| 标题 | 煤矿高压供电越级跳闸事故原因分析 |
| 范文 | 李浩 摘 要：本文基于对煤矿井下电网安全的实践分析，提出了高压供电越级跳闸事故发生的主要因素，同时也积极总结了井下高压电网防止越级跳闸的方法，希望能够进一步确保煤矿生产实现可持续发展。 关键词：煤矿；供电系统；防越级跳闸；策略 中图分类号：TD611 文献标志码：A 0 引言 煤矿越级跳闸造成井下大面积停电，不仅严重影响生产，而且很容易诱发事故，威胁矿井的安全。因此，解决煤矿井下供电系统短路引起的越级跳闸问题，对煤矿安全生产非常必要。 1 煤矿井下电网越级跳闸主要原因分析 1.1 配置开关不当 配置开关不当是煤矿井下发生电网越级跳闸的重要原因。煤矿产量越来越高，大型设备应用频繁，给井下电网运行带来较大可承受负荷，需通过强化检修高压防爆开关设备，保证电网正常运行。但这与地面变电所的供电设备难以形成合理搭配。高压防爆开关的功能动作主要包括继电保护装置的动作、采样、单片机处理、继电器信号输出等，每一动作运作都需要固有时间，此外其运转耗时还包括跳闸电磁铁的动作耗时、跳闸机构动作耗时、真空断路器动作耗时等。较为繁复的运行动作使得高压防爆开关在恶劣环境中作业时，易发生设备故障，如较大湿度引发高压防爆开关卡涩、难以灵活作业，增加开关固有动作时间，发生短路故障。此时地面的高压开关动作明显快于井下防爆开关动作速度，进而发生井下越级跳闸。 除此之外，若煤矿开关保护装置使用年限已满，其使用性能将逐渐降低，检测精准度降低，保护动作迟缓，动作计算值存在较大误差，进而当出现线路故障后，开关会发生误动或拒动致使越级跳闸问题发生。 1.2 供电线短路 若发生井下供电线短路，则会有大量电流通过。长距离供电线路中，首端和末端的短路电流差别较大，短路电流变化趋势较陡，继电保护的范围就较大。若线路供电时间较短，短路电流会在线路首端和末端呈现相似的电流值，此时其电流变化呈现平缓趋势，在达到预设可靠指标时，会逐渐缩减速断保护的范围最终消亡。井下煤矿供电网络多以长度较短的多段电缆线路为主，难以区分上下级的短路电流情况，此时几乎没有速断保护，速断保护为零，而发生短路将产生较大电流，需同时满足上下级保护动作的条件，而难以保证同时满足上下级保护动作的规定条件时，越级跳闸行为就会产生。现阶段井下智能化管理为供电保护的主要方法，如：若有短路故障发生在下一级电路时，同时启动上下级保护措施，可避免上下级同时发生短路故障，防止越级跳闸发生。 2 井下高压电网防止越级跳闸的方法 2.1 加强供电技术管理 对电器设备进行技术管理时，应以严格的周期计算其参数，并对保护参数进行校验，及时调整线路负荷改变后的电流整定值，保证电流保护装置具有灵敏性，从而可顺利执行动作。 对地面井下的整定配合方案进行优化，适当调大地面速断保护定值，最大限度地对电流保护时限定值进行缩减，分段保护入井回路、采区的电缆；在保证设备正常运行的状况下，最大限度地对速断保护定值进行缩减，保证电路保护动作的配合。 2.2 加强日常电气管理 对供电系统进行优化，有效降低不合理供电。对电缆管理进行强化，保证电缆吊挂、电缆接头的有效合格率，降低电缆事故的发生率。加强日常定检，对电气隐患进行及时检测与维修，以此确保设备始终完好运转。及时调整系统由于阻抗发生变化而产生的问题，如试验鉴定电流互感器，对不合格电流互感器及时更换。 2.3 双回路供电或独立供电在关键负荷的应用 当前，煤矿井下主要通过级短电缆网络的手段进行供电，并以相关要求为标准，设置采区排水泵房。