李明
淮河能源集团煤业公司军民融合项目部筹备组 安徽淮南 232000
摘 要：10/6kV电压等级用于煤矿井下生产，线路长度短，过电流保护时限短，系统运行的差异有些大，过流和速断保护设置还有很大困难。因此，有时会出现短路越级跳闸。在分布独立式继电保护装置中，不能有效解决越级跳闸的问题，易将故障范围变大，后果更加严重。随着数字技术和光纤网络的飞速发展，数字化集成保护方案被用于不断提高保护功能的速度和可靠性。利用电流纵联差动保护、通信级联闭锁等方法更改，加强以往的继电保护装置和智能变电站区域集中控制技术，可以有效解决煤矿供电越级跳闸问题。
关键词：煤矿；供电；越级跳闸
1煤矿供电越级跳闸的原因
1.1失压保护
煤矿井下安装了高压隔爆开关和独立欠压脱扣器，基于有关标准，若端电压降到额定电压的35%以下，那么开关装置需满足可靠的分闸动作。若端电压超过额定电压的65%，则开关装置无法出现分闸动作，在额定电压的35%-65%，开关应满足可动需求。此外，欠压脱扣器的动作电流和时间不能适度调节以确保其瞬动特性。如果馈线的短路位置靠近母线，则母线电压将暂时失去电压，因此进线开关、上级开关的母线均可能欠压脱扣跳闸，然后出现越级跳闸。
1.2短线路因素
短线路跳闸的可能性更高，因为短线路本身通常具有很小的阻抗值，并且通常在背侧系统与线路之间存在非常大的阻抗比。因此，若存在短路情况，则在短路点处，短路电流遵循平缓变化曲线IK=f（I），在该行的起点和终点，存在很小的电流差。开关B基于流过线路末端的最大电流设置，并且不为最小操作模式供应保护，通过最小首段短路电流进行测试，且保护灵敏度不足。若使用一样的灵敏度系数方法进行设置，则会更改短路保护范围，同时线路I间短路故障可能会导致越级跳闸。
1.3整定方法不合理
目前，大量煤矿是根据传统设置计算高压短路保护的，该设置值是在设置了最大负载电流后获得的，该值小于在短路电流设置之后获得的整定值，短路发生后，将激活沿线保护，这时开关的机械特性决定了开关的跳闸动作，这会导致短路越级跳闸事故的发生。
1.4系统运行方式不同
如果系统运行方式不同，则在最大运行方式下，会有较大的短路电流；在最小运行模式下，短路电流会更小。因此，在线路的同一点，由于工作模式存在差别，短路电流也将不一样。开关B是根据最大短路电流整定的，但在最小运行方式下，却没有相应的保护范围。因此，使用相同的灵敏系数法作为短线路，开关B的整定值将减小，并且线路处于最小运行方式，此方式下具有一定的保护范围，但是在最大运行方式下该保护区间已更改，这也许会导致越级跳闸。
1.5CT不匹配短路电流值
煤矿中用到的高压隔爆开关通常使用10P10型作为电流互感器的保护线圈，只要一次电流不超过额定电流的10倍，就可以保证精度在10%以内，如若开关短路保护整定值达到了该值以上，则易产生拒动情况而出现越级跳闸。例如，某一开关的CT比为100/5，最大测量范围为100A。如若在线路末端，则最大短路电流达到2000A，在此情形下，短路保护需达到2600A的整定值。如若一个接一个地进行整定，它将达到CT测量范围以外的结果。
2线路复杂引起的越级跳闸及解决措施
2.1线路复杂引起越级跳闸
分级供电是矿井中经常使用的一种供电方法，在该方法的应用中，完成相应的供电操作时，整条线路使用的电缆相对有些短，线路收尾两端电流幅值的比差也小。
通过部门电缆的剖析，甚至可以看出末端电流远远大于手端段落的电流幅值，同时也减小了速断保护区间，在某些特殊情况下，甚至可能为零[1]。尽管线路也很长，但从实际情况来看，在特定的操作过程中，这些线路在线路末端有很大的负载，并且电缆的横截面也很多。所以在线路的运行中，若线路发生短路状况，则更难实现速度协调。可以看出，如果较低级别发生了短路，那么很有可能导致越级跳闸事故。
