321--煤矿供电系统防越级跳闸技术应用分析定稿

1、“（160135）煤矿供电系统防越级跳闸技术应用分析”修改稿煤矿供电系统防越级跳闸技术应用分析赵海军山四高平源野煤业有限公司applicati on an alysis of trippi ng preve ntion tech no logy of coal mine power supply systemzhao haijungaoping shanxi source wild coal co., ltd.【摘要】本文首先阐述了煤矿供电系统越级跳闸产生的原因，主要包括保护控制装置出现 问题、电压不稳定、继电保护不到位等原因，并在此基础上分析了煤矿供电系统防越级跳闸 技术及其应用，希望可以有

2、效防止供电系统的防越级跳闸现象。abstract at first, this paper expounds the causes of leapfrog trip of power supply system in coal mine, mainly including protect reason control equipment problems, voltage instability, relay protection is not in place, and on this basis, analysis the coal mine power supply system ant

3、i override trip and should be used, the hope can effectively prevent anti overstep tripping phe no men on of power supply system.【关键词】煤矿；供电系统；防越级跳闸技术key words coal mine; power supply system; anti tripping tech no logy0.引言煤矿开采是一项非常危险的工作，为了保障煤矿开采的安全，保证供电系统的安全性和 稳定性是关键问题。煤矿开采在煤矿井下进行，煤矿井下存在着大量的机械设备，空气不流

4、 通，设备会对电缆的使用造成影响，因此煤矿井下的电气设备和电缆容易发生短路现象，进 而出现越级跳闸的状况，从而影响煤矿正常开采，还对工作人员的生命造成威胁，这就要求 我们必须对井下的一切设施设备严格检查，加强对煤矿供电系统的防越级跳闸技术分析，对 整个煤矿开采过程中有着重要的意义。1. 煤矿供电系统越级跳闸产生的原因煤矿开采的工作环境非常恶劣，因此开采设备以及仪器容易受到外界因素的不良影响, 最终遭到损坏。在煤矿开采的过程中，供电系统主要是由电气设备和比较短的电缆组成，电 缆的抗阻性能比较差，在正常情况下，电缆两端的短路电流差值比较大，而电缆的两端短路 电流差值并没有那么大，但是比较接近，因此

5、很难将这两种情况区分开来。冃前，我国很多 煤矿企业使用的高压保护措施都不够完善，存在着一些问题，容易出现保护失灵以及误动作 等现象，从而导致下级保护无法正常使用，在这种情况下，上级保护装置便会自动启动，从 而导致越级跳闸的现象发生。引起供电系统越级跳闸现象发生的原因有多种，常见的有以下 几种。1. 1保护控制装置出现问题保护控制装置是保证供电系统可以正常运行的装置，主要对供电系统的安全性进行控 制，在保证煤矿安全生产过程中发挥着巨大的作用。所以煤矿企业应该选择适宜的保护控制 装置，对保护控制装置的性能提出了较高的要求，只有保护控制装置的性能较高，才能满足 矿井内保护装置的标准。保护控制装置主要

6、针対煤矿开采过程或者设备存在的安全隐患进 行警报，因此需要对女全隐患存在较大的灵敏性。如果启动保护控制装置z后，启动保护装 置运行的速度较慢或者本身存在的误差较大，那么对设备以及生产过程的灵敏度也会降低, 从而不能发挥警报提醒作用，从而使越级跳闸的现象发生。除此之外，如杲保护控制装置本 身内部存在着问题，就会対安全隐患进行错误的判断，从而导致越级跳闸发生。1.2受到矿井内部坏境的影响煤矿开采工作在矿井下进行，而矿井屮的环境往往比较恶劣，空间非常狭小，并且里面 的空气比较潮湿，潮湿的空气会对供电系统中的电力设施造成一定的影响，变频器会在电力 设施的影响下产生不良的现象。电力系统的保护设备也会受到