变电所排水中心泵房供电方式为单独双回路，使得在某回路中主线部分线断电时，气压泵房线路仍可以正常工作，还可承担本处断路产生的负荷。在供电技术不断发展进步的时代，煤矿井下处理高压电网越级跳闸的主要方案是优化设计供电组合。 2.4 将专用保护后备电源配置在防爆开关中 在防爆开关保护器中安装专用可持续保护的后备电源，以此保证若故障发生在开关主电路时，保护设备仍可提供稳定的电源，保证电路稳定运行，以此保证即使故障存在，开关仍可正常稳定运转，防止由于线路故障导致保护电源开关控制出现中断供电或供电波动等问题。若难以保证开关控制正常稳定运行，开关拒动现象、开关误动现象均会引发越级跳闸。配置持续后备电源可有效增强保护控制设备的抗电源干扰性，防止因受电磁干扰使开关控制误动引发跳闸。 2.5 智能化微机保护设备的应用 现阶段，在我国主要的煤矿供电方式为极负荷方式，这就对继电保护选择性提出了更高的要求，并对设备的故障感知能力、事故解决能力提出了灵敏性、及时性的要求。当井下供电系统出现故障时，继电保护的任务就是及时解决故障、排除系统难题，将故障进行隔离保证系统网络顺利工作。随着新型技术的不断兴起，新的ZBT―11型综合保护器，可依照煤矿井下电网特点，提供不接地的供电应用系统。 通过此综合保护器可有效监督管理煤矿井下的高压防爆开关的运作状态，保证实时监控检查站和调度站，促进两者有效連接，进而加速形成煤矿电网安全监控系统。ZBT―11型综合保护器在煤矿井下作业时，可满足数据接收输送过程中的各种要求。不仅如此，在接收数据中心指令后，检测站可实施相关远程保护控制的系列措施。常见的包括：良性微机保护设备的应用可防止越级跳闸情况出现，通过远程监控对线路进行保护。 2.6 智能变电站的应用 智能变电站的组成主要包括智能化一次设备、网络化二次设备，在隔层、过程层两级网络中通过智能设备实现共享数字信息，相互操作，以此推进网络化二次功能的实现。智能化变电站的应用优势为操作程序化、便于检修状态、有利于分析电网故障等。智能变电站通过底层互感器、断路器实现数据共享，通过具有兼容性、开放性的网络化二次功能实现更好地保护。从而能够更加有效地分析电能质量，实现作业项目的科学控制。在智能化变电站模式的基础上衍生出防越级跳闸系统，其具有3层网络结构，两层网络，有利于一体数字化作业模式在地面井下的应用，实现为全矿底层打开共享数据的开关。其防越级跳闸作业的原理主要为：以进出变电站的配置线为主实现差动保护，对故障区段利用自动化反馈进行判断。由此可见，在智能变电站中实施防越级跳闸系统主要是在电网智能架构的作用下，通过变电站向第三代数字化结构发展，保证全矿都可实现信息共享，有效解决防越级短路、无选择性漏电等问题，实现升级软件化功能、保护资源与投资、增强电磁兼容性、强化机构抗干扰能力等。 结语 总之，越级跳闸是制约煤矿井下安全供电的一个关键要素，倘若出现这种类型的故障，那么就会造成比较大的危害，其中不但有技术上的原因，而且存在人为方面的原因。基于此，这也给相关技术人员提出了新的要求，希望本文阐述能够进一步为相关研究提供有效参考。 参考文献 [1]张维振，李忠奎.基于速断闭锁的煤矿高压供电系统防越级跳闸技术研究[J].煤矿现代化，2017（4）：40-43. [2]张豪，苗书运，王燕丽.煤矿井下高压电网防越级跳闸的探索与研究[J].山东煤炭科技，2015（4）：134-136. [3]王怀群.煤矿高压供电防越级跳闸技术研究现状与发展[J].煤炭技术，2013，32（8）：71-73. |
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