電力監(jiān)控系統(tǒng)及防越級跳閘系統(tǒng)在煤礦供電系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

李宗　陳電星　高慧慧

摘? ?要：煤礦供電電力監(jiān)控系統(tǒng)及防越級跳閘系統(tǒng)的建立，可以實時監(jiān)測供電系統(tǒng)運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障問題，避免越級跳閘擴大停電影響范圍，從而可有效避免事故的發(fā)生，縮短故障處置時間，提高煤礦供電系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。本文分析了煤礦供電系統(tǒng)存在的問題，并在此基礎(chǔ)上，對電力監(jiān)控系統(tǒng)及防越級跳閘系統(tǒng)的煤礦供電系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了分析。

關(guān)鍵詞：煤礦? 供電系統(tǒng)? 電力監(jiān)控? 防越級跳閘

中圖分類號：TD61? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）03（b）-0005-02

煤礦供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，是聯(lián)系大型電網(wǎng)和煤礦用電設(shè)備的橋梁。在煤礦生產(chǎn)中，供電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全運行是煤礦生產(chǎn)正常開展的根本保障。然而，因為受到一系列因素的制約，煤礦供電系統(tǒng)會存在越級跳閘的現(xiàn)象。所謂的供電系統(tǒng)越級跳閘是指電力系統(tǒng)故障時，應(yīng)由保護整定優(yōu)先跳閘的斷路器來切除故障而未實時跳閘，而導(dǎo)致其他開關(guān)跳閘切除故障的情況。

煤礦供電系統(tǒng)越級跳閘會導(dǎo)致停電范圍的擴大化，從而不利于煤礦安全生產(chǎn)的順利開展。鑒于此，需要在煤礦供電系統(tǒng)中應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)及防越級跳閘系統(tǒng)。

1? 煤礦供電系統(tǒng)存在的問題

1.1 煤礦供電系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)缺失或不健全

煤礦供電系統(tǒng)的監(jiān)控缺失或不健全，使系統(tǒng)運維人員不能實時掌握供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對系統(tǒng)中存在的異?，F(xiàn)象不能及時發(fā)現(xiàn)和處理，從而導(dǎo)致故障突發(fā)，造成停電事故的發(fā)生。同時因監(jiān)控系統(tǒng)缺失或不健全，故障處置過程中難以實現(xiàn)對系統(tǒng)故障點及故障狀態(tài)的精準(zhǔn)判斷，甚至造成誤判或錯失最佳處置時間，導(dǎo)致事故擴大化。不但增加了應(yīng)急處置工作處置時間、投入成本，對處置工作的風(fēng)險性也難以受控，從而對礦井的安全生產(chǎn)形成嚴(yán)重影響。

1.2 煤礦供電系統(tǒng)存在顯著的越級跳閘情況

為滿足礦井大負(fù)荷設(shè)備的供電需求，且受煤礦環(huán)境影響，煤礦電網(wǎng)多選用大容量的電纜，且供電線路較短。門口短路和線路末端短路時，開關(guān)感受到的短路電流差距較小，造成上下級變電所短路保護無法進行配合，這樣就造成下級變電所的線路短路，上下級短路保護都啟動，造成越級跳閘的發(fā)生，從而導(dǎo)致停電范圍的擴大。

1.3 煤礦供電系統(tǒng)存在瞬時失壓跳閘的現(xiàn)象

由于供電系統(tǒng)發(fā)生局部短路、受雷電干擾等因素導(dǎo)致母線瞬時失壓，從而導(dǎo)致母線連接的開關(guān)跳閘停電。由于失壓時間非常短，不會嚴(yán)重影響設(shè)備與線路，勿需動作跳閘。可是礦井很多開關(guān)瞬時失壓情況下跳閘，供電的恢復(fù)要求逐臺合閘，這就大大增加了供電恢復(fù)時間，不但增加了恢復(fù)供電的工作量，對礦井的安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。

1.4 煤礦供電系統(tǒng)存在系統(tǒng)短路故障問題較多

供電系統(tǒng)短路是造成越級跳閘的直接原因。由于煤礦井下供電系統(tǒng)工作環(huán)境特殊性，存在井下巷道和采掘面空間狹小，井下空氣潮濕，電氣設(shè)備容易受潮，加之易受地質(zhì)條件影響，容易受到擠壓、碰撞，這些不利因素使得礦井電網(wǎng)極易發(fā)生短路故障。考慮到電機的正常啟動，工作量的大小，生產(chǎn)效率的高低，一般的企業(yè)生產(chǎn)都會選擇在保證電機啟動端電壓和過流保護靈敏度的前提下，盡量延長供電的距離。當(dāng)這種供電方式使得短路電流值較大時，由于供電設(shè)備容量的限制，在選擇性差的供電系統(tǒng)中，越級跳閘事故就會頻繁發(fā)生。

