施兵华
淮河能源控股集团有限公司谢桥煤矿 安徽颍上 236221
摘要：煤矿高压供电越级跳闸事故由于其强大的破坏力引起了各方面的关注:跳闸引起无法正常供电，导致煤矿生产工作无法正常进行，对于瓦斯和排水工作也有着巨大的影响，更是对施工人员的安全构成了威胁。
关键词：煤矿井下；高压供电系统；预防
由于在井下的供电系统中投入了大量的真空断路器和低压真空开环，以及辐射状的干线式级联网络的应用，加之煤矿井下恶劣的环境，电缆很容易受到损伤发生短路故障。煤矿井下高压供电系统越级跳闸会影响到采区的生产，造成煤矿井下的大面积停电并引起瓦斯聚集的情况，最终致使整个生产系统瘫痪并对井下工人的生命安全造成严重威胁，因此要进行煤矿井下高压供电系统越级跳闸的预防，为煤矿井下的工作人员创造安全的工作环境。
1煤矿高压供电越级跳闸的原因
1.1开关机构没有做到合理配置
一般情况下，高压防爆开关需要进行两个方面的工作，一个是在继电保护装置上进行工作，在这里需要进行采样，处理单片机，输出信号等工作;一个是在高压防爆开关上直接工作，在这里需要通过三个设备，即跳闸电磁铁，跳闸机构以及真空断路器。在煤矿开采的工作环境中，空气中的水蒸气多，会对高压防爆开关造成影响，开关设备发生生锈现象，增加了开关的难度。一旦设备发生了短路的现象，那么高压防爆的开关的速度就比地面的开关速度慢，越级跳闸的情况也就随之发生了。
1.2短线路因素
短线路发生越级跳闸的几率较高，这是由于短线路自身一般具有较小的阻抗值，在背侧系统、线路之间一般具有较大的阻抗比。所以，如果出现了短路情况，在短路点位置，短路电流遵循平缓变化曲线Ik=f(I)变化，在线路始末端，具有较小的电流差值。开关B根据躲过线路末端最大电流进行整定，而没有对最小运行方式提供保护，利用最小首段短路电流进行检验，得到保护灵敏度不足。如果采用相同灵敏度系数法整定，短路保护范围变更，线路I间短路故障，容易引起越级跳闸。
1.3选择性漏电保护不准确
变电线路的多或少以及电网系统对地电容的大或小，或者电网系统的平衡度，或电网的补偿程度以及线路的长或短等这一系列的参数，都会对电网系统的参数造成影响，这些影响会导致选择性漏电保护的不准确性。接地方式具有一定的复杂性，其主要有稳定性接地方式或瞬时性接地方式。而接地方式的复杂性会造成故障信号具有复杂性。互感器在识别信号时如果不能进行正确识别也会造成一定的不准确性。比如一些信号的严重失真，这些信号可能是极大信号、奇异信号或者极小信号等。
1.4速断保护方案不恰当
在一般情况下，速断保护方案遵循这样一个原则:下级保护的时间要比上级保护的时间少0．5s。但是在煤矿施工现场，速断方案所允许的时间范围却是为0秒，这和一般速断方案产生了很大的矛盾。为了配合速断方案0秒的原则，上级保护和下级保护之间的间隔就必须缩短，这就需要电线超强的导电能力，否则安全事故随时都有可能会发生。
2煤矿供电越级跳闸的解决方法
2.1电流纵联差动保护
在防越级跳闸方案中，以电流纵联差动保护为基础，对以往线路主保护阶段式电流保护原理进行了升级。在电流纵联差动保护中，其基于基尔霍夫电流定律，在线路两端保护装置中，使用电缆、光纤等进行纵向连接，并在被保护线路两端对比电流相位、电流大小等，从而对输电线路故障加以分析，区分内外部故障差异，进而对本线路应不应该切除提供决策。以电流纵联差动保护为基础，防越级跳闸方法中，对于变电站的进线开关和上级变电站出线开关，应当对纵差保护器进行更换，使用光缆或电缆连接2个保护器。
2.2对失压保护设置延时动作时间采用专用的操作后备电源
