摘要：由于煤矿开采是在地下进行的，其中的空气相对地面比较稀薄，潮湿阴暗，工作设备较多，在这种环境下，电缆很容易发生短路情况，越级跳闸时有发生。文章以煤矿供电系统越级跳闸产生的原因作为切入点，研究和分析了煤矿供电系统防越级跳闸技术及其应用。
关键词：供电系统；越级跳闸；机理；策略；应用
供电系统是矿井安全生产的基础环节，采煤工作的不断向井下延伸发展，由于矿井的供电距离较长，供电级数比较多，关系较为复杂，继电保护计算的难度比较大的问题的出现，造成了不可避免的越级跳闸现象的产生，对矿井的安全生产产生严重的威胁。预防越级跳闸现象的发生，成为煤矿安全生产的重中之重。
1.导致煤矿供电系统发生越级跳闸的成因
1.1开关控制电源出现问题
由于矿井内部实际情况复杂，因此防爆开关并没有与之配套的专用电源和后备电源。防爆开关的控制主要是接在主电路开关的电源旁边，所以如果主电路出现重大的损失或者毁坏，那么控制防爆开关的电路必然也会受到影响，从而导致保护装置无法工作，造成越级跳闸。
1.2继电保护方式出现问题
由于矿井内部狭窄，所以煤矿供电系统采用的是短线路供电系统，所以传统的三段式过流保护并不适合煤矿供电系统。而现有的煤矿供电保护模式并不完善，在保护过程中可能因为出现过流时间差而导致越级跳闸。
1.3电气干扰的妨碍
受到矿井内部空气潮湿这一原因的影响，矿井中需要用到一些电力设施，但是这些变频器又会产生不良影响。电网中的和谐波发生干扰又会使得矿井保护设备难以进行工作，进而引起保护装置发生错误跳闸，诱发越级跳闸。
1.4失压保护发生故障
为了避免发生电量负载的情况，矿井内设备的开关都有设定的电压警戒线。要是输送的电压越过了这个警戒线，为了使得电器设备和工作人员的安全性得到保障，会使得继电保护这一方式被损坏，从而使得电源断路，导致供电系统越级跳闸。
1.5电压波动不正常
矿井下需要准备大量电器设备，在开工时要是在同一时间启动就会发生暂时的电压波动以及一些外部因素的影响也会引起电压波动。电压在瞬间波动但没有触动安全警戒线的范围下，就一定会启动保护开关，进而引起越级跳闸。
1.6开关的质量问题
在煤矿生产过程中，由于矿井内部环境比较复杂、设备比较繁多，其中各个设备、各个线路的开关装置也是比较繁多。若是这些开关装置的质量不过关，联动性不高，出现开关难以启动，开关启动时间较长，开关开启得比较混乱，也容易产生越级跳闸的情况。
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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
在煤矿生产的过程中，通讯保护技术是煤矿开采技术的重要组成部分，是保证煤矿开采过程中煤矿井下人员与煤矿地面人员之间进行沟通和交流的重要设施，登记有效地监控煤矿供电系统的关键技术。通讯保护技术的形式，是在煤矿开采的地面上，合理科学地设置一个监控主机，为了保证开采有效进行，一般会在矿井内部安装智能保护器，这种智能的保护器是在监控主机的监控下进行工作的，从而有效地监控煤矿供电系统，有效地掌握各个开关之间的信息。如果在煤矿供电系统中，某一个开关智能保护器的数据出现偏差，监控主机能够快速地提取信息，通过相应的数据分析和研究，将相应的偏差数据与正常开关的定值进行比较，从而有效地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，从而对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。在煤矿开采过程中，使用这种通讯保护技术是运用智能化控制的重要体现，可以以监控主机作为依托，通过高新技术煤矿生产中的设备开关进行有效控制。一般情况下，在煤矿生产的过程中，为了避免一些安全隐患的发生，都会采用速断跳闸的方式。但是开关跳闸往往需要一定的时间，监控主机接受信息并发出指令的时候也要一定的时间，也就是等到指令发出时间一般要比开关跳闸时间要长，在通讯保护过程中应该注重保护器的选取，便于保证通讯质量。
2.2光纤纵差保护技术
光纤纵差保护与其他技术相比，更具有实用性能，它是线路保护不可或缺的一项技术，属于差动保护技术，在煤矿供电系统中占据着重要作用。这种技术主要依赖于光纤纵差保护器，具有较好的实用特点。在现实生活中，这种技术以电气量作为依托，形成相应的数据信息，在光纤传输的作用下实现双侧通讯，重视两侧之间的电气量比较。与一般的差动保护相比，光纤差动保护改变了以往两侧的电流差比较形式，不再运用控制电缆形成差流回路，而是以信息传输的主要线路作为主保护区域，能够对线路全部长度实现保护。也就是说，在煤矿生产的过程中，一旦供电系统出现不应该的通信故障问题，光纤差动保护技术能够很快地实现电流速断保护。光纤纵差保护器作为路线保护中的重要组成部分，能够根据上下两级开关的电流差，有效地实现保护效果。其工作原理便是一旦发生问题，下级开关的光纤差动保护器会发送相应的信号给上级开关的光纤差动保护器，便于有效地分析两端的电流差，达到及时阻断的效果。若是分析出上下级开关之间的电流差异不大，则说明电路正常。若是分析出上级开关远超于下级开关，那么说明电路中可能很大程度上出现短路问题，便能及时有效地断开上级开关，达到切断短路路线的作用。若不是出现短路情况，而是故障因素，也能根据这个原理，上级开关的光纤纵差保护器也会及时地切断开关，可见光纤纵差保护技术在煤矿开采中具有重要的作用和意义。
3.总结
煤矿供电系统安全稳定运行是煤炭企业正常运作的必要条件，可在很大程度上降低开采作业的风险。为了防止越级跳闸问题的出现，应对传统的防越级跳闸保护系统进行升级，使用最先进的防越级跳闸保护装置。综上所述，不同煤矿由于开采条件、运行条件不同，在防越级跳闸技术上应因地制宜，详细分析各种技术的优缺点，选取一套最合适的方法，确保矿井电力系统安全稳定的运行。
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论文作者:王帅
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/16
标签：煤矿论文; 供电系统论文; 矿井论文; 光纤论文; 技术论文; 有效地论文; 保护器论文; 《基层建设》2018年第30期论文;