[摘要]在對煤礦井下供配電系統(tǒng)發(fā)生越級跳閘問題的主要原因進行闡述后，對煤礦井下供配電系統(tǒng)越級跳閘造成的危害進行了簡單歸納總結(jié)。最后，結(jié)合實際工作經(jīng)驗，對煤礦井下供電系統(tǒng)越級跳閘處理技術(shù)措施進行了分析研究。

[關(guān)鍵詞]煤礦；井下供電系統(tǒng)；越級跳閘

在煤礦井下供電系統(tǒng)中，由于其運行環(huán)境較為惡劣、影響因素較多，供電事故時有發(fā)生，除了自然氣象因素（如雷擊、輸電線路倒桿等）外，還存在配用電電氣設(shè)備制造上的缺陷、選型設(shè)計和安裝調(diào)試不當、檢修質(zhì)量不高、以及運行維護措施不到位等引起。在煤礦井下供電系統(tǒng)中，除了需要結(jié)合井下供電負荷要求采取相應(yīng)技術(shù)措施消除或減少供電事故發(fā)生外，還需要借助先進的測控保護技術(shù)措施和裝備，盡可能在最短時間內(nèi)將故障設(shè)備或線路從整個煤礦井下供電系統(tǒng)中有效切除，確保非故障性電氣設(shè)備或線路部分能夠高效穩(wěn)定的運行，縮小事故影響范圍，提高供電經(jīng)濟效益。但從大量實際煤礦井下供電系統(tǒng)運行維護經(jīng)驗可知，由于井下供電系統(tǒng)特殊原因，往往會導(dǎo)致供電系統(tǒng)繼電保護裝置出現(xiàn)“拒動”、“誤動”等不利工況，進而引發(fā)供電越級跳閘事故，不僅影響保護設(shè)備功能的正常發(fā)揮，同時還可能導(dǎo)致事故的進一步擴大，引起更為嚴重的供電事故。因此，對煤礦井供電越級跳閘原因進行歸納總結(jié)后，有針對性的采取相關(guān)處理措施有效提高井下供電系統(tǒng)運行可靠性，就顯得非常有工程實踐應(yīng)用研究意義。

1、煤礦井下供配電系統(tǒng)越級跳閘主要原因

從大量工程實踐經(jīng)驗可知，煤礦井下供電系統(tǒng)發(fā)生越級跳閘的原因不僅僅是單純短路故障或保護裝置失效引起上級開關(guān)跳閘問題，其還保護繼電保護方式、開關(guān)控制電源、電壓波動等多個方面的原因。

1.1繼電保護方式引起越級跳閘

由于煤礦井下供電系統(tǒng)通常屬于短路徑供電系統(tǒng)，其供電總長度大致只有1-2km左右，也就是當線路發(fā)生短路故障時，其線路首端與末端的短路電流值間相差較小，這就給保護裝置保護整定動作可靠性和準確性提出了更高的要求，也就是基本不能依靠短路電流值來將故障區(qū)段從供電系統(tǒng)中有效排除。也就是說，電力行業(yè)常用的三段式過流保護方式在煤礦井下供電系統(tǒng)中，不能發(fā)揮出非常優(yōu)越的保護性能，也就只能采用逐段延時跳閘的時間級差整定方式，這樣勢必會造成供電系統(tǒng)發(fā)生過流時開關(guān)同時啟動保護跳閘動作，出現(xiàn)上級開關(guān)越級跳閘問題。另外，現(xiàn)有供電系統(tǒng)中常用的縱差保護方式，通常適用于長距離輸電線路的短路保護，而煤礦井下供電系統(tǒng)不僅需要保護總降壓變電所電源線路不發(fā)生越級跳閘問題，同時還需要當支路發(fā)生短路故障后，能夠有選擇性跳分支開關(guān)，避免總開關(guān)出現(xiàn)越級跳閘問題，造成其他非故障分支線路發(fā)生停電事故。也就是說常規(guī)縱差保護方式不適用于煤礦井下供電系統(tǒng)一條進線多支路的短距離過流保護作用，也就不能確保分支線路發(fā)生短路故障后配電總開關(guān)不發(fā)生越級跳閘問題， 縱差保護應(yīng)用范圍和保護功能較為有限。

1.2開關(guān)控制電源引起越級跳閘

由于煤礦井下供電系統(tǒng)中存在諧波、電壓波動、瞬間失壓、電涌、三相不平衡等不利工況。供電系統(tǒng)在這種惡劣的運行環(huán)境中，其控制和保護裝置自身的開關(guān)控制電源很容易出現(xiàn)故障問題，從而造成分支線路發(fā)生短路故障后，控制和保護裝置開關(guān)控制電源不能按照設(shè)計要求正常動作，進而引起保護控制裝置發(fā)生“拒動”或“誤動”問題，引起設(shè)備發(fā)生越級跳閘問題。

