河南能源义煤公司千秋煤矿河南省义马市472300
摘要：本文主要研究煤矿井下供电系统越级跳闸原因及处理对策，首先对我国煤矿井下供电系统现存问题进行简单介绍，了解当前煤矿井下供电系统运行的基本情况，重点分析煤矿井下供电越级跳闸的原因，在此基础上深入研究煤矿井下供电越级跳闸相应对策，希望通过本文的研究能够更加全面的掌握我国煤矿井下供电系统运行的基本情况，同时也为后期更好的处理井下供电越级跳闸故障提供参考。
关键词：煤矿；井下供电；越级跳闸
1引言
近年来随着我国经济社会的不断发展，各行业对于能源需求不断增加。作为最重要的能源之一，煤矿的开采规模也不断扩大，技术含量不断提高。煤矿开采主要是井下作业，需要专门的井下供电系统来满足作业需求，井下供电安全直接关系到煤炭开采作业的顺利进行以及工作人员的安全。但是井下环境复杂，条件恶劣，井下供电系统会受到诸多因素的影响，出现不同类型的越级跳闸等故障，严重威胁井下作业安全。因此在现阶段加强对于煤矿井下供电系统越级跳闸原因及对策的研究具有重要的现实意义，能够更加全面的掌握我国煤矿井下供电系统存在问题以及导致越级跳闸故障的原因，从而制定针对性的对策，有效解决煤矿井下供电系统越级跳闸的故障，维持井下供电系统的正常运行，保障井下作业安全。
2我国煤矿井下供电系统现存问题
2.1主变压器容量不足
近年来随着煤炭需求量的不断增加，煤矿开采规模不断扩大，新增各种电气设备，用电需求也不断增加，但是主变压器等设备容量没有及时提升扩容，使得变压器设备处于长期过饱和运行的状态，在运行中会出现异常发热、绝缘损耗、寿命缩短等问题，甚至会引发变压器的爆炸和电缆设备的燃烧等问题，煤矿井下含有大量的瓦斯气体，一旦遭遇明火或者爆炸状况将会严重威胁井下作业安全。
2.2供电电能质量降低
煤矿井下使用的电气设备越来越先进，数量也不断增加，虽然能够有效提升煤矿开采的效率，但是由于这些电气设备功率较高，会对供电线路的运行质量造成影响。尤其是大功率设备运行产生的谐波分量会严重影响到系统内其他设备的运行，使得整个系统内的供电质量下降。而且这种情况下，起保护作用的继电保护设备和检测系统的运行使用会受到影响，给井下作业造成安全隐患。
2.3违规使用电气设备
由于井下作业环境复杂，对于设备的选择要求也比较高，为了保障井下作业安全，一些设备是严禁使用的。但是在实际工作中，一些煤矿仍然会使用违规禁用的电气设备。比如说空气开关设备，在地上正常环境下使用是相对安全的。但是这种设备在使用中会出现能量电弧，如果应用到煤矿井下，就可能会引起瓦斯爆炸，严重威胁井下作业安全。
2.4井下监测系统自动化程度较低
虽然国内煤矿开采规模不断扩大，但是不同煤矿之间的技术水平差别较大，很多煤矿的开采方式相对落后，没有配置自动化的井下监测系统。因而无法全面实时的了解井下设备的运行状况和工作人员的状态，监测管理部门也就无法全面准确的判断井下供电系统的运行，一旦出现问题不能及时有效的进行处理解决，甚至会引发连锁反应，使故障事故加剧。
3煤矿井下供电越级跳闸原因分析
从上文分析可知，煤矿井下供电系统在运行中会受到各种因素的影响，出现不同类型的故障，而越级跳闸故障与诸多因素相关，导致煤矿井下供电越级跳闸的原因主要包括以下几点：
3.1开关控制电源故障
在井下供电系统运行中可能会出现电压不稳、供电失压、供电系统三相失衡等工况，这种异常工况会对供电系统的开关保护装置的运行使用造成影响，使得控制开关出现各种故障，进而引发各分支线路的短路故障等，开关保护失效就无法控制供电系统的故障，容易引发供电系统越级跳闸故障。
3.2继电保护方式不合理
井下供电系统不同于地表供电系统，距离长度一般比较短，即使在供电系统运行过程中出现线路故障，也不会发生较大的电流值变化，要想有效监测供电系统的运行状态就必须具备更好的灵敏性和可靠性，无法通过检测首末端电流值的方法来来判断线路十分存在故障，因而也不能使用过电流保护的方式保护供电系统的安全，在井下供电系统中常用的过流保护方式是逐段延时，虽然能起到一定的过流保护作用，但是在实际运行中容易出现越级跳闸故障。另外一种方式是纵差保护，在距离比较远的电能输送情况下能够发挥比较好的作用，在井下供电系统中应用这种保护方式相对复杂，无法有效发挥保护作用，各种继电保护方式都不能有效保护井下供电系统的运行安全，同时又不影响其他系统的运行，总会不可避免出现供电系统的越级跳闸。
3.3漏电保护不到位
在煤矿井下供电系统设计时会受到地形等因素的影响，往往实际使用的供电系统的结构会比较复杂。为了保障供电系统的运行安全，往往是使用多功率选择性方式对其进行保护，但是这种方式会产生谐波等电气干扰，容易影响到供电系统的正常运行，甚至会破坏电气设备的漏电保护功能，一旦出现意外情况就会引发供电系统漏电，进而造成供电系统越级跳闸。
3.4瞬间失压
在井下供电系统的高低压开关位置都会配置失压脱扣器以保障供电安全。在运行过程中失压脱扣器的电压处于不断变化的过程中，当其电压值处于不可靠状态时，该设备就无法正常调整延时动作控制回路。如果在这种情况下用电线路中出现短路故障就会引发越级跳闸故障。
4煤矿井下供电越级跳闸相应对策
4.1升级高低压开关失压保护装置
首先要使用微机综合保护装置来替代传统的失压脱扣器，并配置专用的电源，保障高低压开关失压保护装置的正常使用。其次要根据井下供电系统的运行状况设置更合适的延时保护时间，实现短路保护之后的可靠失压保护，准确及时的判断供电系统的运行状态。
4.2保护整定井下开关
合理配置井下开关的参数并整体优化供电配合方案。如果煤矿运行条件允许，可以分别放大、缩小地面和井下的速断保护定值，前者能够满足入井电缆的分段保护，后者可以减少盲区范围，具体的大小需要根据煤矿井下供电系统的运行情况进行科学合理的配置。
4.3升级配置井下配电自动化
根据煤矿运行的情况配置使用井下配电自动化系统，利用计算机系统全面监测各种电气设备及线路的运行，及时发现可能出现的故障或者设备异常运行状态，从而迅速反应，切断故障位置，并发出警报，而且能够准确判断引发越级跳闸的根本故障点。
4.4强化供电管理
全面分析煤矿井下用电情况，对供电系统进行梳理优化，调整供电线路及整体方案，比如可以针对不同区域、不同的用电需求进行分批供电。同时要加强日常对于供电系统的检查巡视，及时发现供电线路存在的问题，维护供电系统的安全运行。
除此之外还可以在系统内配置防越级跳闸软件，有效应对越级跳闸问题。
5结语
通过本文分析可知，煤矿井下供电系统运行中会受到诸多因素的影响，出现不同类型的越级跳闸故障。本文提出的几项措施能够有效解决煤矿井下供电系统越级跳闸故障，保障井下供电安全。
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