李晓东
淮河能源集团煤业公司顾桥煤矿 安徽 淮南 232001
摘要：在国内科技水平不断增强的背景下，电业领域也在快速发展。其中在火力发电方面，通常都会涉及到煤矿开采工作的开展。具备稳定性强的输电网络对矿井作业的安全发展具有无可替代的现实意义。所以就有必要对矿井供电系统中的越级跳闸问题和技术、方法的运用等做出研讨。
关键词：供电系统；防越级跳闸；应用；注意事项
1 矿井供电系统防越级跳闸应用的重要性
想要保证煤矿开采工作的安全、高效开展，就应当加大对矿区供电系统防越级跳闸技术运用的重视。国内各行业领域的发展离不开对煤炭资源的运用，所以说，煤矿开采工作的高效率开展会促进社会经济的快速提升。而煤矿开采具有明显的系统性，一旦其中的一个子系统突发异常情况，就容易使得煤矿开采不能稳定开展，所以，就应当对煤炭矿井供电系统越级跳闸问题做出有效解决，借助相应性的方法最小化供电系统越级跳闸的可能性。不仅如此，在构建矿井过程中，还会体现出项目多、成本大、时期长、人员多的特征，所以煤矿开采若是突发安全问题，就可能会严重妨碍到社会的有序化发展。那么想要有效防止以上异常情况和问题，煤矿企业就需要对煤炭矿井供电系统越级跳闸问题做出有效解决，以此保证对煤矿矿井供电系统防越级跳闸进行高质量和高成效运用，促进社会经济的快速提升。
2 煤矿供电系统防短路越级跳闸的常见技术及分析
2.1 光纤纵联差动保护技术
光纤纵联差动保护技术是建立在基尔霍夫电流定律基础上的。它利用光纤将安装在线路两端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端，将两端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围外，从而决定是否切断被保护线路。纵联差动保护只在保护区内短路时才动作，不存在与系统中相邻元件保护的选择性配合问题，因而可以快速切除整个保护区内任何一点的短路，该技术成熟可靠，抗干扰能力强，且可在不改变现有装置结构的基础上实现。但光纤纵联差动保护仅能保护“一进一出”型开关之间的线路，不能保护线路两端的母线，存在保护死区。光纤纵联差动保护需要实现线路两侧电流信息的同步处理，增加了利用现有矿用保护装置实现的技术难度，且需要敷设大量的专用通讯光纤，从而导致井下供电系统网络设计复杂、成本大量增加。另外，由于煤矿工作条件较差、环境比较恶劣，通讯光纤和电缆容易受到挤压碰撞，从而导致光纤纵联差动保护因丢失通信信道而失效。
2.2 基于数字化集成保护的防越级跳闸技术
基于数字化集成保护的防越级跳闸技术是一种将地面变电站集成保护的原理应用在煤矿井下一种方式。这种技术方案的实现需要在地面安装一套集成保护装置或计算机主机，供电系统中所有高压开关综合保护装置采集到的电参数通过专用的光纤通道传输到集成保护装置或计算机主机中，由地面的集成保护装置或计算机主机对采集到的电参数进行分析和逻辑判断。在上下级多个高压开关均通过故障电流时，集成保护装置或计算机主机会向离故障点最近的微机保护发送跳闸命令，由离故障点最近的断路器切除短路故障。集成保护系统自带自检功能，在检测到通讯故障时，系统自动闭锁集成保护功能，转换为常规情况下由高压开关保护器自行保护的工作方式。该技术保护功能完善，可有效防止越级跳闸现象的产生。但是，该技术方案的实现需要通过增加配套的软硬件设备建立专用的电力监控系统，并需要将现有开关的综合保护器和低精度传感器更换为专用保护器和高精度互感器，但防爆开关更换部件后需要重新进行安标管理认证。此外，该技术对数据的同步采样要求严格，对通信的可靠性要求较高。因此，短时间内，该技术方案还难以在煤矿推广实现。
