連文軍

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)長治仙泉煤業(yè), 山西長治 047100）

在井下供電系統(tǒng)中, 真空斷路器與低壓真空開環(huán)被安置在其中。加上輻射狀的干線式級聯(lián)網(wǎng)絡(luò), 以及復(fù)雜多變的地下煤礦井環(huán)境, 這很容易引發(fā)地下電纜的短路現(xiàn)象。倘若煤礦井下部高壓供電系統(tǒng)出現(xiàn)了跳閘, 那么會給正常的生產(chǎn)帶來一定的影響。如果出現(xiàn)了大面積的停電, 很可能會引發(fā)大范圍的瓦斯聚集, 那么會直接給整個生產(chǎn)系統(tǒng)帶來癱瘓的風(fēng)險, 嚴(yán)重的話還會危及工人的生命安全。在進(jìn)行煤礦井工作的環(huán)節(jié)中, 務(wù)必要采取措施預(yù)防高壓供電系統(tǒng)的跳閘現(xiàn)象, 為井下工作人員提供一個安全的工作空間。

1 引發(fā)煤礦高壓供電系統(tǒng)出現(xiàn)跳閘的原因

1.1 不合理的開關(guān)機(jī)構(gòu)配置

通常來說, 應(yīng)該從兩個層面做好高壓防爆開關(guān)的各項工作。一方面, 隨時關(guān)注繼電保護(hù)裝置的相關(guān)操作。常見的單片機(jī)處理, 信號輸出和采樣的工作都在繼電保護(hù)裝置內(nèi)部進(jìn)行。另一方面, 高壓防爆開關(guān)上的直接工作, 還需要引入三個相關(guān)的設(shè)備, 即常見的跳閘機(jī)構(gòu)、真空斷路器與跳閘電磁鐵。在進(jìn)行煤礦開采時, 其所處的環(huán)境中具有較多的水分子, 這些富余的水蒸氣可能會給高壓防爆的開關(guān)帶來不同程度的制約。一旦開關(guān)設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重的生銹, 所形成的鐵銹會阻礙開關(guān)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如果出現(xiàn)了嚴(yán)重的短路, 顯然內(nèi)部的高壓防爆開關(guān)開啟速度會慢于地面的開關(guān)速度, 進(jìn)而引起越級跳閘的現(xiàn)象。

1.2 引發(fā)短線路的因素

倘若發(fā)生嚴(yán)重的短路, 那么會增加越級跳閘的風(fēng)險。考慮到短線路阻抗值相對較小, 在線路和被測系統(tǒng)兩者之間具有較大的阻抗比。因此, 假如出現(xiàn)了短路, 在短路的相關(guān)位置, 其電流都會按照平緩變化曲線進(jìn)行變化。在線路的開始和末端, 電流差值相對較小。開關(guān)會結(jié)合其周圍的電流大小進(jìn)行整合, 但是沒有以最小的運(yùn)行方式提供相關(guān)的保護(hù)。借助最小手段短路電流, 對相關(guān)的故障進(jìn)行全方位的檢測, 最終發(fā)現(xiàn)是由于保護(hù)靈敏度不足引發(fā)。假如選擇的是同樣的靈敏度系數(shù)法進(jìn)行檢測, 那么短路保護(hù)的范圍也會發(fā)生改變。一旦相關(guān)的線路出現(xiàn)了變化故障, 很容易導(dǎo)致越級跳閘的現(xiàn)象發(fā)生。

1.3 不準(zhǔn)確的選擇性漏電保護(hù)

從影響電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)的因素來看, 一般會受到變電線路的數(shù)量和電網(wǎng)系統(tǒng)的電容量大小的影響, 甚至電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部的平衡度也會帶來不同程度的制約。這些不確定性的影響因子會直接導(dǎo)致不準(zhǔn)確的選擇性漏電保護(hù)。復(fù)雜多變的接地方式, 涵蓋了穩(wěn)定和瞬時的兩種接地方式。在借助互感器識別信號的過程中, 倘若未能達(dá)到正確識別的效果, 也會造成不準(zhǔn)確因素的累積。比方說, 出現(xiàn)失真的信號源。

