煤礦供電越級跳閘問題解決方案研究

張明明 李學(xué)武

摘要：煤礦井下作業(yè)采用的供電形式是多級供電，電纜相對較短，如果出現(xiàn)供電故障，多數(shù)電流重負(fù)荷將會集中在供電線路末端，線路末端大型機(jī)電設(shè)備驅(qū)動十分繁瑣，并且電流存在時(shí)間較長，在該過程中如果出現(xiàn)越級跳閘，有可能會導(dǎo)致大范圍停電，難以對電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)控，一旦發(fā)生事故，對于事故的排除和處理都面臨較大難度，容易導(dǎo)致二次事故，造成巨大危害，由此可見，加強(qiáng)對該方面問題的分析是必要的。本文就此展開了論述，以供參閱。

關(guān)鍵詞：煤礦供電；越級跳閘；問題；解決方案

1礦供電系統(tǒng)越級跳閘出現(xiàn)的原因

1）線路短、級數(shù)多，接線復(fù)雜。由于煤礦井下供電系統(tǒng)多采用分級輻射狀供電方式，線路中電纜長度均比較短，線路首尾兩端電流幅值差異非常小，甚至在有些電纜中，末端最大電流幅值要明顯大于首端短路電流幅值，導(dǎo)致速斷保護(hù)范圍變小，甚至有些為零。在這種情況下，瞬時(shí)速斷幾乎無法實(shí)現(xiàn)。盡管在諸多線路中，部分線路長度較長，但是線路的末端由于負(fù)荷比較大，電纜截面較大，在短路發(fā)生以后，上級電流值與下級電流值差異不大，速斷配合也難以實(shí)現(xiàn)。并且雖然整體存在級差，但級差作用也很難發(fā)揮出來，因此，系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時(shí)由于無選擇性配合，一旦下級出現(xiàn)短路，就極有可能出現(xiàn)越級跳閘、大面積停電的情況。2）開關(guān)配置不合理，出現(xiàn)越級跳閘問題。隨著煤炭開采的深入，用電負(fù)荷量的加大，井下所用開關(guān)種類與數(shù)量不斷增多，各類開關(guān)設(shè)計(jì)方法尤其是保護(hù)元件中的保護(hù)方法是不同的，有些還存在抵觸現(xiàn)象，不同開關(guān)一起應(yīng)用，就可能存在誤動跳閘問題；3）煤礦高爆開關(guān)存在固有動作時(shí)間的問題。礦井環(huán)境通常比較潮濕，一旦疏于檢查維修，就有可能出現(xiàn)高爆開關(guān)動作不靈活、卡澀等問題，開關(guān)固有動作的時(shí)間離散較大，使得上級的高壓開關(guān)比下級開關(guān)要快，進(jìn)而出現(xiàn)越級跳閘的問題。

2煤礦供電越級跳閘問題解決方案

2.1改善供電結(jié)構(gòu)

改善供電結(jié)構(gòu)是解決復(fù)雜線路引起越級跳閘的一項(xiàng)有效措施，可以減少供電級數(shù)的方式完成相應(yīng)的調(diào)整工作。在調(diào)整過程中，要依據(jù)供電的具體情況，做好對運(yùn)行過程中采用的各項(xiàng)機(jī)電設(shè)備的檢測維護(hù)管理，通過該方式，最大程度消除線路運(yùn)行期間，可能會對線路運(yùn)行造成影響的各項(xiàng)因素。例如，要加強(qiáng)對線路運(yùn)行過程中的各個(gè)開關(guān)的分析，做好相應(yīng)的維修管理工作，確保開關(guān)性能的良好性，避免在對其應(yīng)用期間，出現(xiàn)卡澀等不良情況；科學(xué)鑒定電流互感器，在具體鑒定過程中，如果發(fā)現(xiàn)有產(chǎn)品不符合要求，要及時(shí)對其進(jìn)行更換，避免因?yàn)閭€(gè)別產(chǎn)品對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行造成不良影響；加強(qiáng)對接地及屏蔽管理，最大程度降低負(fù)荷受系統(tǒng)波動的影響。除此之外，還要加強(qiáng)對井下關(guān)鍵線路越級跳閘的預(yù)防，例如，改善變電所線路結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)管理措施，減少越級跳閘的發(fā)生幾率。

