煤矿供电系统防越级跳闸技术分析

贾瑞堂苏祥江

（1.贵州黔西能源开发有限公司，贵州 黔西 551500；2.兖矿贵州能化有限公司，贵州 贵阳 550000）

煤矿供电系统防越级跳闸技术分析

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（1.贵州黔西能源开发有限公司，贵州 黔西 551500；2.兖矿贵州能化有限公司，贵州 贵阳 550000）

由于煤矿开采是在地下进行的，其中的空气相对地面比较稀薄，潮湿阴暗，工作设备较多，在这种环境下，电缆很容易发生短路情况，越级跳闸时有发生。文章以煤矿供电系统越级跳闸产生的原因作为切入点，研究和分析了煤矿供电系统防越级跳闸技术及其应用。

煤矿供电系统；煤矿开采；防越级跳闸技术；光纤纵差保护技术；煤矿开采

煤矿开采作为一项复杂工程，作业场地主要是在地下进行，存在着一定的安全隐患，若是不能采取一定的措施加以排除，不但影响开采工作，还直接影响工作人员的生命财产安全。煤矿供电系统是煤矿开采的照明系统，在煤矿开采中占据着重要地位。由于煤矿开采是在地下进行的，其中的空气相对地面比较稀薄，潮湿阴暗，工作设备较多，在这种环境下，电缆很容易发生短路情况，越级跳闸时有发生，对地下操作造成或多或少的影响。所以在煤矿开采的过程中，应该注重对设备进行严格检查，注重对煤矿供电系统的防越跳闸技术，从而保证煤矿开采的有效进行。

1 煤矿供电系统越级跳闸产生的原因

由于煤矿开采工作环境比较恶劣，加上环境中的水分、空气等因素，开采设备在运行的过程中，容易出现各种问题，直接影响开采。我国现阶段的地下采矿的供电设备主要由两部分组成：一部分是电气设备；另一部分是电缆部分。由于电缆在地下恶劣的环境中很容易发生氧化还原反应，加上其抗阻性能不是很高，容易造成两端电流差比较大，极易产生一系列问题：

1.1 保护控制装置产生相应的问题

保护控制装置是煤矿开采设备的重要组成部分，是保证煤矿开采工作的关键装置，对煤矿开采的供电系统起到一定的保护作用，能够有效地保证供电系统正常运行，在煤矿安全生产中具有重要作用和意义。在煤矿开采的过程中，应该选取适宜的保护控制装置，注重保护装置的性能要求。只有高性能的保护控制装置，采用有效的方式维持煤矿供电系统的正常进行。保护控制装置具有一定的预警性能，一旦在煤矿开采过程中出现安全隐患或者设备在运行、储存中产生安全隐患能够及时发出预警，所以保护控制装置必须具有一定的灵敏性。若是保护控制装置的灵敏性不高，则保护装置运行的速度就比较慢，存在的误差也会比较大，就不能充分发挥报警的作用，不可避免地会产生越级跳闸的情况。

1.2 受到矿井内部环境的影响

由于煤矿开采工作是在井底作业下完成的，矿井的环境比较恶劣，空间范围相对狭窄，空气潮湿、不流通，很容易直接影响供电系统的电力设施，使得电力设备的运行不正常，产生一系列的问题。变频器会在电力设备的影响下产生不良现象，保护设备也会受到谐波的干扰，容易产生错误操作，从而导致越级跳闸情况的发生。

1.3 电压不稳定导致越级跳闸

煤矿开采作为一项比较复杂而长期的工作，需要投入大量的人力、物力、财力。在煤矿开采的过程中，需要使用各种不同的电气设备，并要同时启动多种设备和机械，在这种情况下容易导致电压不稳定。在电压不稳定的情况，外界环境不稳定，也容易引起波动。如果电压在瞬间发生波动的时候，并没有触动到安全警戒线，那么保护开关就会自动启动，从而引起越级跳闸。

1.4 继电保护不到位

电压警戒线一直以来是煤矿开采工作中的重要组成，针对路线的故障问题，能够及时地切断电源，避免故障带来较大的损害，这也是越级跳闸的常见情况，有助于保障设备运行的正常性和工作人员生命财产安全。由于矿井过于狭窄，开采单位为了更好地利用开采空间、提升开采效率，一般都会采用短线路的供电系统方式，这种供电方式存在一定的局限性，加上煤矿井下环境的特殊性，很容易发生越级跳闸的情况。

1.5 开关的质量问题

在煤矿生产过程中，由于矿井内部环境比较复杂、设备比较繁多，其中各个设备、各个线路的开关装置也是比较繁多。若是这些开关装置的质量不过关，联动性不高，出现开关难以启动，开关启动时间较长，开关开启得比较混乱，也容易产生越级跳闸的情况。

