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摘要：进入21世纪以来，我国经济高速发展，煤矿企业为我国发展做出了很大贡献。本文主要介绍了当下煤矿井下供电系统中存在的问题，分析了现阶段煤矿井下供电系统越级跳闸的原因，探讨了解决煤矿井下供电系统越级跳闸问题的有效对策。重视对煤矿井下供电系统的研究，确保煤矿井下供电系统的正常运行，提高煤矿井下供电的安全性，可以为煤矿井下作业奠定扎实的基础，保障煤矿井下工作人员的生命安全，实现煤矿井下生产效益最大化。
关键词：煤矿井下；供电系统；越级跳闸；原因；对策
引言
煤矿井下供电系统复杂，容易出现设备调试不足、运行维护不当等故障导致供电安全事故发生，这些将会影响煤矿开采的多项工作，因此必须要提高重视度，及时的采取措施予以解决，以保证煤矿开采的安全性。
1煤矿井下供电系统越级跳闸的原因
1.1尖压脱扣保护导致越级跳闸
井下高压隔爆开关失压保护分为2级，一级是保护装置带的，一般可整定；一级是开关带的失压脱扣线圈，动作值及时间不可整定。馈线距离母线很近的地方发生短路故障时母线电压短时失压，该段母线上其他开关的失压保护误动作导致“越级跳闸”。
1.2继电保护问题
在煤矿井下供电系统中，其线路长度通常在2km以下，并不算太长，一旦此线路发生故障，那么两端的电流值不会相差太大，因此在设置保护装置时，必须确保其稳定性和可靠性，否则容易影响供电系统的正常运行。如果仅根据井下供电线路首尾两端的电流值来判断其有无出现故障，很难得出准确的结论，传统的三段式过流保护法并不能有效发挥其功能，无法真正保护供电系统。现如今，大部分煤矿企业开始利用逐段延时保障的方式来维护供电系统，但其缺点在于容易出现越级跳闸事故。以纵差保护法为例，该方法在一些远距离的供电系统中较为常用，将该方法运用于井下供电系统中时，能够保护其总压降，但一旦供电线路短路，分支线路上的开关会出现跳闸情况，总开关则不会跳闸，这会致使未出现故障的供电系统无法正常运行，出现停电状况，也难以有效规避越级跳闸故障。
1.3保护开关出现故障
由于煤矿井下恶劣的环境，隔爆开关的使用寿命要比设计的寿命短。一些开关由于没有及时地更换而处于非正常工作状态。一旦供电系统发生故障，本级别的隔爆开关不能及时动作，导致上一级开关动作。这种情况的出现，多与煤矿企业未能及时对隔爆开关进行检查和维护有关。
1.4漏电保护装置问题
相关标准明确规定高压供电网要限制单相接地电容，电流值不可超过20?A，但在煤矿井下，受复杂地形的影响，所设计的供电系统的结构相对较为复杂，多采用功率选择性措施来实施保护，这就导致供电系统运行受谐波影响较为严重，容易发生漏电问题，影响漏电保护装置的性能，引发越级跳闸事故。
1.5高爆开关有固定动作时间
矿井作业环境相较于地上作业环境来说有着巨大的差异，井下环境复杂，潮湿、通风不畅，线路以及开关等设备长时间高负荷运行，没有及时的进行维修处理，在运行期间容易受到环境的影响和干扰，如部分开关容易出现卡涩、运行不灵活等不良情况，上级高压开关的反应速度快于下级高压开关，这样也容易导致越级跳闸情况的发生。
2解决煤矿井下供电系统越级跳闸问题的有效对策
2.1试验与维护
新加装置的试验工作应参照预防性试验规程，对试验项目和试验标准做好严格把控。光纤差动保护两段距离限制且试验两段电源不在一个基准之上，线路两段经过不同变压器转角，但是两侧电压相位相对固定，因此可以定量故障发生在模拟区内还是区外故障，通过观察保护是否动作，判断保护正确与否。试验项目参考如下。