7、电网中和谐波的干扰，最终对 保护设备的保护性能造成严重的影响，保护设备会发生错误的操作，从而导致越级跳闸。 1.3电压不稳定煤矿开采是一项比较复杂的工作，需要使用到各种不同的电气设备，尤其是在煤矿开采 刚开工的过程屮，需要同时启动多种设备和机械，从而导致电压的波动暂时不稳定。此外, 电压还受到外界环境因素的影响，也容易引起波动。如果电压在瞬间发生波动的吋候，并没 有触动到安全警戒线，那么保护开关就会自动启动，从而引起越级跳闸。1.4继电保护不到位在煤矿开采的供电设备中，往往会设定一个电压警戒线，一旦发生电量负载就会自行切 断电源，使供电系统发生越级跳闸的现象，从而对煤矿开釆的电气设备和工作人员

8、的生命安 全进行保障。但是由于矿井内部的空问非常有限，因此煤矿企业往往选择短线路的供电系统 方式，所以煤矿生产过程中采用传统的三段式过流保护就不能适应这种情况，不能满足供电 系统的要求，在供电系统的保护过程中，会rti于过流时间差出现越级跳闸的现象。1.5开关控制电源出现问题煤矿开釆的工作地点在矿井屮，而矿井中含有一种特殊气体瓦斯，瓦斯是一种危险的气 体，如果在矿井中出现漏电必然会导致瓦斯的爆炸，影响煤矿开采的顺利进行，对矿井工作 人员的安全也造成严重的威胁。为了避免这种情况，往往需要设置防爆开关，设置防爆开关 之后，又要配置专用的配套电源和后备电源。防爆开关主要接在主线电路的开关周边，如果

9、主线路发生了损坏，那么防爆控制的电路也会因此受到一定的影响，保护装置的运行便会出 现问题，而此时越级跳闸也容易发生。2. 煤矿供电系统防越级跳闸技术及其应用2.1通讯保护技术通讯保护就是在煤矿开采的地面设置一个监控主机，在矿井内部，安装智能保护器，监 控主机与开关智能保护器联系，可以对智能保护器进行监控，从而全面掌握煤矿供电系统的 各个开关的信息。一旦某一个开关智能保护器的数字出现偏差，监控主机就可以将其与正常 开关的泄值进行比较而判断短路线路的位置，并采取相应的措施，发出控制短路线路的指令, 从而対短路线路的上级开关动作进行控制，避免越级跳闸的现象发生。通讯保护技术是智能 化控制的体现，需要

10、在地面就可以对正常煤矿开采过程中的设备开关进行控制。一般情况 下，开关在启动速断跳闸的过程屮需要一定的时间，这个时间一般控制在20ms左右，而地 面的监控主机在接收到开关的信息、对开关信息进行判断分析到最后的发出指令需要花费更 长的吋间，一般需要40ms-120ms的吋间，因此监控主体发出控制指令的吋间是超过启动速 断的跳闸时间的。因此在使用通讯保护技术的时候，地血通讯应该选择特殊的保护器。2. 2光纤纵差保护技术光纤纵差保护技术是另一种在煤矿供电系统屮常见的防越级跳闸保护技术，关键设备为 光纤纵差保护器，主要功能是保护纵差。当供电系统中的光线通信发生故障的时候，就会投 入电流速断保护。光纤纵

11、差保护器的工作原理为，信号输入端将下级开关的纵差保护输出信 号传输到上级开关，光纤纵差保护器安装在上级开关，这时候上级开光就会计算和分析上下 级开光的电流差值，如果上级开光和下级开关的电流值相同，那么两者的电流差值就为0, 上下级开光线路就为正常。如果上下级开光出现了短路的现象，通过上级开关的电流就要比 通过下级开关的电流值更大，此吋，上级开光中的光线纵差保护器通过对上下级开关的电流 差值进行计算，得出的电流差值超过保护器的跳闸固定值的时候，就能够对上级开关进行控 制，切断短路线路。如果在出现故障的线路中，上级开光岀现了故障而不能继续动作的时 候，开关保护器的定时限过流也会延迟一段时间，当达到