2 煤矿供电系统防越级跳闸技术及其应用

2.1 通讯保护技术

在煤矿生产的过程中，通讯保护技术是煤矿开采技术的重要组成部分，是保证煤矿开采过程中煤矿井下人员与煤矿地面人员之间进行沟通和交流的重要设施，登记有效地监控煤矿供电系统的关键技术。通讯保护技术的形式，是在煤矿开采的地面上，合理科学地设置一个监控主机，为了保证开采有效进行，一般会在矿井内部安装智能保护器，这种智能的保护器是在监控主机的监控下进行工作的，从而有效地监控煤矿供电系统，有效地掌握各个开关之间的信息。如果在煤矿供电系统中，某一个开关智能保护器的数据出现偏差，监控主机能够快速地提取信息，通过相应的数据分析和研究，将相应的偏差数据与正常开关的定值进行比较，从而有效地判断短路线路的位置，并采取相应的措施，发出控制短路线路的指令，从而对短路线路的上级开关动作进行控制，避免越级跳闸的现象发生。在煤矿开采过程中，使用这种通讯保护技术是运用智能化控制的重要体现，可以以监控主机作为依托，通过高新技术煤矿生产中的设备开关进行有效控制。一般情况下，在煤矿生产的过程中，为了避免一些安全隐患的发生，都会采用速断跳闸的方式。但是开关跳闸往往需要一定的时间，监控主机接受信息并发出指令的时候也要一定的时间，也就是等到指令发出时间一般要比开关跳闸时间要长，在通讯保护过程中应该注重保护器的选取，便于保证通讯质量。

2.2 光纤纵差保护技术

光纤纵差保护与其他技术相比，更具有实用性能，它是线路保护不可或缺的一项技术，属于差动保护技术，在煤矿供电系统中占据着重要作用。这种技术主要依赖于光纤纵差保护器，具有较好的实用特点。在现实生活中，这种技术以电气量作为依托，形成相应的数据信息，在光纤传输的作用下实现双侧通讯，重视两侧之间的电气量比较。与一般的差动保护相比，光纤差动保护改变了以往两侧的电流差比较形式，不再运用控制电缆形成差流回路，而是以信息传输的主要线路作为主保护区域，能够对线路全部长度实现保护。也就是说，在煤矿生产的过程中，一旦供电系统出现不应该的通信故障问题，光纤差动保护技术能够很快地实现电流速断保护。光纤纵差保护器作为路线保护中的重要组成部分，能够根据上下两级开关的电流差，有效地实现保护效果。其工作原理便是一旦发生问题，下级开关的光纤差动保护器会发送相应的信号给上级开关的光纤差动保护器，便于有效地分析两端的电流差，达到及时阻断的效果。若是分析出上下级开关之间的电流差异不大，则说明电路正常。若是分析出上级开关远超于下级开关，那么说明电路中可能很大程度上出现短路问题，便能及时有效地断开上级开关，达到切断短路路线的作用。若不是出现短路情况，而是故障因素，也能根据这个原理，上级开关的光纤纵差保护器也会及时地切断开关，可见光纤纵差保护技术在煤矿开采中具有重要的作用和意义。

2.3 分站集中控制防越级跳闸技术

分站集中控制技术是煤矿采集过程中比较常见的一种技术，这种技术是防越级跳闸的关键技术，是在供电系统中设置相应的分站设备，运用这种分站设备与煤矿供电系统中最常防越级跳闸开关建立相应的联系。如果在煤矿生产的过程中，供电系统出现短路问题，相应的防越级跳闸开关能够准确地获取相关数据并将这些数据传输给分站，分站对相关数据进行分析，再得出相应的故障结果后，以故障结果数据发送相应的指令，从而有效地控制相应的开关，避免故障的蔓延。尽管分站集中控制技术是一种有效的防越级跳闸方式，但是在使用的过程中还存在一定的问题。分站集中控制技术比较注重防越级跳闸开关和分站之间的紧密联系，若是存在一定的问题，很容易影响分站集中控制技术的保护效果。

3 结语

要保证煤矿开采工作的有效进行，提升开采效果和质量，就必须注重煤矿开采过程中的供电系统的保护，运用现代化的技术保证供电系统处于正常的运行中，避免越级跳闸情况的发生。煤矿企业应该根据实际情况，结合煤矿特点，摒弃以往的保护措施，采用现代化的防越级跳闸保护系统，保证供电系统正常运行，从而保证煤矿的生产质量和效率。

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（责任编辑：周 琼）

TD611

1009-2374（2017）12-0273-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.139

贾瑞堂（1987-），男，山东曲阜人，贵州黔西能源开发有限公司助理工程师，研究方向：煤矿供电。

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