关于井下工作防越级跳闸问题的思考

摘要 煤矿井下的短路故障，往往引起大面积的停电事故。如果不能迅速的恢复供电，将危害整个煤炭生产系统的安全运行，严重威胁井下工人的生命安全。本文就煤矿井下高压电网越级跳闸产生原因，做了简要的分析总结。结论表明：影响井下电网越级跳闸的原因主要是井下供电系统线路跳闸无选择性、设计方案不合理等。本文就此给出了解决方案。

关键词 煤矿；供电系统；越级跳闸；选择性

中图分类号TD4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）85-0053-02

0 引言

近年来，煤矿井下高压大多数采用6kV直接供电。而在生产运行中，煤矿井下工作环境恶劣，生产条件差，受到挤压时，造成电缆外皮受损而产生短路故障。短路故障发生时下级系统的短路电流比上级系统的大，假如下级的短路电流越过上级系统微机综保的整定值，会使上级微机综保误动作造成越级跳闸。如果越级跳闸到井下中央变电所，不仅会影响井下工作面的生产，还会影响井下风机、水泵的正常工作，严重时瓦斯超限，威胁井下工作人员的生命安全。因此，对井下高压线路越级故障分析，给出解决方法，对安全隐患的减少、保障井下人员生命安全具有重要的作用。

1 产生越级跳闸的原因

1.1 环境原因

高压防爆断路器由于温度、海拔等原因卡壳，会造成开关拒动而引发上级保护动作，引发系统越级跳闸。

1.2 整定时间不合理

在国内的短路保护要求动作时间

1.3 因供电设计原因

陈刚等[1]指出井下供电系统发生短路时，短路电流不流入微机综保的电流互感器，电流互感器由于无法测出故障电流会造成开关不跳闸。董伟俊等[2]中指出开关的选择配合上要严格可靠，尽量在一路供电系统中选择一种类型的开关，避免因为保护方式的不同而引起开关的跳闸。

1.4 失压保护导致

井下保护开关分为2级：一级是保护装置带的（可整定）；另一级是失压带的脱扣线圈，动作及时间（不可整定）。馈线距离母线很近的地方发生短路故障时母线电压短时失压，该母线上其他开关的失压保护动作导致越级跳闸。

1.5 级联层次多

地面总变电所、井下中央变电所、采区变电所、继电保护由于种种原因造成保护不动作、动作但出口不跳闸、或者继电保护动作时延不准。

2 井下电网越级跳闸的主要原因分析

1）煤矿井下的电网一般情况下采用多段短电缆，一旦发生短路故障时速断保护装置有时无法分辨，而在这些线路中有的速断保护装置几乎没有保护范围。井下的供电系统发生短路故障时，短路电流会很大。从设计的角度看，上下级会有一定的级差，即使有级差也起不到分级跳闸的作用，会使上下级同时动作或者上级先动作而越级跳闸。而像电缆大截面、长线路，短路故障时短路电流大，也会引起保护装置越级跳闸。对于微机综保装置来说，短路电流超过其整定值，微机综保装置就跳闸，短路电流的大小并不影响微机综保装置的跳闸时间，所以当上级微机综保装置跳闸时，将与下级同时动作；

2）微机综保装置由于受时间等原因，部分煤矿使用的是老式保护器，有的已经滞后于现在技术的发展。其中在某些老矿里继电保护器有的已经出现保护动作的偏差，长期的处于工作状态，可能会出现偏差；而井下阴冷潮湿的环境，也会使开关因生锈导致无法正常工作，这些都可能造成保护装置拒动、误动。部分煤矿已开始使用新的微机综保，但某些微机综保只是在旧式基础上改造的：没有抗干扰的措施，容易受到外界的干扰，并不是真正意义上的微机保护。

3 防越级跳闸方案研究

3.1 重要负荷应采用独立双回路供电

对于井下重要负荷，如风机、水泵等，应按照《煤矿安全规程》采用独立供电的方式。对某些重要的一、二类负荷，采用不同供电等级的双回路供电，以确保重要的负荷有较高的供电安全性。

3.2 使用智能化微机保护装置

短路事故发生在井下时，微机综保装置应在最短的时间内有效的、有选择性地切除故障，使非故障线路能够保持继续运行，将故障线路影响在最小范围内，微机综保在保护时间内不应拒动、误动。根据《煤矿安全规程》第457条的规定：地面变电所和井下中央变电所的高压馈电线上，必须装设有选择性的单相接地保护装置；供移动变电站的高压馈电线上，必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。井下低压馈电线上，必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路等。随着微机保护自动化系统在煤矿的逐步推广应用，新型综合保护装置具有体积小，安全防爆、可靠性高等特点。

4 解决煤矿井下工作防越级跳闸问题的建议

1）分布式区域保护；

2）各级保护构成区域保护系统，有机配合；

3）实现选择性跳闸；

4）站内保护配合：硬接线传递闭锁信号；

5）联络线路配合：专用光缆传递闭锁信号；

6）出线侧保护器通过网线与上级联络，当t0时出线1故障，进线保护器发出闭锁信号，进线闭锁，当t3时跳出线1。对于一些改扩建项目，对经济方面的要求，也可以减少出线保护器数量，只在进线侧装也可以有一定的保护效果。

其次，井下也有些短路故障是人为引起的，为了最大程度的减少越级跳闸故障的发生，加强矿井机电人员的安全培训也是必不可少的。

5 结论

本文主要分析了井下产生越级跳闸的原因，并根据实际情况提出了解决方案。采用新型智能化的微机保护装置，能有效地改善因越级跳闸造成的大面积停电事故，提高生产效率。造成井下电网越级跳闸的原因是多方面的，本文只是对井下电网越级跳闸产生的主要原因做了简要分析。

参考文献

[1]陈刚，马志云.一次越级跳闸事故的分析[J].电工技术杂志，2001（5）：49.

[2]董伟俊，阮胜冬，冯燕.对一起保护越级跳闸事故的分析[J].大众用电，2006（5）；36-37.