煤矿供电系统越级跳闸分析

煤矿供电系统越级跳闸分析

陈勇和

新疆龟兹矿业有限公司 新疆维吾尔自治区阿克苏地区库车市 842000

摘要：在煤矿开采过程中，地下结构十分复杂。因此，供电系统不完善，部分供电节点距离较远。该故障的持续存在将直接导致以往常用的三级调节电流速断短路保护及限位系统无法集成，导致直流供电系统正常运行中出现“跳闸”故障。在当前我国大型煤矿瓦斯供电管理系统中，由于煤矿供电环境的高度复杂性和诸多相关环境因素的极大不确定性，跳闸现象更加突出。在煤矿的实际运行过程中，主要表现为漏电和线路故障，严重影响了供电的正常运行。分析了煤矿供电系统运行中常见的跳闸故障，并提出了相应的对策。

关键词：大型煤矿；跳闸系统；供电跳闸；通信保护

异常的空气循环和设备损坏将极大地影响地下电缆的正常使用寿命。因此，煤矿内的所有电气设备和地下电缆都容易同时发生井下短路放电，而且容易出现跳放电跳闸井下的异常情况，这不仅影响了煤矿井下的正常生产和开采，但同时也对地下作业人员的财产和生命安全构成极大威胁，这就不可避免地要求对地下的所有电气设施和供电设备进行严格检查，加强对我国煤矿井下供电控制系统安全保护和跳卸跳闸相关技术的研究和分析，对我国煤矿井下开采管理进程的发展具有重要的指导意义。

一、防跳跳闸原理

在一些煤矿企业的供电监控系统需要远程监控期间，本解决方案是结合煤矿供电监控系统的日常工作，进行相应的数据分析和统计研究得出的相应解决方案。在煤矿停电运行期间，在煤矿中央变电所区域或其他有煤矿中央变电所的区域，如果停电不能保护部分煤矿交流供电系统的设备安全，就会发生一些停电事故。或长期连续使用后，在进行漏电保护时，形成抗冲击性强、电能大的负载驱动现象，导致部分煤矿瓦斯供电控制系统中部分驱动器的继电器不能正常工作，这些驱动器中的继电器除了一个节点具有辅助单驱动输出外，还有其他节点具有多个辅助单输出点。在煤矿辅助供电节点的综合应用中，需要在大型煤矿移动供电系统中综合应用内部输出电力电缆导体，将煤矿电力系统的合理导体引入靠近中央变电所的区域，然后集成到电源进线侧的安全防护设备和设施中。大型煤矿移动供电系统在应用间隔阶段应用时，应特别注意其内部的安全防护设备和设施，这对有效保证当前煤矿供电系统正常运行的稳定性和安全性具有重要意义。

二、煤矿供电系统产生越级跳闸故障的原因

2.1保护装置因素

当电源系统出现异常情况时，电源系统中的保护装置会自动切断电源，在电源系统中起到保护作用。其运行状态与自身质量、供电系统设备及电网配置有关。正常情况下，保护装置引起跳脱的具体原因如下：①保护装置本身故障涉及煤矿供电系统，误判时跳脱；②保护装置在运行过程中，当其耗电量与供电系统其他设备的耗电量存在较大误差时，将影响整个供电系统的运行质量。供电不足，不能满足煤矿企业用电设备的需求，导致用电设备电压不稳定，降低了用电设备的运行效率。一旦用电设备发出故障报警，将导致跳脱。

2.2电压不稳定因素

由于煤矿供电系统关系到煤矿的生产效率和安全生产，煤矿企业十分重视供电系统的管理。煤矿企业生产的机电设备种类繁多，耗电量巨大，这就要求供电系统的电压持续稳定。然而，要实现长期的电压稳定是非常困难的。煤矿企业的大量电气设备一旦投入运行，极易发生电压失稳，导致跳脱。此外，除了煤矿企业用电设备运行引起的电压不稳定外，外部电网的运行故障也会引起煤矿企业的电压不稳定。例如，变压器故障、供电线路老化、恶劣天气等都有可能在电网中引发供电事故。