12、延时的固定时间z后，上级开关就 会自动跳闸，从而切断短路电路。也就是说，煤矿企业在生产过程屮，釆用光纤纵差保护技 术进行防越级跳闸的实际过程中，如果光纤的纵差联络出现故障，那么故障电路就会被自动 切断，而如果是复合线和母线出现故障的话，一般会有一定的时间延迟，时间延迟过后也会 解决跳闸问题，从而使供电系统可以正常运行。2. 3分站集屮控制防越级跳闸技术分站集中控制技术是煤矿供电系统屮最常见的防越级跳闸技术，将分站集中控制技术应 用到煤矿供电系统中，供电系统中应该要有相应的分站设备，并且这个分站设备应该要和防 越级跳闸开关相互联系。在煤矿开采的过程中，如果供电系统出现短路，防越级跳闸开关可 以有

13、效的检测到故障，并且将检测得到的相关数据传输到分站，分站接收到检测数据之后, 分析检测数据，可以迅速的得到故障发生的类型，从而针对故障的具体类型发送指令，控制 故障发生部位距离最近的开关，从而有效的对故障进行控制。分站集中控制技术虽然具有较 好的防越级跳闸功能，但是在使用的过程中也存在一-定的缺陷。分站集中控制技术对防越级 跳闸开关和分站之间的联系具有很高的要求，要时刻保证通讯的及时和通常才能进行下一步 的工作，如果通信得不到保障，一旦发生通信故障，就会对故障判处失误，防越级跳闸功能 也不能实现。2. 4防越级跳闸保护系统防越级跳闸保护系统是在数字化变电站技术的基础上发展起来的，在各种大容量的

14、处理 基础的基础上，采用秒级同步采样专利技术代替传统的速断过流保护方式，在保护线路的过 程中，采用高速光纤通信网络进行，可以预计全站故障的肤色很，并且对漏电保护进行集中 选线，从而减少越级跳闸的发生。在使用过程屮，如果需要对系统进行升级，只需要将新设 备接入到通信网络上就可以进行升级。在防越级跳闸保护系统中，釆用的保护器为煤矿专用 智能保护器，安装的位置在配电所高压防爆配电开关中，在一定的范围内，可以将开入量和 模拟量等信息进行数字化处理，然后通过传输接ii将其传输到集成保护测控主机上，集成保 护测控主机就可以对接收到的信息，发出进行跳闸的控制指令。在防越级跳闸保护系统中, 由于使用了先进的数

15、字化变电站技术，可以很好的解决供电系统的越级跳闸问题，还实现了 双重化的配置，和传统的保护系统相比具有多方面的优点和优势，具有良好的保护性能，动 作的区域是固定的，因此可以不需要吋间级差的配合，在任何点内都不会发生跳闸。在使用 过程屮，如果开关偶然出现失灵的情况，开启上一级后备保护，并切断下一级的故障，也可 以避免越级跳闸的发生。传统的保护系统保护运行的时间在35分钟左右，而防越级跳闸保 护系统的平均保护运行时间可以比传统减少10分钟左右，开关工作的时间也有所降低，并 且不受短路时ct饱和的影响。3. 结语要想开采煤矿的工作得以顺利进行，就必须保障煤矿的供电系统的安全运行，避免越级 跳闸现彖的发生，采用防越级跳闸保护系统代替传统保护系统。煤矿企业在进行防越级跳闸 的时候，必须根据煤矿生产的实际情况选择最合理的防越级跳闸技术，保证供电系统的安全 性和稳定性。参考文献1 尹成迅，潘献全.煤矿供电系统越级跳闸研究j煤炭科学技术,2011,06:66-69.2 毛卫清.煤矿供电系统防越级跳闸技术