1.3失壓引起越級跳閘

為了提高煤礦井下供電系統(tǒng)供電可靠性，煤礦供電系統(tǒng)中高低壓開關(guān)均設(shè)有對應(yīng)的失壓脫扣器，也就是當失壓脫扣器運行電壓高于額定電壓85%時，其可以有效吸合動作；而當工作電壓持續(xù)保持高于額定電壓65%時，可以保持吸合工況，低于35%時，則能可靠分斷。也就是說失壓脫扣器工作電壓在35%-65%范圍時，是一個不可靠動作工作段，同時失壓脫扣器是一個機械速斷動作機構(gòu)，沒有設(shè)置對應(yīng)延時動作控制回路。如果此時，煤礦井下供電系統(tǒng)中發(fā)生瞬時短路后，導(dǎo)致工作低壓低于額定電壓的65%時，則失壓脫扣器會瞬間動作保護，要明顯先于設(shè)置了延時過流保護動作，這樣就會供電系統(tǒng)中過流延時保護設(shè)置出現(xiàn)功能失效問題，引起煤礦井下供電系統(tǒng)中出現(xiàn)開關(guān)無序越級跳閘，大大影響井下供電安全可靠性。

1.4漏電裝置保護選擇性較差引起越級跳閘

為了防止或減少煤礦井下供電系統(tǒng)接地造成嚴重災(zāi)害事故發(fā)生，在《煤礦安全規(guī)程》中明確規(guī)定煤礦井下高壓供配電網(wǎng)，必須采取相應(yīng)技術(shù)措施限制單相接地電容電流在20A以內(nèi)的范圍。由于煤礦井下供電系統(tǒng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)，裝設(shè)補償裝置進行故障選型的準確定位非常困難，而常用的功率方向性選擇保護可能由于諧波、電氣干擾等造成漏電保護功能失效或誤動，從而造成供電系統(tǒng)發(fā)生漏電越級跳閘問題。

2、煤礦井下供配電系統(tǒng)越級跳閘造成的危害

煤礦井下供配電系統(tǒng)發(fā)生越級跳閘問題，會影響整個采區(qū)作業(yè)面的正常安全用電。若越級擴大到采區(qū)變電所，則將會引起整個采區(qū)作業(yè)面內(nèi)的配用電設(shè)備發(fā)生大面積停電事故，不僅會影響采區(qū)作業(yè)面上的正常穩(wěn)定生產(chǎn)，同時還會影響井下各級風(fēng)井和水泵等電機拖動系統(tǒng)的正常供電，導(dǎo)致瓦斯井下短時間內(nèi)大量積聚和排水緩慢，直接威脅到井下作業(yè)人員的人身財產(chǎn)安全。如果越級跳閘問題發(fā)生在井下中央變電所，則將會引起整個煤礦井下供電系統(tǒng)發(fā)生嚴重癱瘓，造成大量的停電經(jīng)濟損失，礦井安全性能大大降低。

3、煤礦井下供電系統(tǒng)越級跳閘處理技術(shù)措施

對于關(guān)系到煤礦井下安全生產(chǎn)作業(yè)的供電線路，應(yīng)嚴格按照《煤礦安全規(guī)程》（2009）第四百四十二條中的規(guī)定，實行獨立雙回路供電方式，即當其中任一回路出現(xiàn)停止故障后，其余非故障回路可以繼續(xù)為特殊負荷提供電能，確保井下供電安全。在保護裝置選型設(shè)計過程中，其保護和動作性能要可靠及時，并要設(shè)置準確的下限參數(shù)。為了增強保護開關(guān)動作的選擇性，應(yīng)在上級開關(guān)中設(shè)置上限參數(shù)，這樣完善的開關(guān)動作搭配，可以有效避免井下供電系統(tǒng)越級跳閘問題發(fā)生，提高供電系統(tǒng)控制保護開關(guān)動作可靠性和選擇性。合理按照上下限動作保護參數(shù)選擇保護控制開關(guān)，并選擇帶有實時通訊功能的保護器，以便井下供電系統(tǒng)運行人員在工作站就能實時觀察和記錄各級開關(guān)的動作運行參數(shù)情況，這樣既可以保證在發(fā)生短路故障后，保護控制開關(guān)能夠有序可靠性動作，同時又能提高保護開關(guān)動作的靈敏性和選擇性。

參考文獻

[1]吳文瑕，井下電網(wǎng)越級跳閘的研究及解決建議[J].工礦自動化， 2008 (12): 136-138.