鄂尔多斯市华兴能源有限责任公司 内蒙古鄂尔多斯 010399
摘要：近些年来，矿井生产机械化程度不断提高，井下用电量也在逐渐增加。井下用电需求的增长给矿井供电系统带来了很大的挑战，一旦供电系统发生越级跳闸，将可能导致矿井出现大面积无计划停电，给矿井安全生产带来巨大的威胁。针对传统供电保护方式下供电系统出现的越级跳闸问题，制定有效的改进措施，应用新的改良供电系统保护方式具有重要意义。下面，针对煤矿供电系统运行期间，常见的“越级跳闸”故障进行分析，并提出相应的应对措施。
关键词：供电系统；防越级跳闸；漏电保护
引言
为保证井下供电安全可靠运行，拟对某矿供电系统建立良好的基于区域保护原理的防越级跳闸技术体系，即该体系既可增强间隔层的继电保护可靠性，又可提高综合自动化通信系统的稳定性。主要采用了参数识别原理，准确地辨别接地线路，并进行隔离，以防故障的扩大。
1 防越级跳闸原理
在煤矿供电系统进行监控期间，采用的解决方案就是与供电系统的日常情况相结合，通过相应的分析与研究得到的相应的方案。煤矿作业期间，在中央变电区域或者其采煤变电区域，因为煤矿供电系统出现了一些紧急情况，或者是供电设备长时间使用之后，在进行保护时，形成具有较强冲击电能的负荷现象，导致煤矿供电系统中驱动继电器可以正常运行，而驱动继电器除了具有单项输出点外，还有其他辅助输出节点。在应用辅助节点时，要对煤矿供电系统中输出电缆进行处理，将电力系统合理的进入到中央变电区域，再并入进线侧保护设施，在间隔应用煤矿供电系统时，应加强对内部保护设施的重视，其对于确保煤矿供电系统运行的安全性来说意义重大。这主要因为，保护设施在具体运行过程中，能够将煤矿系统中出现间隔的起动继电器的各项动作作为一种类似遥信输出处理，因此，发现煤矿供电系统在运行期间发出保护起动信号后，可以快速起动电路隔断，实现防越级跳闸。
2 防越级跳闸的原因分析
2.1 煤矿供电系统的保护装置出现问题
一般情况下，产生越级跳闸的主要原因有：第一，给煤矿供电系统配置的保护装置的内部设置出现问题，导致整个供电系统出现问题，发生误判，这样就能导致煤矿的供电系统中出现越级跳闸的情况；第二，当启动煤矿供电系统的保护装置之后，如果供电系统的保护装置于煤矿的设备用电存在误差过大，而使得供电系统的运行过慢或者存在误差，不能满足系统的要求，这样就会使得煤矿运行的各种机械设备用电不稳定，影响设备工作的灵敏度与工作效率，就会出现系统报警的情况，进而对电力系统的运行造成影响，造成煤矿供电系统的越级跳闸情况出现。
2.2 电压波动方面的原因
供电系统运行时若是受到雷击干扰、接地不良等会导致供电系统发生严重扰动现象，继而引发剧烈的瞬时电压波动，若是瞬时电压波动额度大于额定电压，失压脱扣器则会产生相应动作导致供电系统开关失压保护装置失去其作用，造成越级跳闸现象，并且开关跳闸出现的位置随机性较大，难以有效确定。
2.3 继电保护方面的原因
长度较短是煤矿供电系统线路的特征，一般在3km左右，但是若是供电线路两端出现短路问题，其原因差异性也较大。特别是供电运行状态存在较大差异时，若是片面地根据电流段来分析、区分供电故障，则无法取得理想效果。同时，三段式过流保护这种在电力企业较为常用的方法在煤矿供电电网系统中难以取得良好的应用效果，所以，唯有采用逐段延时跳闸的控制方式。
若是级数相对较多，整个线路中总开关控制的延时时间出现相应的累积，随着累积时间不断延长，一旦超出了既定的线路保护时间，则必然出现级差时间小于开关动作时间现象，难以实现对延时级差进行针对性的、有效的设置。因此，在进行电路过流时，保护跳闸的动作也随之启动，如此便导致了上级开关越级跳闸现象的问题。
