矿井高压工作环境比较复杂，供电保护系统较多，容易发生电网故障。常见的电气故障包括单相接地短路故障、相间接的短路故障等。煤矿高压电网故障往往容易引起电网自动跳闸。该防跳电网跳闸报警系统除了能快速有效地解决重大故障问题外，还完全能满足我国煤矿高压电网改造对提高供电可靠性和经济性的客观要求。由于矿井电网中经常使用由长电缆和短电缆组成的多级回路集中供电系统，在上下线路严重短路现象的极端情况下，会突然形成较大的短路电流，这将不可避免地形成跳流跳闸。跳线跳闸的具体原因有很多。只有充分分析和考虑这些综合因素，才能实施更有效、更可行的安全处理和措施。

1评价和分析煤矿电网的意义

基于国内现代城市煤矿电网结构模式的逐步形成和发展，其供电线路结构逐渐缺乏科学合理性。因此，对供电设备故障和综合故障预防管理知识水平的需求普遍低于以往，不利于整个煤电网输电运行和工作环境的长期高效、稳定、有序运行，不利于设备的可靠性和安全性，这也将大大增加整个基层煤电企业的网络维护运营商和网络管理者之间沉重的技术协调和工作负担。如果输电线路系统在持续维护改造、扩容改造升级后更换新设备，还可能导致各种用电故障，在整个电网中不能有多种复杂的电力结构，难以合理分析和处理，难以合理正确地设置各种继电保护装置的有效保护，难以正确、合理地分析和处理各种供电事故因素。此外，一些煤矿企业在使用井下线路供电和自动监控系统时，还发现往往容易发生高低压母线跳脱事故、短路故障，这可能直接导致井下高低压线路系统的自动调整短路事故，接地保护电路故障等引起的井下非选择性保护线路系统跳闸短路事故。为了真正适应整个城市电网行业健康、持续、稳定、安全、稳定、快速发展的战略需要，安全运行管理技术工作体系必须真正从传统的标准化技术管理手段体系向全面的现代技术运行管理体系转型升级，安全生产运行保障工作流程也要真正实现从事后预防、事故处理和措施控制向事后全过程有效措施控制的转变和提升，从注重风险早期干预和预防，明确主要风险因素及其存在和可能存在的薄弱环节，为了确保他们提前做好准备，及时果断地采取所有相应的处理和控制措施。当地许多小煤矿企业新安装调试了煤矿城市燃气供电及自动化设备系统，确实存在一些安全生产隐患。煤矿需要尽快调查和消除这些隐患，并在各种事故的萌芽阶段予以消除。

2煤矿高压电网越级跳闸的因素

2.1未适当布置矿井供电线路

结合上述电路分析的分析结果，我们应该能够比较清楚地表明，在正常运行条件下，当整个电源保护系统的线路长度很长或过长时，相对较小到较大的短路电流差将形成同时作用于整个供电保护系统线路短路的短路电流的结束和开始，并且线路电流有两个与陡峭电压方向相反的极值，随后将对受电保护系统电路进行广泛的理论应用。在单相直流二次电源电路保护线路相对较窄且长度较短的情况下，电路保护电路末端和保护线路开始之间的相对短路电流差通常保证接近于零，整个保护线路的电流值之间的电流相对电压变化相对接近且趋于平缓，这样，直流继电器电路和被保护电路也可以有一个相对狭窄且安全的无故障范围。目前，我国的煤矿资源结构及其开采线路仍比较复杂和特殊。矿山作业中使用的线路主要集中在供电或输电线路的网络结构上，在大多数情况下，仍然使用20公里以上、光纤长度相对较短的复杂电缆线路，这将不可避免地导致不太明显的短路电流差，但它并不存在于整个集中电路系统或从上到下的设备系统中。

2.2未合理配置矿井供电开关

在井下生产作业过程中，煤矿工人经常使用具有爆炸特性或易燃易爆等危险特性的特殊危险易燃易爆气体，如煤气、油蒸气等，燃烧后会形成高压，以提高矿井安全。从煤矿安全管理的角度来看，一些大型煤矿井下高压瓦斯的防爆控制和开关控制设计也应适用于煤矿井下高压电源等自动化系统设备的控制。此外，应首先考虑井下高压气体和防爆安全监测装置的开关，应根据井下各矿井点的实际功率输出和负载变化、井下实际电能的传输和负载状况等因素，实时、合理地更换。然而，我们经常发现，这种更换方式，很难保证相应的井下安全保护电源监控装置在矿井地面变电所的设备中能够被更快速、更有效、更及时、更合理地更换。继电器过载保护断路器的实际设备动作时间将极大的影响各种普通高压继电器和各种防爆高压开关柜电气设备的实际动作时间，这些电气设备可以应用于当前的高压矿山环境。实际应用中的电流互感器需要快速、准确地感知电流周围所有电磁参数的变化，即只确定了设计和实施继电器电极保护的设备的实际动作时间，由于各种类型的电流互感器中存在一些磁化曲线并不总是非常一致的，因此也直接导致其动作保护缺乏快速准确、时间要求高的动作保护值，而保护值的实际整定时间值往往与设备的实际动作值存在较大的时间误差。

