煤礦井下高壓電網(wǎng)越級跳閘的原因及防治措施淺議

段俊東　孫琳

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對能源的需求量的逐漸增加，煤礦開采規(guī)模也越來越大，但一些安全隱患也逐漸暴露出來。尤其是當(dāng)煤礦井下發(fā)生短路故障時(shí)，往往發(fā)生高壓網(wǎng)絡(luò)越級跳閘的事故，造成井下大面積停電，引起瓦斯積聚和排水緩慢，直接影響到井下作業(yè)工人的生命安全，如果越級跳閘到井下中央變電所，甚至?xí)斐烧麄€(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的癱瘓。為了提高煤礦井下生產(chǎn)的安全性，本文淺析了煤礦井下高壓電越級跳閘的原因以及相應(yīng)防治措施。

關(guān)鍵字：煤礦；供電系統(tǒng)；越級跳閘；原因；防治措施

1. 煤礦井下高壓電網(wǎng)越級跳閘的原因

1.1開關(guān)機(jī)構(gòu)配置不當(dāng)

隨著對煤礦開采量和開采深度的不斷增加，所需機(jī)電設(shè)備相應(yīng)投入使用增多，用電負(fù)荷也逐漸加大，井下所選用的防爆開關(guān)也在不斷的更換，但很難做到與地上供電所的電路十分匹配的[1]。但煤礦開采環(huán)境都位于在地下深處，環(huán)境比較潮濕很容易造成高壓防爆機(jī)構(gòu)卡容易卡澀、不靈活，增加開關(guān)的固有動(dòng)作時(shí)間，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，地面的高壓開關(guān)動(dòng)作快于井下高壓防爆開關(guān)從而造成越級跳閘現(xiàn)象。

1.2電流保護(hù)電流動(dòng)作值無法配合

井下饋線線路多數(shù)有兩個(gè)及以上分段負(fù)荷，節(jié)點(diǎn)間線路較短，電流速度保護(hù)沒有規(guī)定范圍，從而使節(jié)點(diǎn)間在電流動(dòng)作值上無法配合，造成節(jié)點(diǎn)間的電流速斷保護(hù)誤動(dòng)作[2]。

1.3電流保護(hù)時(shí)間極差無法配合

煤礦企業(yè)為了及時(shí)準(zhǔn)確的切除故障一般6KV電源憒出線電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限整定為0s動(dòng)作時(shí)限，這樣并下各級線路的速斷保護(hù)只能整定為0s的動(dòng)作時(shí)限。但傳統(tǒng)的速斷保護(hù)是按照上下級0.5s的級差階梯配合的原則制定的[3]。假如速斷保護(hù)采用通過動(dòng)作時(shí)限上下級互相配合的形式，需要增強(qiáng)電纜通過故障電流的導(dǎo)電能力，與此同時(shí)對電纜的絕緣和防爆性能的要求也要提升，所以需要增加對設(shè)備的投入，整個(gè)系統(tǒng)的安全性也會(huì)相應(yīng)的降低。，

1.4大型機(jī)電在井下的工作

由于每日的生產(chǎn)量的壓力的加大，在井下作業(yè)的電動(dòng)機(jī)過多，而許多電機(jī)功率大、啟動(dòng)電流大，位于供電線路的末端直接啟動(dòng)，在啟動(dòng)瞬間造成饋線末端電壓下降過多，會(huì)出現(xiàn)末端斷路器的操作回路工作電源電壓低于正常工作值，斷路器機(jī)械動(dòng)作于跳閘并關(guān)閉[4]。多臺(tái)機(jī)器且是大功率的機(jī)器同時(shí)啟動(dòng)，造成地面線路的負(fù)荷保護(hù)啟動(dòng)，經(jīng)延時(shí)后動(dòng)作于跳閘，擴(kuò)大停電事故范圍

1.5電流互感器的影響

電流互感器的保護(hù)級準(zhǔn)確率較低，且每個(gè)互感器的磁化曲線也不盡相同，斷路器在發(fā)生故障時(shí)往往采用的是電磁式保護(hù)，所以在保護(hù)的整定值與動(dòng)作值上會(huì)有一定的誤差。從而造成上下級操作不一的情況。

2. 煤礦井下高壓電網(wǎng)越級跳閘的預(yù)防及保護(hù)措施

2.1采用獨(dú)立供電或者是雙回路供電

采用獨(dú)立雙回路供電的方式，當(dāng)其中一路出現(xiàn)故障的時(shí)候其他的電路可以幫助其繼續(xù)供電，解決了現(xiàn)在的高壓電網(wǎng)采用的多級短電纜構(gòu)成的供電方式所帶來的不足和安全隱患。要不斷的優(yōu)化供電組合而不是單一的供電方式是解決跳閘的有效途徑。