3 合理应用
3.1 集成保护式解决方案
采用集成式保护防越级跳闸措施主要将地面变电站集成保护的工作原理，运用到煤矿井下供电，主要是将井下的高压供电间隔的微机保护措施，运用瞬间采样的方式通过光纤连接到井上集成保护系统上，也可以是工控计算机。在矿井正常工作的情况下，由地面的集成保护装置对矿井下所有的高压供电点进行计算分析与判断，如果计算出上下级之间的高压间隔存在故障电流的情况下，集成保护主机就会下发离故障最近的微机产生保护跳闸命令，由离故障点最近的断路器切断电路故障，达到保护的作用，使得电路不会产生越级跳闸的现象，在检测到通道不正常的情况下，煤矿井上的集成保护系统就会转为每个高压供电间隔点独自工作的方式，达到系统供电的稳定性。
3.2 光纤纵差保护
该项技术是目前在煤矿供电保护系统中比较常用的一种技术，是一种相对比较先进的技术，通过对该项技术的合理应用，能够有效的预防越级跳闸情况的出现。在煤矿开采作业过程中，通过对光纤纵差保护器的应用，完成对煤矿供电系统中应用的各项设备进行合理保护。在供电系统具体运行期间，若供电系统的运行受到了外界各项因素影响，会引起光电通信设备在运行过程中出现各种故障，导致系统的运转出现问题，此时，电路速度保护能够完成相应的系统保护。在对光纤纵差保护技术进行应用时，其核心原理就是对现阶段信号输入端进行合理应用，从而使下级开关纵差保护形成的各项信号信息完成相应的传输，最终，将各项信号传送到与其相连接的上级开关处。一般来说，都是在开关的上端处安装光纤纵差保护器，确保在应用过程中的作用可以得到充分发挥。
3.3 对防爆开关配置专用的控制保护后备电源
为有效解决线路开关在主电路发生故障时，保护装置缺乏长效稳定电源而失去其保护作用问题，可通过在防爆开关保护器中装配控制保护专用的、不间断的后备电源，确保在开关发生故障时保护器的可靠运行，有效避免开关控制保护电源出现问题而造成电路中断，避免开关控制器失效而造成的开关误动或者失效，进而预防越级跳闸。除此之外，采用稳定的、不间断的后备电源配置，对于开关保护装置在电源抗干扰能力方面也有较大幅度提升，有效减少了电磁干扰引发的误动跳闸现象。
3.4 智能配网的应用
智能配网的应用可以实现故障快速隔离技术与Goose技术之间的信息快速交换，并利用下级变电站的保护动作以及保护动作信号，经由矿井高速以太网实现该线路保护的快速闭锁功能，从而在保证快速性的前提下可以实现速断的选择。智能配网中的保护装置速断功能启动的同时会向上一级变电所发送闭锁信号，同时检测下一级的变电所是否有闭锁信号发出，如果检测到下一级变电所发出的闭锁信号，就要关闭速断出口，以免出现短延时后跳闸。延时时间通常会与Goose闭锁信号的传输时间进行配合，实际应用中只要在4级及以下出现线路的延时时间大于35毫秒时，就可以保证速断信息的传输可靠性。
结束语
综述可知，在内外部环境中，存在诸多因素会对煤矿供电系统造成影响而引发越级跳闸故障。必须对造成越级跳闸产生的原因进行深入分析，制定出针对性较强，可行性较高的解决措施，采用先进的控制装置，确保煤矿供电系统安全、有效运行，进而为煤矿生产工作的顺利开展提高安全有效的电力保障。
参考文献：
[1]栾永春，陈坤鹏.井下供电防越级跳闸方案浅析[J].工矿自动化，2015，41（9）：87-89.
[2]张维振，李忠奎.基于速断闭锁的煤矿高压供电系统防越级跳闸技术研究[J].煤矿现代化，2017（04）：40-43.