煤矿井下供电系统越级跳闸原因与对策探讨

总第１６５期　２０１７年第１期　机械管理开发　ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ　ＡＮＤ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ　Ｔ０ｔａｌ　１６５　Ｎｏ．１，２０１７　ＤＯＩ：１０．１６５２５￣．ｃｎｋｉ．ｃｎ１４－１１３４Ａｈ．２０１７．Ｏ１．７５　煤矿井下供电系统越级跳闸原因与对策探讨　冯　鹏　（山西汾西矿业集团有限责任公司双柳煤矿，　山西　吕梁摘０３３０００）　要：煤矿井下的供电安全涉及到每位井下员工的生命财产安全，也关系到煤炭开采能否顺利进行，而目前我　国的煤矿井下供电技术仍存在诸多问题，经常出现越级跳闸状况，因此针对我国煤矿井下供电系统存在的ｆ＊－ｌ￣，　对供电系统越级跳闸的原因进行剖析，并对相应的对策进行了探讨，力求为今后的工作提供一定的技术支持。　关键词：煤矿供电系统越级跳闸　文献标识码：Ａ　文章编号：１００３－７７３Ｘ（２０１７）０１—０１８０－０２　中图分类号：ＴＤ６１１　引言　质量的电能还会影响到检测系统及机电保护系统的　煤矿井下供电是一项非常复杂而且至关重要的　工作，因为井下条件较为恶劣，井下供电会受到诸多　因素的影响，比如输电线路倒杆、电气设备存在缺　陷、设备调试不到位、运行维护不当等，均会影响到　供电安全。在进行井下供电时，要同时满足两方面的　要求，一方面是在满足井下用电负荷的前提下，制定　相应的防止掉闸措施；另一方面，需要采用先进的监　测设备和技术，可以在事故发生后迅速做出反应，将　故障设备跨过，保证井下供电的连续性和可靠性，因　此应加强对井下越级跳闸原因的探析，寻求相应的　解决措施。　正常工作，给井下供电带来安全隐患。　１－３部分设备违规使用　相关法律均不断重申禁止在煤炭生产中使用空　气开关，因为空气开关在使用过程中容易产生较大　的能量电弧，这将会增加井下发生气体爆炸的几率，　给煤炭生产带来巨大的经济损失。但是相关数据显　示，这些空气开关依然使用于部分矿井中，给煤炭井　下供电带来极大的威胁。　１．４缺乏先进的自动化监测系统　由于当地技术条件的限制或者是因为资金的缺　乏，造成部分煤矿并没有安装和使用自动化监测系　统，长期如此，井下机电设备的运行状况将无法及时　输送到地面监测部门，导致相关工作人员无法对供　电系统的运行情况进行准确的判断，不能对事故进　行第一时间的处理，可能会造成企业更大的损失。　２煤矿井下供电越级跳闸原因　１我国煤矿井下供电系统现存问题　１．１主变压器容量不足　现阶段，煤矿的改扩建造成供电系统已经无法满　足矿井对用电量的需求，造成变电站的主变压器及各　分变压器长期处于过饱和状态，导致变压器局部过　热、绝缘性能下降，大幅缩短变压器的使用寿命，给煤　矿安全生产带来威胁，甚至会引起电缆燃烧或爆炸，　在瓦斯超限的状况下，会造成瓦斯爆炸，给井下工作　人员的生命财产安全带来不可想象的伤害［１］。　２．１开关控制电源引起供电越级跳闸　煤矿井下供电系统受外环境的影响很大，而且　经常会出现不利工况，比如说三相不平衡、电压不稳　定、瞬间失压等，在这种情况下，相关保护装置的控　１．２供电电能质量下降　在经济技术不断发展的背景下，煤炭开采中所　采用的机电设备也在不断更新换代，这些先进的机　制开关就容易出现故障，导致分线路发生故障或者　短路，保护装置的电源开关就不能按照正常的情况　进行工作，容易发生供电越级跳闸。　电设备投入到生产中，将会大幅提高煤炭开采的效　率，但是由于大功率设备，产生的谐波分量将会通过　供电线路传递给供电系统，可能会影响到供电电能　质量，会影响到相关开采设备的正常运行。此外，低　收稿日期：２０１６—１卜１９　作者简介：冯鹏（１９９（卜），男，山西离石人，大专，机电助理工程　２．２继电保护状况引起越级跳闸　煤矿井下供电系统作为供电系统的重要部分，　供电线路一般不超过２　ｋｍ，总长度一般较短，若是线　路发生故障，则线路的首末端电流值相差不大，这就　要求相关的保护装置要具有足够的准确性与可靠　性，要想通过线路首末端的电流值判断线路是否故　师，现就职于山西汾西矿业集团有限责任公司双柳煤矿机电科。　障无法实现，而电力行业所采用较为传统的三段式　２０１７年第１期　冯鹏：煤矿井下供电系统越级跳闸原因与对策探讨　过流保护方式并不能为井下供电系统提供足够的保　护，可以采用逐段延时的方式进行过流保护，同时逐　段延时方式又容易发生越级跳闸的状况。此外，当前　于短路保护制动时间，有效地防止失压保护出现在　短路保护动作之前，通过两种保护的有机结合，可以　实现在失压保护装置开关失压后对供电系统进行及　时分析判断。　３．