金凤煤矿井下供电短路防越级跳闸浅析

摘 要：本文章介绍了神华宁煤集团金凤煤矿井下供电系统的现状，针对井下短路故障时越级跳闸的原因进行了分析，并给出了自己认为可行的解决办法。对于短路故障的越级跳闸提出了防越级跳闸解決方案：线路纵差保护、地面集中保护法、级差配合法。经加设保护设施后，井下变电所在很大程度上能避免因短路造成的越级跳闸，能有效的降低煤矿井下大面积停电事故，从而保证井下供电的安全性、可靠性、稳定性。

关键词：井下供电；短路故障；越级跳闸

神华宁夏煤业集团金凤煤矿井下经常在发生短路故障时，地面水电公司35kV/10kV变电所高压馈电柜断路器发生速断跳闸动作，但井下矿用隔爆高压真空配电开关断路器却没有保护跳闸，而是在地面水电公司35kV/10kV变电所高压馈电柜断路器短路保护进行速断跳闸后，才导致井下矿用隔爆高压真空配电开关失压断电。我矿井下高压线路铺设较短，高压设备之间间隔相对不大，故障点一般距离各个高压配电点都不太远，很容易造成或者发生多级高压馈电开关同时跳闸，这也是大多煤矿井下供电普遍存在的问题。在井下供电发生短路故障时，很容易出现越级跳闸，并且越级停电跳闸会对井下供电造成很大的影响，经常是全矿井停产，同时越级停电跳闸的故障的查找和供电的恢复比较困难，从而直接影响矿井的安全生产。因此，深入分析造成井下变电所越级跳闸的原因， 对保证煤矿井下供电连续性、安全性、可靠性，具有非常重要的意义。

1 煤矿井下供电越级跳闸的原因及分析

1.1 开关定值配合问题

我矿供电都是短电缆组成的级联电网，线路首末端短路引起的短路电流相差不大，使各级变电所保护整定值难以配合，短路故障时容易造成越级跳闸；目前井下广泛采用短延时配合来防止越级跳闸，但是对线路及设备造成的短路冲击很大，容易损坏设备。若地面不给井下保护延时时间，短延时配合也无法实现。

1.2 高爆开关微电脑保护器电源问题

高爆开关微电脑保护器电源取自于高爆开关内的电压互感器，没有其他电源。在发生短路事故时，电网母线电压会突然下降，无法保证微电脑保护器正常、稳定工作。由于保护器无法正常工作，不能通过控制回路使馈电开关断路器跳闸，切除故障。从而造成越级跳闸，使煤矿井下大面积断电。

2 煤矿井下电网越级跳闸的解决方法

2.1 线路纵差保护

点对点的导引线路纵差保护：把线路两端的电流分别接入对端，根据差电流大小判断区外故障还是区内故障；点对点的数字纵差保护：线路两端的保护装置对电流值高速同步采样，通过光纤传输交换采样信息，并根据采样值计算差电流大小，判断区外故障还是区内故障。（图1）

2.2 地面集中保护法

通过通信方式把开关各项数据传输到地面服务器上，通过数据对比，实现变电所内所有高压开关的保护。（图2）

2.3 完善电网的保护整定

对于入井线路有0.5S延时的系统，可以通过上下级开关保护时间级差（一般△t=0.15S）配合来保证动作的选择性。优化我矿地面水电公司35kV/10kV变电所与井下10kV中央变电所的配合方案，在满足保护安全的情况下，地面水电公司35kV/10kV变电所适当增大速断保护整定值，尽量增大过流保护延时时间，使入井回路电缆采取分段保护。在满足井下设备运行安全的前提下，煤矿井下尽量减小速断保护的整定值，但要必须确保短路保护配合没有死区。正确的保护整定是预防煤矿井下越级跳闸的另外一个比较有效的手段。

3 结语

本文主要分析了神华宁夏煤业集团金凤煤矿井下发生短路越级跳闸的原因，并提出了个人理解的解决方法。但是在实际使用中，操作起来也比较困难。如果外加串联保护设备，是可以有效地预防越级跳闸，提高供电的安全、可靠性。

作者简介：

张贤伟（1982-），助理工程师，2008年毕业于太原理工大学机械工程专业，现任神华宁夏煤业集团金凤煤矿机电队技术员。