分析煤礦井下供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘保護(hù)

摘要：煤作為我國(guó)非常重要能源，也是冶金、化學(xué)工業(yè)原材料，在我國(guó)眾多地方都進(jìn)行深度開(kāi)采，由于煤深埋地下，想要加以利用就需要向下進(jìn)行深度開(kāi)采，其安全性必須得到保障，當(dāng)下煤礦井下開(kāi)采主要由電力系統(tǒng)支持，煤礦井下供電系統(tǒng)如果出現(xiàn)問(wèn)題不光需要支出修繕成本，并且在停電時(shí)無(wú)法進(jìn)行生產(chǎn)從而降低礦井生產(chǎn)效率，并且為井下人員生命安全也帶來(lái)一定隱患。所以電力系統(tǒng)是否安全完善，保障了煤礦中人員安全、生產(chǎn)效率、支出成本。在對(duì)井下電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐暇聦?shí)際情況，利用多種保護(hù)措施進(jìn)行保護(hù)。所以，本文主要以煤礦井下供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘保護(hù)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并舉出幾種保護(hù)措施，提供參考。

關(guān)鍵詞：礦井安全;供電系統(tǒng);越級(jí)跳閘保護(hù);保護(hù)措施

礦井采用多級(jí)供電形勢(shì)，作為煤礦井下供電特點(diǎn)，有以下幾個(gè)主要特質(zhì)，短路電流大，供電電纜短，線(xiàn)路末端集中點(diǎn)部分重負(fù)荷，由于開(kāi)關(guān)頻繁末端大型設(shè)備，驅(qū)動(dòng)電流大，并且時(shí)間長(zhǎng)，進(jìn)而電壓質(zhì)量差，使過(guò)流保護(hù)整定級(jí)差小，所以導(dǎo)致在越級(jí)跳閘時(shí)會(huì)造成大面積停電，隨供電變電站與工作面移動(dòng)以及變動(dòng)頻繁的運(yùn)行方式等原因，便會(huì)造成越級(jí)跳閘，越級(jí)跳閘所造成的的后果十分嚴(yán)重，因此對(duì)于越級(jí)跳閘應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)管理，并根據(jù)礦井上下實(shí)際情況針對(duì)性對(duì)礦井供電系統(tǒng)制定越級(jí)跳閘解決方案，以此確保礦井正常運(yùn)作，礦井生產(chǎn)效率，節(jié)省成本支出，并保障工作人員生命財(cái)產(chǎn)安全。

一、井下供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘解決方案

（一）對(duì)設(shè)施性能進(jìn)行定期檢修維護(hù)

在設(shè)施投放前就應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)施質(zhì)量，安裝質(zhì)量進(jìn)行專(zhuān)業(yè)檢測(cè)，確保保護(hù)實(shí)施投入使用中不會(huì)因?yàn)橘|(zhì)量原因造成越級(jí)跳閘施工故障。并需要安排專(zhuān)業(yè)檢修人員，定期對(duì)保護(hù)設(shè)施進(jìn)行設(shè)備檢測(cè)，確保設(shè)施運(yùn)行正常，并根據(jù)設(shè)施情況填寫(xiě)維修檢測(cè)記錄，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)記錄并開(kāi)展解決方案。所有保護(hù)設(shè)施需要統(tǒng)一配套，這在管理與維修過(guò)程中能夠提升效率方便檢測(cè)與維修。平時(shí)將綜合保護(hù)裝置自身運(yùn)作時(shí)間與斷路器跳閘實(shí)踐歸納于故障切除時(shí)間，通過(guò)觀(guān)測(cè)儀器皆可對(duì)以上時(shí)間進(jìn)行科學(xué)性觀(guān)測(cè)，確保保護(hù)設(shè)施無(wú)論是理論中還是實(shí)踐運(yùn)行中得到保障，從而使礦井供電更加安全[1]。

