高 贊

神華寧夏煤業(yè)集團任家莊煤礦

探析煤礦井下電網越級跳閘的原因及其措施

高 贊

神華寧夏煤業(yè)集團任家莊煤礦

煤礦井下電網越級跳閘的預防對煤礦安全具有重要意義，煤礦一旦發(fā)生井下電網越級跳閘，就會給煤礦的安全生產帶來嚴重的威脅?；诖?，本文闡述了煤礦井下電網越級跳閘預防的重要性，對煤礦井下電網越級跳閘的主要原因及其預防措施進行了探討分析，旨在確保煤礦設備的安全運行和煤礦企業(yè)的安全生產。

煤礦井下電網；越級跳閘；預防；重要性；原因；措施

一、煤礦井下電網越級跳閘預防的重要性

煤礦安全供電是礦井井下安全生產的最重要的組成部分之一，確保煤礦井下供電系統(tǒng)各類保護裝置安全、可靠、齊全、靈敏是煤礦井下安全供電的基礎。煤礦井下的環(huán)境相對來說是十分惡劣，空間狹小、空氣潮濕，這就對煤礦井下供電系統(tǒng)提出更高的要求。井下電網發(fā)生越級跳閘會影響煤礦井下風機開關送電時間，引起瓦斯積聚，嚴重時引發(fā)瓦斯爆炸事故，嚴重威脅著礦井的安全生產。因此對煤礦井下電網開關越級跳閘的原因及其預防措施進行分析，對煤礦企業(yè)的安全生產和安全用電具有重要意義。

二、煤礦井下電網越級跳閘的主要原因分析

結合筆者實踐工作經驗，認為煤礦井下電網越級跳閘的原因主要有：(1)開關機構配置不當。隨著煤礦開采量和開采深度的不斷增加，所需機電設備相應投入使用增多，用電負荷也逐漸加大，井下所選用的防爆開關也在不斷的更換，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構卡容易卡澀、不靈活，增加開關的固有動作時間，當發(fā)生短路時，地面的開關動作快于井下防爆開關從而造成越級跳閘現(xiàn)象。(2)電流保護電流動作值無法配合。井下饋線線路多數(shù)有兩個及以上分段負荷，節(jié)點間線路較短，電流速度保護沒有規(guī)定范圍，從而使節(jié)點間在電流動作值上無法配合，造成節(jié)點間的電流速斷保護誤動作。(3)電流保護時間極差無法配合。煤礦企業(yè)為了及時準確的切除故障一般10kv電源憒出線電流速斷保護的動作時限整定為0s動作時限，這樣并下各級線路的速斷保護只能整定為0s的動作時限。但傳統(tǒng)的速斷保護是按照上下級0.5s的級差階梯配合的原則制定的。假如速斷保護采用通過動作時限上下級互相配合的形式，需要增強電纜通過故障電流的導電能力，與此同時對電纜的絕緣和防爆性能的要求也要提升，所以需要增加對設備的投入，整個系統(tǒng)的安全性也會相應的降低。(4)大型機電在井下的工作。由于每日的生產量的壓力的加大，在井下作業(yè)的電動機過多，而許多電機功率大、啟動電流大，位于供電線路的末端直接啟動，在啟動瞬間造成饋線末端電壓下降過多，會出現(xiàn)末端斷路器的操作回路工作電源電壓低于正常工作值，斷路器機械動作于跳閘并關閉。多臺機器且是大功率的機器同時啟動，造成地面線路的負荷保護啟動，經延時后動作于跳閘，擴大停電事故范圍。(5)電流互感器的影響。電流互感器的保護級準確率較低，且每個互感器的磁化曲線也不盡相同，斷路器在發(fā)生故障時往往采用的是電磁式保護，所以在保護的整定值與動作值上會有一定的誤差。從而造成上下級操作不一的情況。

三、加強煤礦井下電網越級跳閘預防的措施

1、應用獨立供電或者是雙回路供電。加強煤礦井下電網越級跳閘保護，可以采用獨立雙回路供電的方式，當其中一路出現(xiàn)故障的時候其他的電路可以幫助其繼續(xù)供電，解決了現(xiàn)在的電網采用的多級短電纜構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、應用網絡化技術實現(xiàn)煤礦井下網絡保護閉鎖。隨著科技的進步發(fā)展，可以通過先進的網絡科學技術，把電網的實時動態(tài)與網絡連接，實現(xiàn)電網絡保護上下級信息共享，實時監(jiān)控電網運行和操作環(huán)境，通過開關智能控制器的綜合判斷，當出現(xiàn)問題時可實現(xiàn)電保護線路的閉鎖。從根本上解決電網越級跳閘的問題。

3、在保證選擇性的前提下縮短保護之間的時間極差?？茖W設定過負荷保護之間的時間配合，保護動作的快速性，實現(xiàn)在上一級確定過負荷線的前提下，保證其一下各級線路過負荷保護實現(xiàn)時間極差配合。在動作時間上，每個開關的速度與時間極差100ms-300ms過電流的保護時間極差與下一級的保護線路極差100ms-200ms，最末級的延時為100ms200ms.可以通過這個方法有效的預防線路越級跳閘現(xiàn)象。

4、對保護器進行合理改造。對保護器的改造主要是對電流實現(xiàn)三段保護，且保護定值可以按照不同的情況下的計算值隨意改變，時間精確到毫秒級，保證到有三個及三個以上的接口可實現(xiàn)區(qū)域選擇性的連鎖保護功能。

5、應用智能化的微機保護裝置。智能化的保護裝置具有能在問題出現(xiàn)時經過計算和分析及時采取應對措施的優(yōu)點，這樣可以避免問題的擴大。煤礦井下供電負荷多為一級負荷，需要機電保護裝置具有較高的靈敏性、選擇性、可靠性和速動性，及時對問題作出反應，快速采取解決措施，且對系統(tǒng)中出故障的位置進行快速的定位和切除，最大程度的減少故障的范圍。智能化的微機保護裝置它不僅有短路、過負荷、接地這些常規(guī)的保護功能，還滿足了礦井綜合智能化管理的要求，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)測與調控以及改變以往保護裝置只能固定時限的弊端，更好的實現(xiàn)無級調整，使上下級保護可以更好的配合。被廣泛使用的ZBT-11型綜合保護器可對井下防爆進行監(jiān)控和保護，還能夠協(xié)同監(jiān)控站和調度站一起構成煤礦電網保護安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)。它可以及時把井下的各種設備的參數(shù)、工作狀況以及故障等所有相關的信息發(fā)送到地面上的電力調度中心。同時也可以接受地面調度站發(fā)送的遙控定制設定和信號歸復等命令，實現(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越級跳閘事故的發(fā)生。

結束語

綜上所述，隨著社會經濟的發(fā)展，對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，尤其是當煤礦井下發(fā)生短路故障時，往往發(fā)生高壓網絡越級跳閘的事故，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，甚至會造成整個生產系統(tǒng)的癱瘓。因此對煤礦井下電網越級跳閘的原因及其措施進行分析具有重要意義。

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[2]戶守巖.煤礦井下高壓電網越級跳閘防治措施[J].山東煤炭科技，2016(08)

[3]種志敏.煤礦井下電網越級跳閘原因及對策[J].科技創(chuàng)新導報，2017(03)