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煤矿井下供电系统预防越级跳闸分析

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摘要：矿井供电系统是煤矿安全的重要保障，本文从矿井供电系统预防越级跳闸的原理入手，对下峪口煤矿预防越级跳闸实施过程，通过具体案例分析，提出存在的问题，并给出解决问题的办法，提升煤矿安供电的安全性。

关键词：煤矿供电系统;预防越级跳闸

引言

煤矿井下供电越级跳闸是煤矿井下供电系统的常见事故。越级跳闸不仅会造成井下大面积停电，还会影响正常生产，严重时造成井下各掘进工作面风机停运，引起瓦斯积聚。如果越级跳闸引起井下中央变电所进线柜断路器跳闸，严重时将会造成生产系统瘫痪，甚至威胁矿井及人身安全，造成安全事故。为了更有效的应对类似安全事故，下峪口煤矿于2014年对井下供电的7个变电所、84台高压开关的保护器进行整合（电光、济源、武进），改造电力监控、实现集中远程自动化控制。集中远程自动化控制改造，是对现有投运的高压开关设备保护器改造，通过电脑控制，使其具备电脑一键停送。在供电故障状态下发出相关层级的阻断信号，降低供电大面积跳闸，以防越级跳闸。进一步降低供电中断，预防事故扩大蔓延。

1预防越级跳闸

所谓预防越级跳闸是利用6KV高压开关之间短路闭锁信号闭锁上级开关电流速断功能，让下级开关速断跳闸来解决井下高压供电系统短路越级跳闸问题。由于井下生产环境变化，设备及电力监控配合存在着内在和外在问题，现就供电系统运行中出现的供电越级跳闸事件，保护系统没有起到相应的作用进行分析和改进。

1.1预防越级跳闸闭锁控制器特点

为了预防越级跳闸事故，设计中使用预防越级跳闸闭锁控制器进行处理，其特点如下所示：

⑴采用逻辑电路直接控制，省略了计算机比较、通讯时间，避免通讯错误引起的故障，反应速度快，可靠性高;

⑵闭锁信号级联上传，每级开关只闭锁它的一台上级开关，线路简单、负荷小，一台开关拒动，不影响其它开关的正常闭锁和解锁;

⑶具有后备保护功能，一级开关拒动，其上级开关跳闸保护，确保短路线路被及时切除;

⑷开关实时检测线路的电流值，根据有无短路电流出现情况自动闭锁和解锁，无需进行整定和调试;

只要依据预防越级跳闸闭锁控制器特点，充分合理运用预防越级跳闸闭锁控制器，就能降低越级跳闸事故。

1.2预防越级跳闸系统组成

图1是典型煤矿供电系统防止短路越级跳闸闭锁示意图。控制器通过安全隔离器与高爆开关内的DSB-600B型保护器配合使用，井下变电所每一段供电母线对应安装一台（16台开关以下）或多台（每16台开关一个）防止越级跳闸闭锁控制器，组成一个防越级跳闸闭锁系统。其中DSB-600B的特点如下：

⑴DSB-600B型保护器配有专门的防止短路引起越级跳闸设计和电路。保护器速断功能不设置延时，通过下级开关短路监测闭锁信号对上级开关速断功能闭锁和上级开关保护对下级开关保护速断后备保护的配合来保证保护的选择性，既彻底避免发生短路越级跳闸，又使各级开关下直接连接线路短路时可以速断跳闸，不因速断保护延时使跳闸速度变慢，而且上级开关保护作为下级开关的后备保护，即使下级开关拒动也不会失去速断保护。

用户可在“投退选择”菜单的“功能选择”子菜单中选择“越级跳闸投退”。对某一开关，当用户选择“越级跳闸投入”时，若开关下接供电系统的电流值达到速断条件，保护器输出闭锁控制信号，动作时间为12ms（典型值），同时将记录保护动作事件“速断加速”，同时本级开关起动速断跳闸;当速断条件消失时，闭锁控制信号消失，同时记录保护动作事件“速断加速返回”。保护器输出的闭锁控制信号用于闭锁上级开关的速断保护功能。

DSB-600B型保护器收到下级开关的闭锁控制信号时，上报“下级闭锁”，同时闭锁本级开关保护装置的速断功能，以防止越级跳闸，造成大面积停电事故;同时启动下级保护速断后备功能。当闭锁控制信号消失后，保护装置将上报“下级闭锁返回”，同时开放本级开关保护装置的速断保护功能，撤销下级保护速断后备功能，自动完成本轮越级跳闸闭锁功能，等待下次故障产生。

⑵在井下各个变电所每段母线上安装一台防止越级跳闸闭锁控制器，各个分开关的短路闭锁信号分别送入相对应的闭锁控制器，闭锁控制器的输出信号输入本段母线相应总开的DSB-600B型保护器。总开下接母线短路闭锁控制器闭锁信号和保护器自身的定时限过流信号逻辑与，共同闭锁总开的跳闸线圈。当任一分开关下电缆短路时，其保護器输出短路闭锁信号，通过闭锁控制器在闭锁控制时间到时前闭锁总开跳闸线圈，使之不能跳闸。若短路的分开因故障不能跳闸，总开在闭锁控制时间到时后跳闸，作为分开的后备保护。

⑶每个变电所每个回路总开的保护器闭锁信号输入上一级开关的智能保护器，闭锁上一级开关的跳闸线圈。

⑷在井上变电站向井下供电的每台高压开关柜对应安装一台防止短路越级闭锁控制器，通过继电器闭锁相应高压开关柜的跳闸线圈电源线