矿井供电系统防越级跳闸应用与试验

摘要： 矿井供电系统防越级跳闸技术研究成果于2014年10月在付煤公司35/6KV变电所、井下中央变电所、南翼集中变电所、北翼集中变电所、北翼一变、东四一变、东四三变以及各变电所需要装表计量的配电点得到全面应用。

关键词： 供电系统；越级跳闸；供电安全

0 引言

在地面35kV变电站建立电力监控中心，实现对井下参与集控变电所内的开关进行监测监控，并显示和记录井下监控点的所有数据。解决越级跳闸以及一个回路短路故障引起变电所开关全部跳闸的问题，提高供电可靠性。实现监控中心对变电所内更换综保的高压开关的遥测、遥控、遥信和遥调、遥视。通过改造高爆开关保护装置，解决电压波动造成的井下高压大面积停电问题；本次改造采用的井下保护器具有智能后备电源功能，确保在失电后装置能够可靠动作并把故障数据记录下来，为事故分析提供依据。建立矿井安全紧急预案，用户可预先编制预案，发生预案设定情况时，用户可启动预案程序，执行预案操作。建立用电计量考核系统，使管理者实时掌握全矿电能消耗及重要设备电能消耗，为节能降耗提供科学指导方案，实现电力监控信息短信通知功能，事故信息、安全隐患划分不同级别并设定不同接收人，实现重要信息及时短信通知相关人员。

在山东能源枣矿集团付村煤业有限公司安装使用了具有新型智能网络继电保护功能的KJ516电力监控管理系统，为了验证该电力监控管理系统解决煤矿供电系统越级跳闸故障的能力，根据领导的要求，机电运转工区与厂家共同制定了地面35/6kV变电所带下井四路至东四三变6208备用开关的高压防越级跳闸试验的方案，并报矿相关领导批准，于2014年12月4日13：30时-15：30时进行了高压供电系统防越级跳闸试验。

试验方案采用付煤公司35/6kV变电所6204#开关柜带下井四路作为试验电源。

试验线路为：35/6kV变电所带下井四路（6204#开关柜）；中央变电所6220#高压开关柜（四路电源），6214#高压开关柜（南翼集中变电所二路）；南翼集中变电所高防开关6202#（南翼集中变电所二路进线）、6208#（东四三变二路）；东四三变两级高防开关6202#（东四三变二路进线）、6208#（备用）；组成的一条供电线路作为试验线路。经过验算，该线路最小两相短路电流2758.38A。

在东四三变6208#备用开关负荷侧，增加一个接线盒，接线盒内使用高压电缆两相短接，做两相短路电流试验，地面操作送电，当备用开关合闸时，即发生两相短路故障，以此为故障电流进行防越级跳闸试验。

本次试验线路结构拓扑关系见图1。

1 试验方案

通过观察实时数据和查询、修改固化定值测试从监控主站到实验开关的通讯状态是否正常，对试验开关进行遥控分合操作，测试开关机构是否能够正常动作。

防越级跳闸两相短路试验，用一根50平方毫米电缆的芯线作为导线短接在备用开关接出的接线盒内接线柱短接，远程控制东四三变6208开关合闸，以合闸瞬间产生的两相短路故障电流为试验条件，验证系统解决越级跳闸的能力。

①先将东四三变6208#开关防越投入终端，其它开关投入馈线控制字（直接带设备的开关不需要投入越级跳闸判断控制字）。②确认试验线路中所有开关的通讯正常、开关状态及参数正常，进入试验。③当现场准备好后，电话通知机电调度，由机电调度通知地面值班人员远控6208#开关合闸，合闸后开关发生短路，此时虽然各开关均检测到超过定值的电流，但由于投入了防越级跳闸判断功能，所以除东四三变6208#开关速断跳闸外，其余开关不动作为正常，如正常则试验结束，如不正常则需检查综保设置重新试验。④试验完成后，应读取东四三变6208#开关综保中最大电流值和速断波形，以及线路中其它开关监测到的最大电流等参数。⑤试验结束后应及时恢复正常供电，拆除东四三变6208#备用开关试验用接线盒及电缆，恢复开关原定值，检查开关性能，确保正常后方可撤离人员。

2 试验结果

试验验证了防越级跳闸系统在线路短路电流大于线路开关速断整定值时，能够按照规则正确速断跳闸，切断故障线路，保证上级开关不发生越级跳闸，达到防止越级跳闸的试验目标。通过本次试验，证明北京广大泰祥自动化技术有限公司电力监控系统具备很好的防越级跳闸功能。在井下发生超过开关定值的短路电流时能迅速、可靠的断开故障开关切除故障，保证上级开关不发生越级跳闸。

3 试验数据

①防越试验线路定值及级联关系表。

②综保通讯状态及开关机械机构状况试验数据。

③越级跳闸试验数据记录。

参考文献：

[1]付金英.矿供电系统防越级跳闸技术的应用[J].技术与市场，2014（03）.

[2]董小秋，张伟.基于闭锁控制的煤矿供电系统防越级跳闸新方案[J].中州煤炭，2012（11）.

[3]郭益督.基于交换式以太网的井下供电防越级跳闸系统研究[D].河南理工大学，2011（12）.