2.3不科学的供电速断方案

0.5s动作时间差阶梯的存在仅适用于确定上下级系统之间采用相同速断系统保护系统动作的基本原则，即当将下级动作与系统中上级采用相同速断系统保护的系统设备的动作进行比较时，下级系统同一速断系统保护系统设备动作时间较快，下级系统同一速断系统保护系统设备动作时间明显线性增加约0.5s。但是，对于保证一般规模煤矿企业安全正常运行的各种正常技术生产或运行生产工艺要求系统，可靠性设计及其主要安全设计要求也有以下两个目标：一是必须能够及时，快速有效地解决各类地下设备电路系统设备的一些重大技术故障点隐患；其次，如果电流速断后，超过0.5s时产生的故障时间差信号不能正确应用于保护电缆设备系统，则地下保护电缆设备的电力资源和消耗成本将继续逐年增加，这将不可避免地增加未来煤矿供电系统建设和维护的巨大成本和投资，这也势必不利于进一步提高我国地下保护供电线路设备的安全系数水平，也不利于相对容易地实现我国地下保护电缆故障应急管理和处置措施。

3煤矿高压电网越级跳闸应急处理及措施

3.1选用适宜的高压防爆开关

在我国地下高压煤矿的大规模勘探和开采过程中，由于对其现场工作和电力运行环境的严格而复杂的管理，许多用户经常需要使用损坏的防爆安全隔离开关进行地下高压电网开采。防爆隔离开关应在符合地下电网要求的情况下定期检查和更换。因此，应定期选择和更换隔离开关。同时，要保证高压矿井开关与低压矿井地面供电站开关的工作性能合理匹配，从而更有效地减少我国高压矿井等复杂多变工况下煤矿电网环境和工作流程中的跨越式高压短路事故现象，从而有效降低我国煤矿高压电网工作中跨越式高压线路跳闸故障的年平均次数和频率。

3.2可选用直流双回路直接供电方式或直流单独电路的直流供电方式

在回路供电运行方式的具体选择范围内，允许采用回路双回路并联供电方式或回路分离供电方式供电。这样，如果回路的任何一个电源电路需要暂停循环操作，则只有另一个电源电路可以同时操作。然而，在步进电源的运行中，由于环形并联电源和反向跳闸电路的精致复杂的几何结构，可以有效地减少环形串联电源的运行阶段，即可以相对降低环形步进反向跳闸电源的频率。在矿山生产和维护过程中，经常会发生突发性停电事故。当跳级停电时，一个电源往往集中在所有系统运行的主负荷上，负荷过大往往会导致设备跳级自动跳闸。

3.3科学制定矿井供电的速断措施

为了同时保证两台矿山设备的供电质量和安全，应确保在充分保证设备故障选择性运行的同时，尽可能缩短快闪微机保护高一级设备故障选择性运行与低一级设备故障选择性运行之间的时间差。合理应用科学设计的智能型矿井微机安全自动保护报警装置技术系统，可以切实实现以上几点，也将大大提高最终延时的准确性。相关设计工作和实际工作已通过研究分析得到初步确认。为了尽可能确保地下防爆开关在动作时间方向上的最大安全选择性，我们应努力实现至少100ms的动作时间差。因此，结合微机保护装置，防爆开关或限速分段开关的动作时限和限速动作或限速分断动作的动作时差可考虑小于100~300ms或大于300ms，微机上下两级过电压和短路电流保护装置的动作时间差也应在100～200ms之间。这样，在最后一级保护的防爆开关安装了快速切断保护时的设备延时和同时设置快速过流保护时的设备延时后，剩余的延时保护时间必须仅为100~200ms左右，这明显远低于系统以往设计的0.5s延时保护，不仅将显著提高整个系统和设备的整体安全运行稳定性，还将显著提高现场运行环境的安全性和安全性。同时，它能更高效、快速、准确、安全地切除各种电路故障。

4结束语

基于不断有效提高现代煤矿建设、生产和运营综合自动化保障水平的需要，煤矿智能供电系统的另一个重大突破和发展方向之一是数字化变电站监控技术的引入。其发展趋势有助于提高矿井数字化供电设备系统整体运行的稳定性和设备安全性。然而，越级变电站跳闸故障现象仍然是未来继续影响煤矿电网安全有序供电发展的另一个重大技术问题。因此，供电专业管理工程技术人员也需要进一步有效准确地掌握现有煤矿安全供电保障体系设备的基本特点、类型和体系结构，进一步分析和了解当前国际煤矿供电面临的主要技术发展问题新型煤矿防跳闸故障供电保护技术，以确保其合理组织规划、适当优化和统筹规划，预防重于繁荣。这样才能更好、更有效地处理防止跳脱的故障，保证矿井应急电源保护系统未来运行过程的稳定、有序和安全。

参考文献

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