（1）现场一般的对调试验。分别在两侧加不通电流值观察对侧接收装置电流值是否在有效值范围内；断路器跳闸试验。
（2）固定一侧电流，另一侧电流通过移相器变换相位进行对调。这种试验方式可以定性地模拟光差保护的区内故障或区外故障。
（3）通过GPS卫星校时系统进行输出电流对调。
（4）光纤差动保护通道联调试验。
2.2改善煤矿供电结构
针对煤矿供电系统越级跳闸问题，在解决时可以减少供电级数，对现有的供电结构予以优化和调整，重视对机电设备的检测维护，避免线路运行因此受到不利的影响和干扰。比如说，高保开关存在有固定动作时间，在其运行过程中需要增加维护管理开关的设备，要避免电容衰减或者是卡涩等问题发生。同时要定期对电流互感器进行鉴定和分析，在鉴定过程中如果发现有不合格的产品，必须要第一时间将其更换掉。针对接地以及屏蔽设备，则必须要加强管理，要最大限度减少系统波动对于负荷的影响。尤其需要重视井下关键线路的管理，要防止这些线路出现问题，因此发生越级跳闸。比如说，针对采区变电所以及中央变电所等关键区域，必须要尽早优化线路结构，预防越级跳闸等问题的发生，针对煤矿供电越级跳闸的问题，只有对供电结构予以优化和改善，才能从根本上解决相关问题，保证供电线路的稳定性。
2.3对高低压开关保护装置进行延时设置
为防止煤矿井下供电系统出现越级跳闸故障，可对供电系统中的高低压开关保护装置进行延时设置，将其作为后备操作电源，转变传统的保护装置模式，充分发挥现代科学技术的作用，于供电系统中增设微机综合保护装置。根据供电系统的实际情况设定适宜的失压保护延时时间，需要注意的是延时保护时间，其不可短于短路保护制动时间。这种方式能够为供电系统增设一层保护，将两种有效的保护措施相结合，对供电系统的实际失压状况进行准确判断，从而避免出现误动状况，规避对供电系统设备的破坏。
2.4完善就地保护单元
煤矿供电系统中，安装就地保护单元对于系统稳定运行有着极为重要的促进作用。在保护单元运行期间可以以信息技术为基础，采用网络时间同步功能，这样可以及时的将各类数据传输到保护监测设备中，然后完成线路采样。这样做可以从全局角度出发，对采样数据进行分析判断，然后发出更加科学合理的指令，对所有需要保护的单元采取统一跳闸保护，避免发生越级跳闸的问题。
网络时间同步功能的优势还表现在其可以使用多点多时的方案，这样一旦线路信号失效，也不会对网络数据的传输产生影响影响。而且该技术对于给GPS技术的依赖性相对来说比较低。但是，该技术在应用期间，为了达到精准测量的目的，需要实施同步测量，而只有网络延时问题得到了有效控制，才能更好的提高精准度。
2.5互感器绕组
大多数10kV系统为中性点不接地系统，使用的电流互感器为双绕组，安装在A、C两相，计量、测量、保护信号均采集自互感器这两个绕组，为了保障防越级跳闸保护装置与现出线保护装置互不影响，相对独立，防越级跳闸保护的采集信号应取自互感器的第三个绕组，这样不仅能使不同功能的负荷分开，互不影响，还增大了二次负载容量，保障了测量精度，所以防越级跳闸保护装置的信号采集应来自电流互感器的第三个绕组，并应选用正规、合格厂家生产的互感器产品。
结语
综上所述，希望通过本文的阐述和分析，相关企业能够采取有效措施对煤矿供电系统越级跳闸问题进行优化处理，以便能够更好的保证煤矿供电系统安全稳定运行，减少各类事故的发生机率，提高煤矿企业的经济效益与社会效益，推进相关工作朝着更好的方向发展。
参考文献：
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