1.4 不恰當(dāng)?shù)乃贁啾Ｗo(hù)方案

通常來說, 速斷保護(hù)方案, 一般要嚴(yán)格按照相關(guān)的要求做出選擇：上級保護(hù)所耗費(fèi)的時間要多于下級保護(hù)。尤其是在煤礦施工現(xiàn)場, 速斷方案所規(guī)定的時間差一般是0s。這和速斷的方案所規(guī)定的內(nèi)容出現(xiàn)了差別。為了達(dá)到相應(yīng)的原則, 必須將上下級兩種保護(hù)方案之間的間隔進(jìn)行縮小, 因此要借助電線超強(qiáng)的導(dǎo)電能力實(shí)現(xiàn), 否則很可能會引發(fā)系列的安全事故。

2 解決煤礦供電越級跳閘的措施

2.1 實(shí)現(xiàn)電流縱連差動保護(hù)

基于電流縱聯(lián)差動保護(hù), 在實(shí)施防越級跳閘方案的過程中, 要全方位升級舊有的線路, 全面把握保護(hù)階段式電流保護(hù)原理。在這個環(huán)節(jié)中, 我們應(yīng)該早有參考基爾霍夫電流定律, 尤其是在線路兩端保護(hù)裝置的設(shè)置中, 其連接會通過電纜和光纖等實(shí)現(xiàn)。這樣可以保護(hù)線路兩端不會出現(xiàn)相關(guān)的問題, 合理控制電流的大小和相位。不但可以有效分析輸電線路的故障問題, 而且也會有效區(qū)分故障形成的差異, 為最終線路內(nèi)部是否采取切除提供有效的參考意見。在電流縱聯(lián)差動保護(hù)的前提下, 特別是在防越級跳閘方法的實(shí)施環(huán)節(jié)中, 面對變電站和上級變電站等出現(xiàn)和進(jìn)線開關(guān)的設(shè)置, 應(yīng)當(dāng)要及時更換縱差保護(hù)器, 通常會選擇電纜和光纜兩種保護(hù)器進(jìn)行連接?？v差以及分側(cè)差動保護(hù)原理見圖1。

圖1 變壓器差動保護(hù)

2.2 借助專用的操作后備電源對施壓保護(hù)設(shè)置進(jìn)行動作時間的延遲

從高壓防爆開關(guān)的內(nèi)容來看, 應(yīng)該強(qiáng)化后備操作電源的各項工作, 進(jìn)而更好的實(shí)現(xiàn)持續(xù)的供電。尤其是在一些機(jī)械性施壓脫扣器的裝置設(shè)置上, 定時清除其中的相關(guān)內(nèi)容, 降低設(shè)備的整體壓力。在做好延時保護(hù)操作環(huán)節(jié)里, 我們一般會選擇微機(jī)綜合保護(hù)裝置保護(hù)相關(guān)的部位, 這樣可以縮短短路保護(hù)裝置所消耗的時間, 確保相關(guān)的設(shè)備能夠在指定的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更好的運(yùn)轉(zhuǎn)。一方面可以將施壓保護(hù)裝置的無法分離的問題得到有效解決, 另一方面也可以憑借專用操作后備電源實(shí)現(xiàn)突破。