（二）制定科學(xué)合理的保護(hù)定值

電流三段式保護(hù)作為礦井普遍使用的保護(hù)方式額定值需要進(jìn)行定位，配電所、線(xiàn)路以及設(shè)備結(jié)合供電線(xiàn)路中短路的容量，進(jìn)行具體參數(shù)值計(jì)算，之后參照短路電流確定保護(hù)值的整定，利用科學(xué)合理運(yùn)算手段以實(shí)際工作現(xiàn)場(chǎng)為標(biāo)準(zhǔn)，合理擬定保護(hù)值，確保供電系統(tǒng)正常運(yùn)作。

（三）電力監(jiān)控防止方案與原理

如短路故障由井下變電所產(chǎn)生，由于間隔保護(hù)裝置啟動(dòng)，使得繼電裝置開(kāi)始運(yùn)行，借由電纜聯(lián)通上級(jí)變電所的保護(hù)裝置，在繼電裝置中存在一個(gè)輔助接點(diǎn)，這就使得進(jìn)線(xiàn)間隔保護(hù)設(shè)備直接將出現(xiàn)間隔繼電裝置啟動(dòng)信號(hào)作為輸入處理信號(hào)。同時(shí)接受出線(xiàn)間隔發(fā)出的保護(hù)信號(hào)與在進(jìn)線(xiàn)間隔完全啟動(dòng)后，將會(huì)延時(shí)150 ms后速斷保護(hù)閉鎖，利用出現(xiàn)間隔設(shè)備的微型機(jī)械確保完成速斷，保障跳閘作業(yè)順利完成。出線(xiàn)間隔完成對(duì)故障有效切除后，保護(hù)裝置由進(jìn)線(xiàn)間隔確保返回。如此來(lái)說(shuō)，礦井中，上下兩極變電所之間，通訊系統(tǒng)直接傳輸至上級(jí)變電所饋線(xiàn)間隔中，利用光纖從下級(jí)進(jìn)線(xiàn)間隔繼電裝置運(yùn)行的信號(hào)，作為微機(jī)保護(hù)的搖信信號(hào)之一。如果，短路問(wèn)題由下級(jí)供電系統(tǒng)造成時(shí)，本級(jí)以同樣的方式進(jìn)行150ms后速斷閉鎖，從而起到有效防止越級(jí)跳閘施工發(fā)生。

（四）光纖縱差防治

就是在井下應(yīng)用井上短線(xiàn)路全線(xiàn)路速動(dòng)原理。比如，井下變電所線(xiàn)路與礦井上地面變電所中不設(shè)光纖縱差保護(hù)裝置，該裝置能夠判定三項(xiàng)電流向量是否為零，就是由對(duì)供電系統(tǒng)中兩側(cè)三項(xiàng)電流變化情況來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而判定是否會(huì)發(fā)生動(dòng)作。如此來(lái)說(shuō)，當(dāng)互感裝置二次測(cè)量到繼電裝置所測(cè)得電流超過(guò)預(yù)設(shè)的保護(hù)整定值時(shí)，便會(huì)立即觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作，并及時(shí)切斷故障線(xiàn)路開(kāi)關(guān)[2]。