1.5 煤礦供電系統(tǒng)存在不準(zhǔn)確的漏電選線情況

我國井工煤礦110kV以下供電系統(tǒng)大部分采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式，35kV/10kV/6kV系統(tǒng)采用這種方式尤為普遍，中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時故障電流較小。對于礦井供電系統(tǒng)而言，通常接地回路的判斷都結(jié)合零序電流值和方向?qū)嵤┕收线x線。由于煤礦供電系統(tǒng)的復(fù)雜性，供電系統(tǒng)中零序電流存在較大的計算誤差，這樣較易形成開關(guān)不動作或誤動作。

2? 電力監(jiān)控系統(tǒng)及防越級跳閘系統(tǒng)的煤礦供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 提高煤礦供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性

電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對煤礦供電系統(tǒng)的有關(guān)數(shù)據(jù)信息進行分析和紀(jì)錄，真實地反映供電系統(tǒng)整體運行狀態(tài)，實時顯示系統(tǒng)中電壓、電流、零序電流及系統(tǒng)功率因數(shù)等數(shù)據(jù)的上傳，有利于運維人員對系統(tǒng)運行狀態(tài)及供電質(zhì)量的實時掌控，從而及時調(diào)節(jié)系統(tǒng)各類參數(shù)，提高供電質(zhì)量。同時，防越級跳閘系統(tǒng)應(yīng)用，可有效提高繼電保護裝置動作的可靠性，減少因越級跳閘造成的供電事故擴大現(xiàn)象。同時，電力監(jiān)控系統(tǒng)與防越級跳閘系統(tǒng)的配合應(yīng)用，實現(xiàn)對供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程遙測、遙信、遙控、遙調(diào)功能。運維人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對故障點的切除和對非故障線路供電恢復(fù)，可大大減少故障影響時間，大大提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

2.2 提高煤礦供電系統(tǒng)維護管理水平，減少人員投入

受煤礦生產(chǎn)壓力大、環(huán)境安全性要求較高等因素影響，煤礦供電系統(tǒng)運行安全性、穩(wěn)定性及故障停電后的及時處置和恢復(fù)供電工作尤為重要。為此，煤礦主要變（配）電所多采用專人值守，并定期對供電系統(tǒng)進行現(xiàn)場巡檢。同時需配備應(yīng)急搶修人員負(fù)責(zé)對系統(tǒng)故障進行及時處理和恢復(fù)供電工作，人員投入較大。電力監(jiān)控系統(tǒng)及防越級跳閘系統(tǒng)在煤礦供電系統(tǒng)中的應(yīng)用，可實現(xiàn)對供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程遙測、遙信、遙控、遙調(diào)功能。實現(xiàn)了對供電系統(tǒng)的全面遠(yuǎn)程巡檢和故障自檢、自報功能，減少了值班人員的投入和巡檢工作量。同時，通過電力監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)對故障線路的遠(yuǎn)程切除和對非故障線路的遠(yuǎn)程恢復(fù)供電工作。大大提高了煤礦供電系統(tǒng)維護管理水平，減少人員投入。

2.3 促進煤礦供電系統(tǒng)節(jié)能減耗工作的開展

對于煤礦供電來講，電力資源屬于其運行期間使用的主要能源之一。通過電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)各負(fù)荷回路電壓、電流、有功荷載、無功荷載、功率因數(shù)等參數(shù)的精準(zhǔn)統(tǒng)計，實現(xiàn)對礦井各系統(tǒng)用電量的集中監(jiān)控及考核、分析、統(tǒng)計等功能，為礦井“避峰填谷”、系統(tǒng)優(yōu)化等節(jié)能工作的實施提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。同時電力監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)對供電系統(tǒng)中無功補償裝置的自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對供電系統(tǒng)的動態(tài)無功補償。從而提供礦井供電系統(tǒng)功率因數(shù)，提高供電質(zhì)量，減少電能損耗。

3? 結(jié)語

綜上所述，電力監(jiān)控系統(tǒng)及防越級跳閘系統(tǒng)在煤礦供電系統(tǒng)中的應(yīng)用，可大大提高供電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性，大大提高對供電系統(tǒng)科學(xué)管理水平，大大減少供電系統(tǒng)運行維護人員的投入和礦井電能資源的浪費，為礦井的安全、高效生產(chǎn)提供了保障，為智能化礦山建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

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