摘要：煤矿井下生产中采用10/6kV电压等级，线路长度较小，过流保护时限不足，系统运行具有较大差异，在过流、速断保护整定上存在较大难度，因而短路越级跳闸的情况时有发生。在分布独立式继电保护装置中，对于越级跳闸的问题无法有效解决，因而容易导致故障范围扩大，后果更为严重。随着数字技术、光纤网络的发展，运用了数字化集成保护方案，使保护功能快速性和可靠性不断提高。运用电流纵联差动保护、通信级联闭锁等方式，改造传统继电保护装置、智能变电站区域集控技术，能够对煤矿供电越级跳闸问题进行有效解决。
关键词：煤矿；供电；越级跳闸
1煤矿供电越级跳闸的原因
1.1失压保护
在煤矿井下设置了高压隔爆开关以及独立欠压脱扣器，根据相关标准规定，如果端电压下降不足额定电压的35%，则开关装置应当满足可靠分闸动作。如果端电压超过额定电压的65%，开关装置不能发生分闸动作，在额定电压的35%到65%之间，开关需要满足可动的要求。另外，不能对欠压脱扣器的动作电流和动作时间进行合理的整定，以保证其瞬动特性。如果馈线发生短路的位置和母线比较接近，母线电压会短暂失压，因而母线上包括进线开关、上级开关都可能欠压脱扣跳闸，进而发生越级跳闸。
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整定方法不合理
当前大多数煤矿都依据传统的整定计算高压短路保护，根据躲过最大负荷电流整定后获取整定值，相比根据短路电流整定后获取的整定值更小，在短路发生后，会启动沿线保护，此时开关的机械特性决定了开关跳闸动作，因而会引起短路越级跳闸的事故。
1.4系统运行方式不同
如果系统运行方式不同，在最大运行方式下，将具有较大的短路电流；在最小运行方式下，将具有较小的短路电流。因此，在线路同一点中，由于运行方式的不同，其短路电流也会有所不同。开关B根据躲过线路末端最大短路电流进行整定，而在最小运行方式下，缺少相应的保护范围，因此和短线路采用了同一灵敏系数法，开关B的整定值将降低，线路在最小运行方式下具有保护范围，但最大运行方式下保护范围发生了改变，因而可能引起越级跳闸。
1.5CT不匹配短路电流值
在煤矿井下使用的高压隔爆开关，一般使用10P10型号作为电流互感器的保护线圈，只要一次电流不超过额定电流的10倍，准确性就保证在10%以内，如果开关短路保护整定值达到了这个值之上，就容易出现拒动情况发生越级跳闸。例如，1个开关具有100/5的CT变比，其具有100A的最大测量范围，如果在线路末端，最大的短路电流达到了2000A，在这种情况下，短路保护需要达到2600A的整定值，如果依次进行整定，将会达到CT测量范围之外的结果。
2线路复杂引起的越级跳闸及解决措施
2.1线路复杂引起越级跳闸
分级供电矿井下经常采用的一种供电方式，在应用该方式完成相应的供电作业，整个线路采用的电缆较短，并且线路收尾两端电流幅值的具体差异相对较小，同时，在通过对部门电缆进行分析，甚至可以发现末端电流远大于手端段落电流幅值，这也就缩小了速断保护范围，在一些特殊情况下，甚至会变为零。虽然，也存在线路较长的情况，但是，从实际情况来看，这些线路在具体运行过程中，线路末端负荷较大，并且，电缆的截面相当较多，因此，线路运行期间，如果线路出现了短路情况，实现速度配合的难度较大。由此可见，如果下级出现短路，极有可能引起越级跳闸事故。
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2.2改善供电结构
改善供电结构是解决复杂线路引起越级跳闸的一项有效措施，可以减少供电级数的方式完成相应的调整工作。在调整过程中，要依据供电的具体情况，做好对运行过程中采用的各项机电设备的检测维护管理，通过该方式，最大程度消除线路运行期间，可能会对线路运行造成影响的各项因素。例如，要加强对线路运行过程中的各个开关的分析，做好相应的维修管理工作，确保开关性能的良好性，避免在对其应用期间，出现卡涩等不良情况；科学鉴定电流互感器，在具体鉴定过程中，如果发现有产品不符合要求，要及时对其进行更换，避免因为个别产品对整个系统的运行造成不良影响；加强对接地及屏蔽管理，最大程度降低负荷受系统波动的影响。除此之外，还要加强对井下关键线路越级跳闸的预防，例如，改善变电所线路结构，加强设备维护管理措施，减少越级跳闸的发生几率。
3开关配置问题引起的越级跳闸及相应的解决措施
3.1开关配置问题
随着煤矿开采技术的不断发展，煤矿开采的规模不断扩大，这提高了煤矿的开开采效率，同时也加大用电负荷，增加了整个供电系统中开关的数量，开关也变得更加多样，针对不同类型的开关老化，保护和设计方法也会有所不同，开关之间经常会出现抵触状况，如果同时采用不同类型的开关，有可能会引起误动跳闸，从而将会对煤矿供电系统的运行造成不良影响。
3.2加强开关管理
为了保证机电设备运行期间的安全性，设备在具体运行过程的负荷情况要与设计相符，对于开关的负荷情况，不可以通过人工方式进行调整，这样做的主要目的是，避免复核过大，致使设备在运行期间遭受破坏。具体管理期间，安排专人负责开关的具体设计约整改工作，确保开关的整体值与设计的具体情况相符。运行期间，依据设备的具体运行情况，适当改变设备整值，在具体操作中，要获取相关技术部门认可，在基础上，才可以完成相应的改变。在启动设备过程中，一旦启动，最好不要频繁停机，按钮的时间长度要达到一定标准，确保开关吸附牢固，避免开关出现瞬间分开情况，导致越级跳闸故障。
4高爆开关保护器检测水平偏低引起的越级跳闸及相应的解决措施
4.1高爆开关保护器监测水平偏低
目前，许多煤矿供电系统保护监测水平滞后情况十分严重，例如在一些较大的煤矿中，供电系统的规模较大，结构较为复杂，虽然高爆开关对综合保护器进行了合理应用，不过从实际情况来看，因为受仪器、供电距离等多项因素的影响，具体运行期间容易发生越级跳闸。若检测仪器无法确保自身无误差，此时微机综合保护性有可能会出现问题，如果运行期间，供电系统出现故障，供电系统中的保护器，将会依据故障情况做出相应的保护动作，情况严重时，有可能会导致整个供电系统发生瘫痪，从而将会对井下煤矿开采作业造成毁灭性影响。
4.2制定设备质量标准，提升员工综合能力
煤矿开采作业过程中，制定相应的标准后，要严格执行，通过该方式，降低跳闸几率，提升煤矿在生产的安全系数。员工作业时，要牢记各项标准，发现存在问题的机电设备，要及时更新，确保设备始终都处于最佳状态运行。
5结论
煤矿供电系统在运行过程中会出现各种各样的故障，其中越级跳闸故障是比较常见的一种，其会对煤矿的安全生产和经济效益造成不良影响。因此，为了避免该项问题的发生，要针对引起越级跳闸故障的原因，采取针对性的解决措施，确保煤矿供电系统运行的稳定性和生产的安全性。
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论文作者:陈江
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/18
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