2.2采用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤礦井下高壓網(wǎng)絡(luò)保護(hù)閉鎖

通過先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)科學(xué)技術(shù)，把電網(wǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)與網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)高壓電網(wǎng)絡(luò)保護(hù)上下級信息共享，實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行和操作環(huán)境，通過開關(guān)智能控制器的綜合判斷，當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)可實(shí)現(xiàn)高壓電保護(hù)線路的閉鎖。從根本上解決高壓電網(wǎng)越級跳閘的問題。

2.3在保證選擇性的前提下縮短保護(hù)之間的時(shí)間極差

科學(xué)設(shè)定過負(fù)荷保護(hù)之間的時(shí)間配合，保護(hù)動(dòng)作的快速性，實(shí)現(xiàn)在上一級確定過負(fù)荷線的前提下，保證其一下各級線路過負(fù)荷保護(hù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間極差配合。在動(dòng)作時(shí)間上，每個(gè)開關(guān)的速度與時(shí)間極差100ms-300ms過電流的保護(hù)時(shí)間極差與下一級的保護(hù)線路極差100ms-200ms，最末級的延時(shí)為100ms200ms.可以通過這個(gè)方法有效的預(yù)防高壓線路越級跳閘現(xiàn)象。

2.4改造高壓保護(hù)器

對高壓保護(hù)器的改造主要是對電流實(shí)現(xiàn)三段保護(hù)，且保護(hù)定值可以按照不同的情況下的計(jì)算值隨意改變，時(shí)間精確到毫秒級，保證到有三個(gè)及三個(gè)以上的接口可實(shí)現(xiàn)區(qū)域選擇性的連鎖保護(hù)功能。

2.5智能化的微機(jī)保護(hù)裝置

智能化的保護(hù)裝置具有能在問題出現(xiàn)時(shí)經(jīng)過計(jì)算和分析及時(shí)采取應(yīng)對措施的優(yōu)點(diǎn)，這樣可以避免問題的擴(kuò)大。煤礦井下供電負(fù)荷多為一級負(fù)荷，需要機(jī)電保護(hù)裝置具有較高的靈敏性、選擇性、可靠性和速動(dòng)性，及時(shí)對問題作出反應(yīng)，快速采取解決措施，且對系統(tǒng)中出故障的位置進(jìn)行快速的定位和切除，最大程度的減少故障的范圍。智能化的微機(jī)保護(hù)裝置它不僅有短路、過負(fù)荷、接地這些常規(guī)的保護(hù)功能，還滿足了礦井綜合智能化管理的要求，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與調(diào)控以及改變以往保護(hù)裝置只能固定時(shí)限的弊端，更好的實(shí)現(xiàn)無級調(diào)整，使上下級保護(hù)可以更好的配合[4]。被廣泛使用的ZBT-11型綜合保護(hù)器可對井下防爆進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)，還能夠協(xié)同監(jiān)控站和調(diào)度站一起構(gòu)成煤礦電網(wǎng)保護(hù)安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)。它可以及時(shí)把井下的各種設(shè)備的參數(shù)、工作狀況以及故障等所有相關(guān)的信息發(fā)送到地面上的電力調(diào)度中心。同時(shí)也可以接受地面調(diào)度站發(fā)送的遙控定制設(shè)定和信號(hào)歸復(fù)等命令，實(shí)現(xiàn)地下與地上的信息交流。更加保障了施工的安全，可以最大程度的防治電網(wǎng)越級跳閘事故的發(fā)生。

3. 結(jié)束語

雖然因?yàn)槭袌龅男枨竺旱V的開發(fā)力度越來越大，也有很多省份把其當(dāng)做支柱產(chǎn)業(yè)，但在煤礦開采中出現(xiàn)的一些安全事故更是不容忽視，這些血的教訓(xùn)告訴我們要重視煤礦開采中的安全防治措施。本篇僅從高壓電網(wǎng)越級跳閘方面做了簡短的分析，還有許多問題仍需要我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)并找出應(yīng)對措施，這樣才能保證煤礦工程良好的發(fā)展。

4. 參考文獻(xiàn)

[1] 喬淑云，李德臣. 礦井高壓電網(wǎng)防越級跳閘保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 徐州工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2011（04）

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