2.2改善供电结构
改良供电结构是管理繁杂线路引起越级跳闸问题的有效措施，可通过降低供电级数来实现相应的调整工作[2]。在调整的过程中，应根据供电的详细情况，对运行过程中使用的各种机电设备进行检查、维修和管理，通过这种方法，最大程度地消除可能会影响线路操作期间线路操作的各个项目因素。比如有必要在线路运行过程中加强对每个开关的分析，做好维护管理，确保开关的良好性能，避免在使用过程中发生卡塞等不良情况；科学地识别电流互感器，在特定的识别过程中，如若发现不符合要求的产品，则必须及时更换，以免由于单个产品而对整个系统的运行产生不利的影响；加强接地和屏蔽管理，大大减少受系统波动影响。此外，有必要规范对井下重点线路越级跳闸的预防。比如改良变电线路的结构，加强设备维修和管治措施，降低越级跳闸的可能性。
3开关配置问题引起的越级跳闸及相应的解决措施
3.1开关配置问题
随着煤矿开采技术的发展，煤矿开采范围始终呈扩大趋势，提升了煤矿的开采效率，同时增加了用电负荷和整个供电系统的开关数量，实现开关多样化，对于不同的开关老化，保护和设计方法同样不同，开关之间时常会发生冲突，如若同时使用不同的开关，也许会导致误动跳闸，从而损坏煤矿供电系统的操作，带来不好的影响[3]。
3.2加强开关管理
为确保操作期间机电设备的安全，在特定操作过程中设备的负荷情况必须和设计保持一致，开关的负荷情况无法手动调整，这样实施的首要目的是避免复核过大，使设备在操作过程中受损。在特定的管理期内，将指派专人负责开关的特定设计和纠正，保证开关的整体值及设计详细情况相一致。在操作过程中，应根据设备的详细操作情况合理地更改设备的整值，在具体运作时，必须获得有关技术部门的批准，并在此基础上完成相应的变更。在启动设备时，最好不要经常关机，按钮的时间长度必须达到一定标准，以确保开关牢固吸附，避免开关瞬间分离并引起越级跳闸。
4高爆开关保护器检测水平低导致越级跳闸及解决措施
4.1监测水平偏低
如今，众多煤矿供电系统的保护监控水平已严重滞后，比如在某些相对很大的煤矿中，供电系统具有更大的规模和更繁杂的结构，尽管高爆开关已合理地使用了综合保护器，但实际上，由于仪器和供电距离等许多因素的影响，容易在特定操作期间发生越级跳闸。如果检测仪器不能确保其无误，则此时微机的综合保护性可能会出现问题，若供电系统在运行期间发生故障，则供电系统中的保护器将根据故障情况采取相应的保护措施。情况严重时，很大程度上将导致整个供电系统瘫痪，这将对井下煤矿的开采活动带来十分严重的影响。
4.2制定设备质量标准，提升员工综合能力
在煤矿开采的过程中，制定相应的标准后，必须严格执行，这样才能降低跳闸的可能性，提高了煤矿生产的安全系数。在员工工作的时候，必须牢记各项标准，找出有问题的机电设备，并及时进行更新以确保设备始终在最理想的状态下运行。
5结论
运行煤矿供电系统时，会发生许多不同的故障，其中越级跳闸是相对而言十分常见的故障，对煤矿的安全生产和经济效益产生不利影响。因此，为了防止此类问题的再次出现，有必要根据越级跳闸故障产生的原因，选择具体解决方法，从而使煤矿的供电系统既稳定又安全。
参考文献：
[1]张智.《煤矿供电越级跳闸问题解决方案研究》 [J].《房地产导刊》，2018（36）:1.
[2]代星军.《煤矿供电越级跳闸问题解决方案探讨》[J].《山东工业技术》,2018（8）:1.
[3]付金英.《矿供电系统防越级跳闸技术的应用》[J].《技术与市场》,2014（3）:10-11.