探析煤礦井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘的原因及其措施

高 贊

神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)任家莊煤礦

探析煤礦井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘的原因及其措施

高 贊

神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)任家莊煤礦

煤礦井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘的預(yù)防對(duì)煤礦安全具有重要意義，煤礦一旦發(fā)生井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘，就會(huì)給煤礦的安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的威脅?；诖耍疚年U述了煤礦井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘預(yù)防的重要性，對(duì)煤礦井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘的主要原因及其預(yù)防措施進(jìn)行了探討分析，旨在確保煤礦設(shè)備的安全運(yùn)行和煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。

煤礦井下電網(wǎng)；越級(jí)跳閘；預(yù)防；重要性；原因；措施

一、煤礦井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘預(yù)防的重要性

煤礦安全供電是礦井井下安全生產(chǎn)的最重要的組成部分之一，確保煤礦井下供電系統(tǒng)各類保護(hù)裝置安全、可靠、齊全、靈敏是煤礦井下安全供電的基礎(chǔ)。煤礦井下的環(huán)境相對(duì)來說是十分惡劣，空間狹小、空氣潮濕，這就對(duì)煤礦井下供電系統(tǒng)提出更高的要求。井下電網(wǎng)發(fā)生越級(jí)跳閘會(huì)影響煤礦井下風(fēng)機(jī)開關(guān)送電時(shí)間，引起瓦斯積聚，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)瓦斯爆炸事故，嚴(yán)重威脅著礦井的安全生產(chǎn)。因此對(duì)煤礦井下電網(wǎng)開關(guān)越級(jí)跳閘的原因及其預(yù)防措施進(jìn)行分析，對(duì)煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)和安全用電具有重要意義。

二、煤礦井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘的主要原因分析

結(jié)合筆者實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為煤礦井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘的原因主要有：(1)開關(guān)機(jī)構(gòu)配置不當(dāng)。隨著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。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)，地面的開關(guān)動(dòng)作快于井下防爆開關(guān)從而造成越級(jí)跳閘現(xiàn)象。(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。(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10kv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(jí)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(jí)0.5s的級(jí)差階梯配合的原則制定的。假如速斷保護(hù)采用通過動(dòng)作時(shí)限上下級(jí)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(duì)電纜的絕緣和防爆性能的要求也要提升，所以需要增加對(duì)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。(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。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。(5)電流互感器的影響。電流互感器的保護(hù)級(jí)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(jí)操作不一的情況。

三、加強(qiáng)煤礦井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘預(yù)防的措施

1、應(yīng)用獨(dú)立供電或者是雙回路供電。加強(qiáng)煤礦井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘保護(hù)，可以采用獨(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)在的電網(wǎng)采用的多級(jí)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、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤礦井下網(wǎng)絡(luò)保護(hù)閉鎖。隨著科技的進(jìn)步發(fā)展，可以通過先進(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)電網(wǎng)絡(luò)保護(hù)上下級(jí)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)電保護(hù)線路的閉鎖。從根本上解決電網(wǎng)越級(jí)跳閘的問題。

3、在保證選擇性的前提下縮短保護(hù)之間的時(shí)間極差?？茖W(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(jí)確定過負(fù)荷線的前提下，保證其一下各級(jí)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(jí)的保護(hù)線路極差100ms-200ms，最末級(jí)的延時(shí)為100ms200ms.可以通過這個(gè)方法有效的預(yù)防線路越級(jí)跳閘現(xiàn)象。

4、對(duì)保護(hù)器進(jìn)行合理改造。對(duì)保護(hù)器的改造主要是對(duì)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(jí)，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。

5、應(yīng)用智能化的微機(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(duì)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(jí)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(duì)問題作出反應(yīng)，快速采取解決措施，且對(duì)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(cè)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(jí)調(diào)整，使上下級(jí)保護(hù)可以更好的配合。被廣泛使用的ZBT-11型綜合保護(hù)器可對(duì)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(cè)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(jí)跳閘事故的發(fā)生。

結(jié)束語

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)能源需求量的不斷增加，使得煤礦開采規(guī)模越來越大，使得安全隱患不斷增多，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(jí)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(jí)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。因此對(duì)煤礦井下電網(wǎng)越級(jí)跳閘的原因及其措施進(jìn)行分析具有重要意義。

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