2.3 電氣閉鎖模式

在實(shí)際的使用環(huán)節(jié)中, 電氣閉鎖方式可能按照指定的要求達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。第一, 考慮到煤礦井下的供電環(huán)境相對復(fù)雜, 很容易受到個別因素的干擾, 尤其是在遠(yuǎn)距離傳輸過程中, 電纜電氣閉鎖信號難以準(zhǔn)確送達(dá), 從而導(dǎo)致誤跳現(xiàn)象的發(fā)生。第二, 復(fù)雜多樣的電氣閉鎖電纜是由多個電纜進(jìn)行連接的。特別是在相同變電所內(nèi)部, 應(yīng)該借助邏輯閉鎖器做好線路的電氣閉鎖工作, 實(shí)現(xiàn)更好層次的跨越。與此同時, 變電設(shè)計都是以雙回路供電方式進(jìn)行排布的, 在日常的運(yùn)行和檢修環(huán)節(jié)中, 都會導(dǎo)致供電運(yùn)行模式出現(xiàn)不同程度的切換?；诋?dāng)前情況, 我們應(yīng)該結(jié)合實(shí)際供電模式的系統(tǒng)性內(nèi)容做出動態(tài)性調(diào)整, 保證進(jìn)出線的閉鎖關(guān)系處于相對穩(wěn)定的狀態(tài), 使得邏輯閉鎖器的設(shè)計更加符合復(fù)雜環(huán)境的試用, 消除施工環(huán)節(jié)中的各種制約因素。

2.4 智能化保護(hù)裝置的使用

在繼電保護(hù)的相關(guān)規(guī)定上, 電流系統(tǒng)要求的是其具有較好的速動性和選擇性, 并在特殊的環(huán)境下具有較高的靈敏度。一旦煤礦井下出現(xiàn)了高壓電網(wǎng)系統(tǒng)的問題, 首先要控制事故的影響范圍, 按照自身的內(nèi)容做好系統(tǒng)故障排查。在排查故障的環(huán)節(jié)中, 排查速度要迅速, 并有針對性地解決面臨的故障, 與此同時還要確保其它系統(tǒng)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。結(jié)合相關(guān)的煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn), 所有井下高壓電網(wǎng)的微機(jī)保護(hù)裝置都應(yīng)該具有相關(guān)的參數(shù)指標(biāo), 其內(nèi)部的電流、電壓以及相關(guān)的功率都應(yīng)該符合指定的規(guī)范。除此之外, 結(jié)合規(guī)定設(shè)定的保護(hù)原則, 更加全面實(shí)現(xiàn)煤礦區(qū)域內(nèi)部的綜合自動化管理。

2.5 實(shí)現(xiàn)更高層次的數(shù)字化集成保護(hù)

在預(yù)防越級跳閘的環(huán)節(jié)中, 我們一般會選擇數(shù)字化集成保護(hù)措施推進(jìn)內(nèi)部的線路保護(hù)工作。在對線路進(jìn)行數(shù)字集中化保護(hù)時, 一般會選擇過程數(shù)字化變電站結(jié)構(gòu), 利用GPS技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息同步。從過程層防爆開關(guān)的情況來看, 合并器的效果應(yīng)該得到及時發(fā)揮, 尤其是在隔層之間要做好系統(tǒng)采樣, 并將數(shù)據(jù)的相關(guān)內(nèi)容傳送至指定位置。安裝集成保護(hù)測控裝置一般會選擇間隔層, 在這個過程中才能夠有效接收各種信息數(shù)據(jù), 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更高層次的系統(tǒng)測控保護(hù), 更好地推動裝置的邏輯運(yùn)算, 并借助網(wǎng)絡(luò)口發(fā)送保護(hù)器的信號。出口繼電器和保護(hù)氣的融合也是一項質(zhì)的飛躍, 它能夠順利推進(jìn)各項控制操作, 避免出現(xiàn)嚴(yán)重的跳閘。

3結(jié)語

綜合以上敘述, 隨著煤礦開采不斷深入化, 承擔(dān)的電力供應(yīng)系統(tǒng)越來越復(fù)雜, 對于煤礦供電系統(tǒng)而言, 受到各方面綜合因素的影響, 就會出現(xiàn)越級跳閘的問題, 給施工區(qū)域造成一定的影響。因此在往后工作開展的階段中, 需要對越級跳閘的原因進(jìn)行綜合分析, 從而探尋出更為科學(xué)有效的處理方案, 以保證煤礦的供電具備安全性及穩(wěn)定性。