3 煤矿供电系统短路越级跳闸的应对措施
根据以上技术分析比较，结合本人所在煤矿的当前实际情况，本人认为防止煤矿供电系统短路越级跳闸应从以下几方面着手：
3.1 防爆开关配置控制保护专用后备电源
目前，煤矿井下防爆开关都没有后备电源。当主电路故障时，控制保护装置由于没有稳定电源而不能可靠工作，导致防爆开关产生误动、拒动，造成越级跳闸，且发生故障后，保护装置不能记录报警信息，为故障排查和分析带来不便。配置保护专用后备电源的配置不仅能解决以上问题，还可提高开关保护控制装置对电源的抗干扰能力，避免因电磁干扰造成保护误动跳闸。
3.2 规范进行整定保护
根据手册规范要求，进行线路保护整定计算，且要根据供电网络变化情况及时核算修改。整定计算要留有计算过程，以便于进行后续修订工作。煤矿应制定严格的管理制度，用电单位的负荷调整必须经过供电管理部门审批备案，保护定值的修改必须由供电管理部门进行。
3.3 各级变电所进线设置光纤纵联差动保护
煤矿供电系统中，通常各个变电所都存在距离短、截面大的电缆线路，造成变电所进线短路电流与出线短路电流相差不大。通过设置光纤纵联差动保护，并将进线短路保护整定适当放大的方式，可将短路保护跳闸限定在距离故障点最近的本级变电所内，避免短路越级跳闸向更高一级变电所发展。
3.4 加强日常检修、巡查和管理工作
设备检修、设备巡回检查、电缆外观检查、电缆绝缘摇测等日常工作是保证供电系统设备正常、可靠运行的基础条件。保证开关动作可靠、电缆吊挂规范、线路绝缘良好，能在很大程度上减少短路越级跳闸现象的发生。因此，煤矿各级单位应制定管理制度，并明确职责分工、检修周期、检修项目等具体内容。在条件具备的情况下，应利用煤矿综合自动化系统平台，建立包含“一台一档”信息、检修维护信息、运行故障信息等在内的智慧化供电系统，自动给出故障预警和检修维护提示信息。
3.5 监控系统软件防病毒，可靠性高
Windows操作系统应用普遍，流行病毒多，很容易受到黑客攻击，安全性差。为此，该系统特采用了最安全的军工安全级Linux操作系统的监控软件平台，Linux操作系统源码开源，安全分区管理，安全级别高，病毒少，不容易被黑客攻击；采用基于Linux操作系统的煤矿供电监控系统，对于保证煤矿供电安全具有重要意义。
3.6 隔爆型短路闭锁控制器
第一，闭锁控制信号可以通过电缆来进行传输，同时也可以通过光缆来进行传输，可以适用在各种不同环境的景象布线形式；第二，防越级跳闸闭锁控制器在工作过程当中的通讯能力相对较强，可以直接通过进入以太网或者是电力监控系统来进行工作；第三，防越级跳闸闭锁控制器，在线路工作当中具有良好的检测以及断线监测等方面的功能，当断线控制器内部的故障产生报警信号的情况下，可以直接发现故障产生的具体点位，方便后续检修工作人员到检修工作；第四，因为闭锁控制器在整个智能保护性能上相对比较优良，因此可以有效防止短路越级跳闸问题的产生，在实际的工作过程中可以将其单独设置和使用，可以有效预防供电系统内部产生不良的越级跳闸问题，同时该设备也可以和电力监控系统之间进行配合应用，实现对整个电力线路进行全面的分析和控制。
4 结束语
综上所述，井下各站出线和进线间防越级跳闸以及井上电源和井下负荷之间的防越级跳闸逻辑的应用，解决了出线故障进线一起跳闸的越级跳闸现象，使各级间保护动作的选择性得以建立，保证了供电的安全性和可靠性。
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