２对井下各级开关进行保护整定　要做好地面高压开关柜与井下高压隔爆真空开　关相关参数的匹配，并对煤矿井下与地面的供电配　合方案进行优化，在情况允许下，可以适当的放大地　面速断保护定值，对入井回路电缆进行分段保护，在　工业领域采用的供电保护方式主要为纵差保护方　式，其主要适用于远距离的电能输送，但是在井下供　电中需要格外注意对系统总压降的保护，还需要在　出现短路状况后相应的分支开关跳闸而总开关不发　生跳闸，同时这样就会导致没有发生故障的线路发　生停电，说明纵差保护对井下供电这种短距离多分　支的线路并不能发挥保护作用，更不能避免线路发　生越级跳闸状况脚。　２－３漏电保护装置不到位引起越级跳闸　在对煤炭井下进行供电时，应尽量防止由于供　电系统接地不到位而出现故障或者事故，相关的规　范或者标准中，明确指出高压供电网和配电网需采　取相应的措施对单相接地电容进行限制，电流要控　制在２０　Ａ以内，但是由于煤矿井下供电时，因为地　形的缘故供电系统结构通常较为复杂，而且所使用　保护方式多为功率选择性方式，其所产生的谐波或　者电气干扰会对供电系统的运行造成影响或者引发　故障，相关的漏电保护功能丧失，容易因为漏电而发　生越级跳闸的状况。　２．４瞬间失压引起越级跳闸　为了进一步提升井下供电系统的准确性与安全　性，需要给供电系统的高低压开关设置失压脱扣器，　当失压脱扣器的电压高于额定电压的８５％时，可以　实现有效的吸合，当高于额定电压的６５％时，可以维　持吸合的状态；当失压脱扣器的电压低于额定电压　的３５％时，可以实现有限的分断，由此可以看出，失　压脱扣器的电压处于３５％～６５％之间时，处在不可靠　状态，失压脱扣器无法对延时动作控制回路进行调　整，若是此时线路发生短路故障，则相应的过流延时　保护设施无法发挥其应有的作用，供电系统容易发　生无序越级跳闸状况，这样会影响到煤矿井下供电　稳定与安全。　３煤矿井下供电越级跳闸相应对策　３．１为高低压开关失压保护装置设置延时时间　采用高低压开关失压保护装置并为高低压开关　设置专用不间断后备操作电源，并将传统的机械性　失压脱扣装置升级为微机综合保护装置。科学合理　的设置失压延时保护时间，使失压延时保护时间大　设备正常运行的状态下，可以适当的缩小井下速断　保护定值，避免出现井下盲区，进行合理的整定配　合，也可以有效地防止越级跳闸状况。　３．３实现井下配电自动化　井下配电自动化在保证井下供电安全中不可替　代，可以保证供电系统安全稳定的运行，煤矿变电所　采用的配电自动化系统可以通过计算机对线路路障　做出反应，并对故障线路进行切断，有些自动化装置　还具有对控制对象的监视作用，若发现其处于不正　常的工作状态下，可以发出警示信息，并能对故障点　进行锁定，当发生越级跳闸事故时，计算机可以通过　判断是由哪一个开关最先发出的跳闸指令来判断发　生故障的线路［　。　３．４加强供电管理　对供电系统进行优化，采取有效的措施对不合　理供电进行清理或者调整，在煤矿井下可以采用通　风机和动力分段供电，保证供电线路的合理有序。除　此之外，还需要加强日常的巡视和检查力度，对设备　进行及时的修理和维护，尽量减少越级跳闸事故的　发生，保证煤矿井下供电系统安全稳定的运行。　３．５设计防止越级跳闸软件　为了可靠地完成系统要求的各项功能还要确定　合理的软件结构，采用模块化设计软件，其核心模　块是防止越级跳闸程序，当系统发生故障时该模块　执行该程序。　参考文献　［１］　王瑜，郭勇．煤矿井下防越级跳闸事故的原因和解决方案［Ｊ］．城　市建设理论研究（电子版），２ｏ１３（２２）：７８．　［２］　罗少平．浅谈煤矿井下供电系统越级跳闸事故原因及解决方案　［Ｊ］科技信息，２ｏ１３（１８）：１４６．　［３］　周万为．井下电网光纤纵差防越级跳闸技术应用研究［Ｊ］．科技　创业家，２ｏ１３（２２）：１２ｏ．　（编辑：王慧芳）　（下转第１８８页）　・１８８・　机械管理开发　｛ｘｄｋｆｂｉｂ＠１２６．ｅｏｎｌ　第３２卷　产生的原因，理性地解读这些原因产生的背景，并采　取针对性措施，确保煤矿的安全生产。　参考文献　２０１１（１）：７８．　［２］　王文强，孙亮，赵希忠．对煤矿通风安全控制中的影响因素分析　［Ｊ］新课堂学习，２０１４（３）：４５．　［１］　刘庚．制约煤矿通风安全的因素分析及防范措施［Ｊ］．