金鳳煤礦井下供電短路防越級跳閘淺析

摘 要：本文章介紹了神華寧煤集團金鳳煤礦井下供電系統(tǒng)的現狀，針對井下短路故障時越級跳閘的原因進行了分析，并給出了自己認為可行的解決辦法。對于短路故障的越級跳閘提出了防越級跳閘解決方案：線路縱差保護、地面集中保護法、級差配合法。經加設保護設施后，井下變電所在很大程度上能避免因短路造成的越級跳閘，能有效的降低煤礦井下大面積停電事故，從而保證井下供電的安全性、可靠性、穩(wěn)定性。

關鍵詞：井下供電；短路故障；越級跳閘

神華寧夏煤業(yè)集團金鳳煤礦井下經常在發(fā)生短路故障時，地面水電公司35kV/10kV變電所高壓饋電柜斷路器發(fā)生速斷跳閘動作，但井下礦用隔爆高壓真空配電開關斷路器卻沒有保護跳閘，而是在地面水電公司35kV/10kV變電所高壓饋電柜斷路器短路保護進行速斷跳閘后，才導致井下礦用隔爆高壓真空配電開關失壓斷電。我礦井下高壓線路鋪設較短，高壓設備之間間隔相對不大，故障點一般距離各個高壓配電點都不太遠，很容易造成或者發(fā)生多級高壓饋電開關同時跳閘，這也是大多煤礦井下供電普遍存在的問題。在井下供電發(fā)生短路故障時，很容易出現越級跳閘，并且越級停電跳閘會對井下供電造成很大的影響，經常是全礦井停產，同時越級停電跳閘的故障的查找和供電的恢復比較困難，從而直接影響礦井的安全生產。因此，深入分析造成井下變電所越級跳閘的原因， 對保證煤礦井下供電連續(xù)性、安全性、可靠性，具有非常重要的意義。

1 煤礦井下供電越級跳閘的原因及分析

1.1 開關定值配合問題

我礦供電都是短電纜組成的級聯電網，線路首末端短路引起的短路電流相差不大，使各級變電所保護整定值難以配合，短路故障時容易造成越級跳閘；目前井下廣泛采用短延時配合來防止越級跳閘，但是對線路及設備造成的短路沖擊很大，容易損壞設備。若地面不給井下保護延時時間，短延時配合也無法實現。

1.2 高爆開關微電腦保護器電源問題

高爆開關微電腦保護器電源取自于高爆開關內的電壓互感器，沒有其他電源。在發(fā)生短路事故時，電網母線電壓會突然下降，無法保證微電腦保護器正常、穩(wěn)定工作。由于保護器無法正常工作，不能通過控制回路使饋電開關斷路器跳閘，切除故障。從而造成越級跳閘，使煤礦井下大面積斷電。

2 煤礦井下電網越級跳閘的解決方法

2.1 線路縱差保護

點對點的導引線路縱差保護：把線路兩端的電流分別接入對端，根據差電流大小判斷區(qū)外故障還是區(qū)內故障；點對點的數字縱差保護：線路兩端的保護裝置對電流值高速同步采樣，通過光纖傳輸交換采樣信息，并根據采樣值計算差電流大小，判斷區(qū)外故障還是區(qū)內故障。（圖1）

2.2 地面集中保護法

通過通信方式把開關各項數據傳輸到地面服務器上，通過數據對比，實現變電所內所有高壓開關的保護。（圖2）

2.3 完善電網的保護整定

對于入井線路有0.5S延時的系統(tǒng)，可以通過上下級開關保護時間級差（一般△t=0.15S）配合來保證動作的選擇性。優(yōu)化我礦地面水電公司35kV/10kV變電所與井下10kV中央變電所的配合方案，在滿足保護安全的情況下，地面水電公司35kV/10kV變電所適當增大速斷保護整定值，盡量增大過流保護延時時間，使入井回路電纜采取分段保護。在滿足井下設備運行安全的前提下，煤礦井下盡量減小速斷保護的整定值，但要必須確保短路保護配合沒有死區(qū)。正確的保護整定是預防煤礦井下越級跳閘的另外一個比較有效的手段。

3 結語

本文主要分析了神華寧夏煤業(yè)集團金鳳煤礦井下發(fā)生短路越級跳閘的原因，并提出了個人理解的解決方法。但是在實際使用中，操作起來也比較困難。如果外加串聯保護設備，是可以有效地預防越級跳閘，提高供電的安全、可靠性。

作者簡介：

張賢偉（1982-），助理工程師，2008年畢業(yè)于太原理工大學機械工程專業(yè)，現任神華寧夏煤業(yè)集團金鳳煤礦機電隊技術員。