在高压防爆开关中，要在后备操作电源上做文章，使其做到连续不断的供电，对于机械性失压脱扣器装置要及时予以剔除，减轻负担。在进行延时保护工作的过程中，可以利用微机综合保护装置进行保护，这样一来，使得短路保护装置所需要的时间要比失压保护动作所需要的时间少，保证了短路保护装置的正常运转。解决失压保护装置在开关失压后无法分断的难题，可以借助于专用操作后备电源，问题迎刃而解。
2.3电气闭锁方式
电气闭锁方式在实际的使用过程中很难达到预期的效果。首先，煤矿井下的供电环境复杂、干扰较强，电缆的电气闭锁信号在进行远距离传输时无法保证信号的准确性，因而造成的误跳和拒动事件时有发生。其次，电气闭锁电缆众多且连接关系复杂，同一变电所内部需要通过逻辑闭锁器实现多条出线与一条进线开关之间的电气闭锁。而且几乎所有的变电设计的都是双回路供电方式，在检修或者正常运行时，都有可能切换成两条进线分列或者并列的供电运行模式，这样一来，出线与进线间的闭锁关系必须根据实际供电模式进行动态调整，这就使逻辑闭锁器的设计更加复杂而且电缆连接众多，造成实际施工比较困难。最后，电气闭锁方式缺乏完善的自检信息，当电缆或者闭锁器出现故障时无法发现和报警，造成检修维护的难度加大。结合以上原因可知，电气闭锁方式的实际可用性较差。
2.4使用智能化的保护装置
电流系统对继电保护的的基本要求是其要有速动性和选择性以及可靠性与灵敏性。煤矿井下的高压电网系统出现故障时，必须要将事故的影响控制在最小范围内，这就要求必须迅速地、有选择性地将故障在系统中切除的同时还能保证其他系统的正常运转。煤矿安全规程中的第455条和第457条都有规定，井下的高压电网中高品质的微机保护装置要具有在线监测电度、电流、电压以及功率等参数的功能，此外还要有相关的规程中要求的各项常规保护的功能，来实现煤矿的综合自动化管理。
2.5数字化集成保护
防越级跳闸方法中，应用数字化集成保护的措施，升级线路主保护阶段式电流保护原理，在数字化集成保护当中，应用了3层、2网的数字化变电站结构，对GPS同步技术加以利用，可以同步采样系统数据。在过程层隔爆开关中，发挥合并器的效果，在各间隔之间，完成开关量、电压、电流的采样，利用光纤网络向间隔层传送。集成保护测控装置，在间隔层中安装，对过程层采样数据接收，进而实现系统测控与保护和自动装置逻辑运算，使用光纤网络将出口及控制信号向过程层保护器发送，保护器中配备出口继电器，完成控制操作、跳闸保护等动作。
2.6选用智能化综合漏电保护技术
在智能化综合漏电保护技术中，将和谐波检测技术、多级漏电技术以及多路综合判别的方法结合在了一起，组合成了一个整体。这个整体在网络的操作下，对电网实施实时的漏电检测，不仅效率得到了提高，而且在监测质量上也更上一层楼。一旦发生了漏电的现象，在智能化综合漏电保护技术的监测下，可以对漏电进行全方位的分析，工作人员可以在最短的时间内找到症结所在，并加以解决，减少越级跳闸发生的机会。
2.7制定全面的越级跳闸的预防措施
在制定全面的对井下高压系统越级跳闸的预防措施时，要进行全面地分析，将人为因素和自然因素或技术因素都要考虑在内，大范围、详细的预防措施才能真正起到预防的作用，对煤矿井下的工作安全进行保障。
结束语
随着煤矿开采的不断发展，承担电力供应的供电系统也越来越复杂。在煤矿供电当中，由于一些因素影响越级跳闸的时间，往往会对未发生故障的区段造成不良影响，严重阻碍煤矿生产的顺利进行，并且可能会增加发生安全事故的几率。因此，应当充分了解越级跳闸原因，采取有效的方法处理，才能确保煤矿实现安全、稳定供电。
参考文献
[1]努力超越追求卓越奋进中的天津高压供电公司[J].供电企业管理.2016(05).
[2]陈健,张曦锦.工厂高压供电常见设备故障及对策[J].化工管理.2016(08).
[3]周显忠.关于工厂高压供电常见设备故障探讨[J].科技风.2015(24).