2.3继电器因素

变电站是煤矿供电系统的核心。跳脱的主要原因如下：①保护整定遗漏也是跳脱的主要原因。例如，变电站蓄电池电压不足会导致继电器二次电源连接误动作；②继电器接触不良、线圈层短路等问题会影响电压稳定，继电器动作不良，造成跳脱；③安装错误：在继电器安装过程中，由于线路安装不准确，导致继电器绝缘性能降低，导致工作过程中误操作，导致供电系统跳闸；④当继电器运行时，直流系统常有瞬时电流，使变压器内部电流不一致，造成跳脱。

三、对策技术分析

3.1通讯保护

通信保护是煤矿生产技术的重要组成部分。通信保护技术可以保证地下作业人员与地面工人在施工过程中的信息交换。同时，该技术还可以实时监测和反馈煤矿供电系统的运行信息。该技术的具体实现形式是在地面工区配置监控主机，然后在煤矿开采过程中在矿井内配置智能保护设备。这些设备的操作由地面工作区的监控主机控制。通过这种形式的监控，可以有效地实时观察煤矿供电系统的运行情况，掌握每个开关的具体状态。在此期间，如果矿井智能保护设备运行出现问题，监控主机可以快速提取相关异常内容，然后通过与正常数据的对比分析，快速找出短路或断路部分，能准确指导维修人员补、修，并能发出控制短路的指令，防止跳脱。在具体的施工过程中，通信保护技术是自动化控制的重要内容。以监控主机为主要数据分析处理依据，实现煤矿生产过程中开关的实时控制。在这种技术条件下，常用的安全预防措施是速断跳闸法。但是，开关跳闸必须分开一段时间，监控主机响应也需要一定的时间，这意味着响应时间可能大于开关跳闸时间。因此，在使用通信保护技术时，必须注意保护设备的选择，以保证使用质量。

3.2光纤纵差保护

光纤纵差保护技术的形式具有很强的实用性和专业性。该技术能有效地保护煤矿供电系统的线路安全。轻型纵联差动保护技术是差动保护技术之一。该技术一般采用轻型纵差保护装置。在具体使用过程中，光前纵差保护技术以电量为主要数据依据，产生相应的数据分析结果，通过光的有效信息传输，达到双向通信的目的，并能快速比较两侧电量的差异。与以往形式的动态差动保护不同，该技术调整了两侧电流差的比较，摒弃了控制电缆形成的差动电流回路形式，改为以信息数据传输为主要保护内容，从而实现线路全范围的实时保护。这意味着在煤矿开采中，如果供电系统存在异常通信问题，轻型纵差保护可以快速进行电流切断保护。具体实现过程如下：当出现异常信息时，下开关部分的光纤差动保护设备会立即将数据传输到上一级的相应设备，快速比较两端电流的数据差信息并快速阻断。

3.3分站集中控制

防止煤矿跨越式供电跳闸的变电站集中控制技术的控制形式在现代煤矿供电生产中十分普遍。该控制技术的主要目的是在煤矿供电控制系统中同时配备与其相关的煤矿变电站集中设备，在煤矿箕斗供电控制系统中，在煤矿变电所集中设备与控制开关之间建立有效的信息通信和连接通道，防止箕斗供电跳闸。在煤矿资源开采前期施工过程中，如果煤矿供电控制系统突然出现短路异常现象，相应的电源防跳、防跳控制开关可快速判断相关异常信息并传送至变电所设备，变电站可以快速分析和排除这些异常数据信息，然后根据判断结果控制灯亮起，抑制故障问题的持续发展。变电站集中控制的形式能有效防止跳脱。然而，变电站集中控制技术在实际应用中仍存在许多问题。例如，该技术严重依赖于防止跳脱和打开变电站之间的通信通道，如果该通道在信息交换中失败，变电站的集中控制设备将无法继续完成保护任务。

结论:

为了有效防止跳闸，在选择保护系统时，应充分考虑煤矿供电系统是否具有良好的防跳闸功能。该系统大大提高了煤矿供电系统的稳定性，保证了正常供电。

参考文献：

[1]曹晋鹏.煤矿供电系统越级跳闸分析[J].能源与节能,2021(3):156-157.

[2]锦华.煤矿供电系统防越级跳闸技术的应用分析[J].当代化工研究,2019(14):79-80.