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)中的應用分析

煤礦供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，是聯系大型電網和煤礦用電設備的橋梁。在煤礦生產中，供電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全運行是煤礦生產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象。所謂的供電系統(tǒng)越級跳閘是指電力系統(tǒng)故障時，應由保護整定優(yōu)先跳閘的斷路器來切除故障而未實時跳閘，而導致其他開關跳閘切除故障的情況。

　　煤礦供電系統(tǒng)越級跳閘會導致停電范圍的擴大化，從而不利于煤礦安全生產的順利開展。鑒于此，需要在煤礦供電系統(tǒng)中應用電力監(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象不能及時發(fā)現和處理，從而導致故障突發(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對系統(tǒng)故障點及故障狀態(tài)的精準判斷，甚至造成誤判或錯失最佳處置時間，導致事故擴大化。不但增加了應急處置工作處置時間、投入成本，對處置工作的風險性也難以受控，從而對礦井的安全生產形成嚴重影響。

　　1.2 煤礦供電系統(tǒng)存在顯著的越級跳閘情況

　　為滿足礦井大負荷設備的供電需求，且受煤礦環(huán)境影響，煤礦電網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象

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

　　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，電氣設備容易受潮，加之易受地質條件影響，容易受到擠壓、碰撞，這些不利因素使得礦井電網極易發(fā)生短路故障。考慮到電機的正常啟動，工作量的大小，生產效率的高低，一般的企業(yè)生產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。當這種供電方式使得短路電流值較大時，由于供電設備容量的限制，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合零序電流值和方向實施故障選線。由于煤礦供電系統(tǒng)的復雜性，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)的應用，可以實現對煤礦供電系統(tǒng)的有關數據信息進行分析和紀錄，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)功率因數等數據的上傳，有利于運維人員對系統(tǒng)運行狀態(tài)及供電質量的實時掌控，從而及時調節(jié)系統(tǒng)各類參數，提高供電質量。同時，防越級跳閘系統(tǒng)應用，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象。同時，電力監(jiān)控系統(tǒng)與防越級跳閘系統(tǒng)的配合應用，實現對供電系統(tǒng)的遠程遙測、遙信、遙控、遙調功能。運維人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)實現對故障點的切除和對非故障線路供電恢復，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)進行現場巡檢。同時需配備應急搶修人員負責對系統(tǒng)故障進行及時處理和恢復供電工作，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)中的應用，可實現對供電系統(tǒng)的遠程遙測、遙信、遙控、遙調功能。實現了對供電系統(tǒng)的全面遠程巡檢和故障自檢、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)可實現對故障線路的遠程切除和對非故障線路的遠程恢復供電工作。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)的應用，實現了對電力系統(tǒng)各負荷回路電壓、電流、有功荷載、無功荷載、功率因數等參數的精準統(tǒng)計，實現對礦井各系統(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據支撐。同時電力監(jiān)控系統(tǒng)可實現對供電系統(tǒng)中無功補償裝置的自動調節(jié)，實現對供電系統(tǒng)的動態(tài)無功補償。從而提供礦井供電系統(tǒng)功率因數，提高供電質量，減少電能損耗。