摘要：煤矿开采的环境相对复杂，在井下作业的过程中，容易受到各种因素影响造成供电系统运行不稳定，加上各个供电节点的距离不是很远，造成无法对三段式电流速断保护定值进行调整，极易出现越级跳闸问题。本文便在防越级跳闸技术原理的基础上，分析防越级跳闸技术在煤矿供电系统中的应用。
关键词：煤矿供电;防越级跳闸技术;煤矿安全;继电保护
煤矿开采作业是要长时间在煤矿井下完成的，井下作业过程中需要应用到很多机械设备，造成煤矿井下环境复杂，空气流通不畅，相关的电缆以及电气设备等容易出现短路现象，出现越级跳闸故障。因此，必须要强化防越级跳闸技术的应用，才能够确保煤矿开采工作顺利进行。
1防越级跳闸的技术原理
我国针对煤矿电力系统的系列故障进行解决时，往往都是借助对煤矿供电系统日常的运行情况进行监控，进而对其运行进行深入分析，以寻找有效的解决方案。换句话来讲，在煤矿生产作业时，如果中央或者其他采区的变电区域，因某些供电系统设施出现紧急情况、长时间运行导致设施承受过大的负荷冲击时，供电系统需要做出保护动作，届时系统中的驱动继电器开始运行，但其运行不仅仅只有一个单向输出节点，而是有辅助输出节点一起来完成保护动作的。
在运行过程中，辅助节点会借助供电系统的输出电缆，将电力由供电系统接入到中央或者该采区的变电区域，随后并入到线侧的保护设施中，在进线间隔中，需要内部的保护设施来对其进行保护，相关的保护设施可以在间隔过程中将继电器的信号启动，这就相当于一种遥信处理，在煤矿生产过程中，供电系统突遇异常启动保护信号，能够第一时间隔断开启电路，进而保证供电系统能够实现防越级跳闸的效果。
2防越级跳闸技术应用
2.1电气闭锁防越级跳闸技术
在防越级跳闸技术的研究中，电气闭锁防越级跳闸技术是有一定优点的，尽管该技术同其他的防越级跳闸技术相比有一定的优点，但在实际的矿井生产中，该技术并没有充分发挥出有效的控制和预防效果。造成这种情况的原因在于煤矿的开采环境比较复杂，让供电系统在运行过程中极易受到环境因素的干扰。所以在该技术的实际应用过程中，因为不能实现电缆电器闭锁信号的稳定远程传输，造成应用过程中，容易出现拒动或者误跳等情况，不能够在煤矿供电系统的防越级跳闸中发挥出良好的预防和控制效果。除此之外，电气闭锁防越级跳闸技术在应用的过程中，要对复杂的电缆线路进行妥善处理，才能够让电气闭锁的功能更好发挥，同时还要对各电缆的连接情况进行密切关注，这导致该技术在煤矿的供电系统防越级跳闸中的应用具有一定的难度。
煤矿供电系统在运行过程中，通常其电源线路都是双回路的设计方式，此种设计能够使其不论在正常操作运行还是在检修维护情况下，都能够让开关在2条线上以并联或者串联的方式进行运转。实际运行中电缆线路的连接情况要比设计逻辑上更为复杂，在一定程度上加大了施工难度，造成电气闭锁装置实现难度大，在供电系统运行过程中，不能够对其越级跳闸故障进行及时的控制与预防。加上电气闭锁系统其本身的自检信息不是很完善，如果电缆线路或者闭锁器在运行中出现了问题，没办法第一时间发现并采取措施进行控制，容易造成安全隐患，增加了电缆线路检修维护的工作难度，这同时也是闭锁防越级跳闸技术在实际应用过程中，不能够有效、及时阻止问题发生的原因。
2.2光纤纵差保护技术
在煤矿供电系统中，光纤纵差保护技术要比电气闭锁防越级跳闸技术更加适合，该技术依靠光纤纵差保护器来完成防越级跳闸保护，实用性比较强。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际工作过程中，光纤纵差保护技术还能够依托电气量，生成相应的数据，其数据信息会借助光纤通道来完成通讯传输，可以让两侧的电气量进行即时对比。与一般的差动保护相比，光纤差动保护不需要借助电缆控制来形成差流回路，它可以直接把传输信息的主线路作为保护区域，能够对线路的全部长度进行保护。也就是说，如果在煤矿生产过程中，供电系统出现了通信故障，可以借助光纤差动保护技术来对电流实现切断保护。作为线路保护工作中的重要组成，光纤纵差保护器可以依据上下级开关之间的电流差来实现保护效果。其主要的工作原理是：故障发生后，下级开关的光纤差动保护器会直接将信号发到上机开关的光纤差动保护器，通过对比分析两端电流差来完成阻断任务。如果电流差不高，则代表整个电路运行正常，如果电流差过高，则电路中可能有短路问题，上级开关便可以针对此种情况来迅速将短路路线切断处理。如果线路中并无短路情况，而是出现了一定故障，那么上级开关也可以及时切断开关以实现保护效果。由此可见，光纤纵差保护技术在煤矿供电系统运行中具有积极影响和重要的作用。
2.3煤矿集中控制中的防越级跳闸技术
在对煤矿供电系统越级跳闸故障进行有效的控制与预防的过程中，集中控制方式在控制原理上大体与电气闭锁防越级跳闸技术是相近的。煤矿集中控制中的防越级跳闸技术主要是借助分站集中控制方式，而分站设备则是此控制系统中的重要组成，在实际运行过程中，至少要安装1台分站设备，且分站设备必须要能够与煤矿开采区域中的防越级跳闸开关有良好的通信，能够保证设备可以对供电系统中的越级跳闸问题进行有效控制。
在矿井中有很多的电缆线路，如果其中一处发生短路，防越级跳闸开关便能够第一时间检测到短路问题同时作出相对的反应，同时会将危险信号传输到分站，分站在接收到信号后，借助预置的供电网络关系来迅速识别出距离故障点最近的开关，将控制命令传达到此开关来完成跳闸动作，以此来实现对供电系统的有效控制与故障预防。但在实际应用过程中，此技术对于通信系统有着较高的要求，这是因为在运行过程中，如果通信质量出现问题，分站不能够及时接收到危险信息或者接收到信息后不能及时对就近开关下达指令，造成供电系统运行出现问题，甚至会带来安全事故。
3防越级跳闸技术应用发展
在煤矿实际生产过程中，当前我国应用的防越级跳闸技术仍然存在些许不足，相关企业也在不断探寻着完善的办法，力求对防越级跳闸技术进行革新，譬如基于纵联差动保护的防越级跳闸技术。在供电系统中，该技术的工作原理是这样的：采用一种新型的输电线路保护方式——光纤纵联差动保护，来对防越级跳闸技术进行改进，借助光纤通信的通道来完成输电线路信息的传递，是其对输电线路进行保护的主要办法。这种新技术借助的基尔霍夫电流定律，能够准确识别和判断在线路区域内外存在的故障，基于此基础，再有效控制相关的保护动作，是当前在我国市场上相对比较成熟可靠的保护技术和保护方式，已经开始在输配电系统中得到大力的推广和应用。
结语：
总而言之，煤矿生产作业因其特殊的环境，对于设备以及线路都有着很大的影响，要想提高煤矿企业在煤炭开采工作中的质量和效率，必须要加强对防越级跳闸技术的应用与研究。井下作业封闭性高、环境潮湿，极易出现电路故障，必须要对此问题予以重视，不断深入研究防越级跳闸技术，让煤矿供电系统能够运行稳定，提高运行效率。
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论文作者:马向辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/9
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