1、1煤矿越级跳闸的危害与防治摘 要：煤矿井下供电系统是一个单侧电源辐射状电网，由于采区变电所距电源较远，中间经过的级数较多（3-6 级） ，造成同一电压等级要穿越多个变电所，因此需要较长的时限和较大的定值配合，而电力部门对电源保护的时限和定值已经限定（2 秒） ，无法更改，造成整定值过小，保护时限过短，保护无法配合，另外井下部分短供电线路也会造成保护整定值无法区分，因此造成越级跳闸事故频发。煤矿井下工作环境恶劣，单相接地（漏电）故障无选择性跳闸成为煤矿供电的普遍现象，严重威胁供电安全，据有关研究成果统计，矿井高压电网 85%以上的故障均为单相接地（漏电）故障或接地（漏电）故障引发的短路故障、过电
2、压故障。因此针对矿井短路越级与漏电无选择性跳闸关键技术进行研究，真正解决煤矿供电难题，提高煤矿供电可靠性具有重要意义。 关键词：越级跳闸；单相接地故障；保护时限 1 越级跳闸 是指电力系统故障时，应由保护整定优先跳闸的断路器来切除故障，但因故由其他断路器跳闸来切除故障，这样的跳闸行为称为越级跳闸。 2 煤矿电网越级跳闸原因分析 煤矿下井线路较多，变电所多，相互联系，供电复杂，同一电压等级从地面到井下有多级，且有的级是短线路，传统阶段式电流继电保护无法整定，导致煤矿电网存在着越级跳闸和漏电保护无选择性供电特殊2问题。煤矿各级高压开关之间的短线路短路电流的变化平缓，始末端短路电流差值小，如下图所示
3、。短路一般按躲过线路末端最大短路电流整定（Id1- L1max） ，则在最小运行方式时已经无保护范围（L1min） ，即保护灵敏度1；电力系统规程建议在灵敏度小于 1 的情况下不适宜装设电流速断保护，但是煤炭规程规定井下必须装设速断保护，不准甩掉不用；此时一般按同一灵敏系数法整定（Id1- L1max） ，造成线路在最小运行方式下有保护范围（L1min ） ，然而在最大运行方式下保护保护范围已到达下一级开关出口线路（L1max ） ，则越级跳闸成为必然。 图 2-1 短线路越级跳闸原理图 3 治理越级跳闸的发展 随着网络技术的不断发展，继电保护逐步向数字化、网络化、智能化方向发展，目前电力系统
4、正在大力发展智能电网相关技术，智能化变电站技术的迅速发展为煤矿电网解决短路越级与漏电无选择性提供了新的技术手段。 “智能化变电站”是是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。 4 DHW-6000 煤矿智能化变电站介绍以及如何治理越级跳闸 此系统适用于 6kV110kV 各种电压等级煤矿地面及井下变电站，由地面系统与井下矿用供电监控系统共同组成。井下 KJ297 矿用供电监控系统严格按照国
5、家标准 GB 3836 -2000爆炸性气体环境用电器设备要3求生产，经过国家授权的质检机构进行防爆检验合格，并取得安全标志使用证（MFC110114） 。 该系统基于 IEC61850 架构，遵循国网公司 Q/GDW 383-2009 智能变电站技术导则及相关技术规范，能实现变电站内智能电子装置 IED 间信息互享和互操作。采用分层采集、集中控制的架构体系，对变电站系统模型、二次功能模型进行描述，对应用与通信技术进行分层处理，将模拟量、开关量的信息采集和信息的计算、逻辑判断分层实现。各智能电气设备的模拟量、开关量信息就地采集，数字化处理后通过光纤网络送往保护测控装置（图 3-1 DHW600
6、0 煤矿智能化变电站系统结构图） ；保护测控装置安装于主控室，综合全站信息实现保护、测控、自动装置功能，各功能相对独立、分时运行，即保证了保护功能的选择性、快速性、安全性、可靠性，又保证了测量、计量功能的高精度要求。采用集中式保护，则可实现保护主机内全站数据共享，此时采用差动保护原理、母线差动保护原理、全站零序电压、电流和消弧线圈数据的综合处理则可彻底解决短路越级跳闸与漏电无选择性跳闸问题，提高煤矿供电安全。 图 3-1 DHW6000 煤矿智能化变电站系统结构图 5 总结 本文详细分析了煤矿越级跳闸的原因、发展以及如何治理煤矿上的越级跳闸。从而对越级跳闸有了更深层次的了解，煤矿越级跳闸对煤矿的危害大，针对目前煤矿电网存在的越级跳闸问题，提供了基于智能变电站区域集成保护的光纤电流差动保护方案和故障定位识别的闭锁保护方案。 4参考文献 1昌干矿上供电学（M）煤炭工业出版，2006 2轶选择性漏电保护（M）煤炭工业出版。 作者简介 李坚（1966-） ，男，汉族，安徽省寿县，大学本科，高级工程师，淮北矿业集团机电处，矿井供电及采掘机械化
