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

煤礦供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一個(gè)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(yùn)行是煤礦生產(chǎn)正常開展的根本保障。然而，因?yàn)槭艿揭幌盗幸蛩氐闹萍s，煤礦供電系統(tǒng)會(huì)存在越級(jí)跳閘的現(xiàn)象。所謂的供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘是指電力系統(tǒng)故障時(shí)，應(yīng)由保護(hù)整定優(yōu)先跳閘的斷路器來切除故障而未實(shí)時(shí)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(jí)跳閘會(huì)導(dǎo)致停電范圍的擴(kuò)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(jí)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(yùn)維人員不能實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)中存在的異常現(xiàn)象不能及時(shí)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(shí)因監(jiān)控系統(tǒng)缺失或不健全，故障處置過程中難以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)故障點(diǎn)及故障狀態(tài)的精準(zhǔn)判斷，甚至造成誤判或錯(cuò)失最佳處置時(shí)間，導(dǎo)致事故擴(kuò)大化。不但增加了應(yīng)急處置工作處置時(shí)間、投入成本，對(duì)處置工作的風(fēng)險(xiǎn)性也難以受控，從而對(duì)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(jí)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(shí)，開關(guān)感受到的短路電流差距較小，造成上下級(jí)變電所短路保護(hù)無法進(jìn)行配合，這樣就造成下級(jí)變電所的線路短路，上下級(jí)短路保護(hù)都啟動(dòng)，造成越級(jí)跳閘的發(fā)生，從而導(dǎo)致停電范圍的擴(kuò)大。

　　1.3 煤礦供電系統(tǒng)存在瞬時(shí)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(shí)失壓，從而導(dǎo)致母線連接的開關(guān)跳閘停電。由于失壓時(shí)間非常短，不會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備與線路，勿需動(dòng)作跳閘?？墒堑V井很多開關(guān)瞬時(shí)失壓情況下跳閘，供電的恢復(fù)要求逐臺(tái)合閘，這就大大增加了供電恢復(fù)時(shí)間，不但增加了恢復(fù)供電的工作量，對(duì)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(jí)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?？紤]到電機(jī)的正常啟動(dòng)，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(huì)選擇在保證電機(jī)啟動(dòng)端電壓和過流保護(hù)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(shí)，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(jí)跳閘事故就會(huì)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(diǎn)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(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時(shí)故障電流較小。對(duì)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(jì)算誤差，這樣較易形成開關(guān)不動(dòng)作或誤動(dòng)作。

　　2   電力監(jiān)控系統(tǒng)及防越級(jí)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(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦供電系統(tǒng)的有關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和紀(jì)錄，真實(shí)地反映供電系統(tǒng)整體運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)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(yùn)維人員對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及供電質(zhì)量的實(shí)時(shí)掌控，從而及時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)各類參數(shù)，提高供電質(zhì)量。同時(shí)，防越級(jí)跳閘系統(tǒng)應(yīng)用，可有效提高繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性，減少因越級(jí)跳閘造成的供電事故擴(kuò)大現(xiàn)象。同時(shí)，電力監(jiān)控系統(tǒng)與防越級(jí)跳閘系統(tǒng)的配合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)功能。運(yùn)維人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)的切除和對(duì)非故障線路供電恢復(fù)，可大大減少故障影響時(shí)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(hù)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(yùn)行安全性、穩(wěn)定性及故障停電后的及時(shí)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(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡檢。同時(shí)需配備應(yīng)急搶修人員負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行及時(shí)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(jí)跳閘系統(tǒng)在煤礦供電系統(tǒng)中的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)功能。實(shí)現(xiàn)了對(duì)供電系統(tǒng)的全面遠(yuǎn)程巡檢和故障自檢、自報(bào)功能，減少了值班人員的投入和巡檢工作量。同時(shí)，通過電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)故障線路的遠(yuǎn)程切除和對(duì)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(hù)管理水平，減少人員投入。

　　2.3 促進(jìn)煤礦供電系統(tǒng)節(jié)能減耗工作的開展

　　對(duì)于煤礦供電來講，電力資源屬于其運(yùn)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(shí)現(xiàn)了對(duì)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(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井各系統(tǒng)用電量的集中監(jiān)控及考核、分析、統(tǒng)計(jì)等功能，為礦井“避峰填谷”、系統(tǒng)優(yōu)化等節(jié)能工作的實(shí)施提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)供電系統(tǒng)中無功補(bǔ)償裝置的自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)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。