2.2完善就地保護(hù)單元的功能

煤礦供電系統(tǒng)中，就地保護(hù)單元的安裝能夠確保系統(tǒng)正常運(yùn)行，以及所有單元跳閘一致，通過第三方對保護(hù)單元的性能指標(biāo)進(jìn)行檢定。通過在全部保護(hù)單元中應(yīng)用精準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步功能，將所有單元數(shù)據(jù)通過光纖上傳到保護(hù)監(jiān)測裝備中，實(shí)現(xiàn)對各條線路的同步采樣。全局性判斷采樣數(shù)據(jù)，在跳閘指令發(fā)出后，所有保護(hù)單元統(tǒng)一跳閘，防止越級跳閘現(xiàn)象的發(fā)生，對供電故障進(jìn)行無延時(shí)保護(hù)。同步技術(shù)采用網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)對時(shí)及多時(shí)鐘對時(shí)方案，當(dāng)線路中信號出現(xiàn)失效時(shí)，不會影響網(wǎng)絡(luò)同步授時(shí)，并且，不依賴于GPS授時(shí)，源時(shí)鐘可由本地時(shí)鐘充當(dāng)。為了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的測量，在同一時(shí)間下需進(jìn)行同步測量，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)隨精度的增高而減小。

2.3加強(qiáng)設(shè)備日常維護(hù)與保養(yǎng)

對礦井內(nèi)所有機(jī)電設(shè)備進(jìn)行日常維護(hù)與保養(yǎng)是防止越級跳閘問題出現(xiàn)的根本。在進(jìn)行日常維護(hù)中，如及時(shí)吊掛落地電纜、絕緣遙測、電器日常檢查及開關(guān)日常護(hù)理等，這些工作看似與越級跳閘關(guān)系不大，但如果這些工作做不好，極易出現(xiàn)電纜發(fā)熱、被砸、線柱氧化及開關(guān)受潮進(jìn)水等情況，導(dǎo)致電纜絕緣性能下降，出現(xiàn)漏電跳閘現(xiàn)象。對機(jī)電設(shè)備要做好保護(hù)工作，尤其是在采掘面爆破及放頂?shù)裙ぷ鞯拈_展中，要對電纜、機(jī)電設(shè)備等進(jìn)行防護(hù)，防止設(shè)備被落石砸壞，進(jìn)而避免帶電體對地直接脫閘等問題的發(fā)生；同時(shí)也要加強(qiáng)對故障機(jī)電設(shè)備的維修工作，提高設(shè)備的絕緣性能。加大對井下機(jī)電設(shè)備的監(jiān)督與管理，詳細(xì)制定管理措施，加強(qiáng)對設(shè)備使用及操作人員的培訓(xùn)，使其能愛惜設(shè)備，提高設(shè)備運(yùn)行中操作人員的責(zé)任心，避免誤操作引起跳閘。

2.4制定機(jī)電設(shè)備質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，提高員工素質(zhì)及技能

在煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中，制定機(jī)電設(shè)備質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)，能夠有效減小跳閘事故發(fā)生的概率，提升煤礦企業(yè)生產(chǎn)的安全性。讓每一個(gè)井下員工都能牢記質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)電設(shè)備也要加快更新，確保機(jī)電設(shè)備在最佳的狀態(tài)下運(yùn)行。由于煤礦井下機(jī)電設(shè)備屬于專業(yè)性設(shè)備，對技術(shù)性要求比較高，需要操作者具備良好的操作技術(shù)才能完成。為了對機(jī)電設(shè)備越級跳閘問題進(jìn)行有效處理，企業(yè)要做好員工的培訓(xùn)工作，主要從以下幾方面開展：建立培訓(xùn)考評長效管理競爭機(jī)制，培訓(xùn)學(xué)習(xí)常態(tài)化管理，讓維修工、崗位工不斷學(xué)習(xí)加深學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)技能，同時(shí)實(shí)施崗位技能工資機(jī)制，提升員工自學(xué)能力；引進(jìn)“傳幫帶”學(xué)習(xí)模式，讓業(yè)務(wù)技能棒的骨干員工幫助新進(jìn)員工提升技術(shù)水平，實(shí)操與理論學(xué)習(xí)相互結(jié)合，能夠更好地處理出現(xiàn)的故障，保證企業(yè)正常生產(chǎn)；定期開展技能比賽，給予優(yōu)勝者適當(dāng)?shù)莫剟睿ぐl(fā)員工學(xué)習(xí)技術(shù)的主動性與積極性，促使員工職業(yè)技能不斷提升。

3結(jié)束語

作為我國能源行業(yè)的重要組成，安全生產(chǎn)是煤礦生產(chǎn)中的重點(diǎn)問題，對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有直接的影響。越級跳閘問題是煤礦供電系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，對煤礦的經(jīng)濟(jì)效益及安全生產(chǎn)都帶來不良影響，為避免該問題的發(fā)生，需要通過改變供電結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)設(shè)備管理、提高員工操作技術(shù)水平等措施進(jìn)行解決，此外，在生產(chǎn)過程中，還需要更多的采用新技術(shù)設(shè)備，最大限度的對越級跳閘問題進(jìn)行預(yù)防，使煤礦整體安全生產(chǎn)能力得到提高，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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[3]代星軍，劉自學(xué).煤礦供電越級跳閘問題解決方案探討[J].山東工業(yè)技術(shù).2018（04）.

（作者單位：山東能源臨礦集團(tuán)1

山東能源臨礦集團(tuán)新驛煤礦2）