摘 要：本文章介紹了神華寧煤集團(tuán)金鳳煤礦井下供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀，針對井下短路故障時越級跳閘的原因進(jìn)行了分析，并給出了自己認(rèn)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(hù)、地面集中保護(hù)法、級差配合法。經(jīng)加設(shè)保護(hù)設(shè)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(guān)鍵詞：井下供電；短路故障；越級跳閘

神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)金鳳煤礦井下經(jīng)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(guān)斷路器卻沒有保護(hù)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(hù)進(jìn)行速斷跳閘后，才導(dǎo)致井下礦用隔爆高壓真空配電開關(guān)失壓斷電。我礦井下高壓線路鋪設(shè)較短，高壓設(shè)備之間間隔相對不大，故障點(diǎn)一般距離各個高壓配電點(diǎn)都不太遠(yuǎn)，很容易造成或者發(fā)生多級高壓饋電開關(guān)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(xiàn)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(jīng)常是全礦井停產(chǎn)，同時越級停電跳閘的故障的查找和供電的恢復(fù)比較困難，從而直接影響礦井的安全生產(chǎn)。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(guān)定值配合問題

我礦供電都是短電纜組成的級聯(lián)電網(wǎng)，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(hù)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(shè)備造成的短路沖擊很大，容易損壞設(shè)備。若地面不給井下保護(hù)延時時間，短延時配合也無法實(shí)現(xiàn)。

1.2 高爆開關(guān)微電腦保護(hù)器電源問題

高爆開關(guān)微電腦保護(hù)器電源取自于高爆開關(guān)內(nèi)的電壓互感器，沒有其他電源。在發(fā)生短路事故時，電網(wǎng)母線電壓會突然下降，無法保證微電腦保護(hù)器正常、穩(wěn)定工作。由于保護(hù)器無法正常工作，不能通過控制回路使饋電開關(guān)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(wǎng)越級跳閘的解決方法

2.1 線路縱差保護(hù)

點(diǎn)對點(diǎn)的導(dǎo)引線路縱差保護(hù)：把線路兩端的電流分別接入對端，根據(jù)差電流大小判斷區(qū)外故障還是區(qū)內(nèi)故障；點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)字縱差保護(hù)：線路兩端的保護(hù)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(jù)采樣值計算差電流大小，判斷區(qū)外故障還是區(qū)內(nèi)故障。（圖1）

2.2 地面集中保護(hù)法

通過通信方式把開關(guān)各項數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛娣?wù)器上，通過數(shù)據(jù)對比，實(shí)現(xiàn)變電所內(nèi)所有高壓開關(guān)的保護(hù)。（圖2）

2.3 完善電網(wǎng)的保護(hù)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(guān)保護(hù)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(hù)安全的情況下，地面水電公司35kV/10kV變電所適當(dāng)增大速斷保護(hù)整定值，盡量增大過流保護(hù)延時時間，使入井回路電纜采取分段保護(hù)。在滿足井下設(shè)備運(yùn)行安全的前提下，煤礦井下盡量減小速斷保護(hù)的整定值，但要必須確保短路保護(hù)配合沒有死區(qū)。正確的保護(hù)整定是預(yù)防煤礦井下越級跳閘的另外一個比較有效的手段。

3 結(jié)語

本文主要分析了神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)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(shí)際使用中，操作起來也比較困難。如果外加串聯(lián)保護(hù)設(shè)備，是可以有效地預(yù)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(xué)機(jī)械工程專業(yè)，現(xiàn)任神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)金鳳煤礦機(jī)電隊技術(shù)員。