越级跳闸；问题；解决方案

1矿供电系统越级跳闸出现的原因

1）线路短、级数多，接线复杂。由于煤矿井下供电系统多采用分级辐射状供电方式，线路中电缆长度均比较短，线路首尾两端电流幅值差异非常小，甚至在有些电缆中，末端最大电流幅值要明显大于首端短路电流幅值，导致速断保护范围变小，甚至有些为零。在这种情况下，瞬时速断几乎无法实现。尽管在诸多线路中，部分线路长度较长，但是线路的末端由于负荷比较大，电缆截面较大，在短路发生以后，上级电流值与下级电流值差异不大，速断配合也难以实现。并且虽然整体存在级差，但级差作用也很难发挥出来，因此，系统出现短路故障时由于无选择性配合，一旦下级出现短路，就极有可能出现越级跳闸、大面积停电的情况。2）开关配置不合理，出现越级跳闸问题。随着煤炭开采的深入，用电负荷量的加大，井下所用开关种类与数量不断增多，各类开关设计方法尤其是保护元件中的保护方法是不同的，有些还存在抵触现象，不同开关一起应用，就可能存在误动跳闸问题；3）煤矿高爆开关存在固有动作时间的问题。矿井环境通常比较潮湿，一旦疏于检查维修，就有可能出现高爆开关动作不灵活、卡涩等问题，开关固有动作的时间离散较大，使得上级的高压开关比下级开关要快，进而出现越级跳闸的问题。

2煤矿供电越级跳闸问题解决方案

2.1改善供电结构

改善供电结构是解决复杂线路引起越级跳闸的一项有效措施，可以减少供电级数的方式完成相应的调整工作。在调整过程中，要依据供电的具体情况，做好对运行过程中采用的各项机电设备的检测维护管理，通过该方式，最大程度消除线路运行期间，可能会对线路运行造成影响的各项因素。例如，要加强对线路运行过程中的各个开关的分析，做好相应的维修管理工作，确保开关性能的良好性，避免在对其应用期间，出现卡涩等不良情况；科学鉴定电流互感器，在具体鉴定过程中，如果发现有产品不符合要求，要及时对其进行更换，避免因为个别产品对整个系统的运行造成不良影响；加强对接地及屏蔽管理，最大程度降低负荷受系统波动的影响。除此之外，还要加强对井下关键线路越级跳闸的预防，例如，改善变电所线路结构，加强设备维护管理措施，减少越级跳闸的发生几率。

2.2完善就地保护单元的功能

煤矿供电系统中，就地保护单元的安装能够确保系统正常运行，以及所有单元跳闸一致，通过第三方对保护单元的性能指标进行检定。通过在全部保护单元中应用精准的网络时间同步功能，将所有单元数据通过光纤上传到保护监测装备中，实现对各条线路的同步采样。全局性判断采样数据，在跳闸指令发出后，所有保护单元统一跳闸，防止越级跳闸现象的发生，对供电故障进行无延时保护。同步技术采用网络多点对时及多时钟对时方案，当线路中信号出现失效时，不会影响网络同步授时，并且，不依赖于GPS授时，源时钟可由本地时钟充当。为了实现精准的测量，在同一时间下需进行同步测量，网络延时随精度的增高而减小。

2.3加强设备日常维护与保养

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根本。在进行日常维护中，如及时吊挂落地电缆、绝缘遥测、电器日常检查及开关日常护理等，这些工作看似与越级跳闸关系不大，但如果这些工作做不好，极易出现电缆发热、被砸、线柱氧化及开关受潮进水等情况，导致电缆绝缘性能下降，出现漏电跳闸现象。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訓，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。

2.4制定机电设备质量标准，提高员工素质及技能

在煤矿机电设备运行中，制定机电设备质量标准，并严格执行该标准，能够有效减小跳闸事故发生的概率，提升煤矿企业生产的安全性。让每一个井下员工都能牢记质量标准，对不符合质量标准的机电设备也要加快更新，确保机电设备在最佳的状态下运行。由于煤矿井下机电设备属于专业性设备，对技术性要求比较高，需要操作者具备良好的操作技术才能完成。为了对机电设备越级跳闸问题进行有效处理，企业要做好员工的培训工作，主要从以下几方面开展：建立培训考评长效管理竞争机制，培训学习常态化管理，让维修工、岗位工不断学习加深学习业务技能，同时实施岗位技能工资机制，提升员工自学能力；引进“传帮带”学习模式，让业务技能棒的骨干员工帮助新进员工提升技术水平，实操与理论学习相互结合，能够更好地处理出现的故障，保证企业正常生产；定期开展技能比赛，给予优胜者适当的奖励，激发员工学习技术的主动性与积极性，促使员工职业技能不断提升。

3结束语

作为我国能源行业的重要组成，安全生产是煤矿生产中的重点问题，对国民经济发展水平有直接的影响。越级跳闸问题是煤矿供电系统中经常出现的问题，对煤矿的经济效益及安全生产都带来不良影响，为避免该问题的发生，需要通过改变供电结构、加强设备管理、提高员工操作技术水平等措施进行解决，此外，在生产过程中，还需要更多的采用新技术设备，最大限度的对越级跳闸问题进行预防，使煤矿整体安全生产能力得到提高，实现企业的经济效益。

参考文献：

[1]任亮亮.煤矿供电越级跳闸问题的研究[J].山东煤炭科技.2018（04）.

[2]赵占区.煤矿供电越级跳闸问题解决方案研究[J].自动化应用.2017（05）.

[3]代星军，刘自学.煤矿供电越级跳闸问题解决方案探讨[J].山东工业技术.2018（04）.

（作者单位：山东能源临矿集团1

山东能源临矿集团新驿煤矿2）