（五）集成保護(hù)防治

井下變電集成保護(hù)技術(shù)應(yīng)用于井下生產(chǎn)的一種模式即使基層保護(hù)防治技術(shù)，作為這項(xiàng)技術(shù)的工作原理，下面進(jìn)行概要講解其保護(hù)原理，井下各高壓供電間隔微機(jī)保護(hù)瞬時(shí)參數(shù)直接傳輸至地面集成保護(hù)系統(tǒng)，是借由專(zhuān)用光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行展開(kāi)，并通過(guò)地面繼承保護(hù)由系統(tǒng)對(duì)井下各高壓供電區(qū)域的電流展開(kāi)全面分析與判定。當(dāng)系統(tǒng)上下級(jí)多個(gè)高壓間隔全部存在故障電流以解算分析得出，地面集成保護(hù)系統(tǒng)便會(huì)借助光纖網(wǎng)絡(luò)向距離故障區(qū)域最近的微機(jī)保護(hù)發(fā)出操控指令，操控短路裝置斷開(kāi)故障點(diǎn)。除此之外，由于檢測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題而導(dǎo)致無(wú)法正常運(yùn)行時(shí)，為確保供電保護(hù)有效性，地面集成保護(hù)系統(tǒng)便可以把作業(yè)模式切換成各高壓供電間隔保護(hù)自動(dòng)作業(yè)模式。為確保保護(hù)有效性同時(shí)達(dá)成選擇性，需使用下級(jí)變電站保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，通過(guò)專(zhuān)用以太網(wǎng)系統(tǒng)快速啟動(dòng)本級(jí)供電線(xiàn)路中速斷保護(hù)。當(dāng)處于極限狀態(tài)下線(xiàn)路末端只能存在電流定值，無(wú)法達(dá)成選擇性需求，想要全部啟動(dòng)速斷保護(hù)功能需通過(guò)故障電流的保護(hù)設(shè)施開(kāi)展。本級(jí)速斷保護(hù)裝置啟動(dòng)的同時(shí)，智能配網(wǎng)系統(tǒng)便可借助以太網(wǎng)快速通道向上級(jí)供電網(wǎng)絡(luò)即時(shí)發(fā)出故障閉鎖信號(hào)，需嚴(yán)格檢測(cè)對(duì)下級(jí)供電網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)出閉鎖信號(hào)，如果產(chǎn)生相關(guān)閉鎖信號(hào)被檢測(cè)到，便會(huì)立即啟動(dòng)速斷裝置閉鎖，并延時(shí)時(shí)長(zhǎng)則基于GOOSE閉鎖信息傳輸耗時(shí)予以確定，延時(shí)用時(shí)不會(huì)超過(guò)35ms，一般是對(duì)4級(jí)以下出線(xiàn)線(xiàn)路來(lái)說(shuō)。使用這種措施開(kāi)展保護(hù)后，只需要確保其靈敏度，對(duì)各級(jí)線(xiàn)路保護(hù)速斷定值都無(wú)需對(duì)選擇性進(jìn)行考量，并在實(shí)際使用中需選用相近定值，有效性得到增強(qiáng)[3]。

二、總結(jié)

綜上所述，煤礦井下供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘保護(hù)是非常重要的保護(hù)措施，礦井下供電系統(tǒng)運(yùn)行安全性、有效性一直被礦金供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘施工所干擾，對(duì)于提升礦井作業(yè)有效性來(lái)說(shuō)，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)越級(jí)跳閘問(wèn)題有效解決，是當(dāng)前提升礦井作業(yè)安全、效率的主要目標(biāo)。所以，作為礦井管理者需高度重視煤礦井下供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘問(wèn)題，在煤礦實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，與遇見(jiàn)的問(wèn)題，選擇最優(yōu)解決方案，以此來(lái)解決煤礦井下供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘問(wèn)題，對(duì)于越級(jí)跳閘有效保護(hù)的同時(shí)不光降低事故發(fā)生時(shí)所需要支出的成本，更提高煤礦井下綜合效益，為井下人員安全提供保障，

參考文獻(xiàn)：

[1]康志國(guó). 斜溝煤礦10 kV供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘情況分析及應(yīng)對(duì)措施[J]. 煤礦機(jī)電， 2018（3）：83-85.

[2]郭旭. 煤礦供電系統(tǒng)防越級(jí)跳閘改造方案設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)電工程技術(shù)， 2019（5）：234-235.

[3]沈亞兵. 煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電保護(hù)研究[J]. 機(jī)電工程技術(shù)， 2018（7）：75-76.

作者簡(jiǎn)介：劉武臣，1983年7月出生，畢業(yè)于河南理工大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，本科，現(xiàn)任洛陽(yáng)義安礦業(yè)公司從事機(jī)電技術(shù)管理工作