科技论坛，　（编辑：王慧芳）　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　Ｆａｃｔｏｒｓ　ｉｎ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ　Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ　Ｓａｆｅｔｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｚｈａｏ　Ｊｉａｎｊｕｎ　（Ｓｈａｎｘｉ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ　ＩＭＰ＆ＥＸＰ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔａｉｙｕａｎ　Ｓｈａｎｘｉ　０３００１３）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｔｈａｔ　ａｆｆｅｃｔ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ　ｓａｆｅｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｅｆｆｅｃｔ，ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｂｅ　ａｂｌｅ　ｔｏ　ｐａｙ　ｍｏｒｅ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎ　ｔｏ　Ｃｈｉｎａ’ｓ　ｃｏａｌ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｔｈｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｗｏｒｋ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ；ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ　ｓａｆｅｔｙ；ｍｉｎｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ；ｓａｆｅｔｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　（上接第１８１页）　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ　Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｒｉｐｐｉｎｇ　Ｃａｕｓｅｓ　ａｎｄ　Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　Ｆｅｎｇ　Ｐｅｎｇ　（Ｓｈｕａｎｇｌｉｕ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ　ｏｆ　Ｓｈａｎｘｉ　Ｆｅｎｘｉ　Ｃｏａｌ　ｉｎｅ　Ｇｒｏｕｐ，ＬｖｌＭｉａｎｇ　Ｓｈａｎｘｉ　０３３０００）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｒｅｌａｔｅｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｔｏ　ｅａｃｈ　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｐｅｏｐｌｅ。ｓ　ｌｉｆｅ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｓａｆｅｔｙ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ｃｏａｌ　ｉｎｉｍｎｇ　ｃａｎ　ｂｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｓｍｏｏｔｈｌｙ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐＩｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ，　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｓｔｉｌｌ　ｍａｎｙ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｏｆｔｅｎ　ａｐｐｅａｒ　ｔｒｉｐｐｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｔｒｉｐｐｉｎｇ　ｒｅａｓｏｎｓ＆ｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｆｏｒ　ｆｕｔｕｒｅ　ｗｏｒｋ　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ；ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ；ｓｙｓｔｅｍ　ｔｒｉｐｐｉｎｇ　（上接第１８５页）　Ａｐｐｌｉ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