矿井防爆开关越级跳闸综合预防及改进技术研究

　　1.1 电流保护的时间级差配合性差
　　鉴于煤矿井下的馈线供电线路的级数往往较多，并且主要受到上一级的掌控，过电流的保护时限决不能超过规定的定时限，然而， 0.5秒这一特定的时间级差，往往很难以实现这种级数多、以及过电流保护时限的相互配合状态。
　　1.2 电流互感器的误差导致的保护越级相关动作
　　因为电流互感器的电路保护级别相对降低，从而不同的电流互感器可以感应出不同的磁化曲线，另外断路保护器在工作中的工作机理主要是用电磁式保护，导致整定以及和动作值在保护的过程中，会存在一定的误差[2]。在短线路方面，往往会产生上一级启动动作，而下一级却不启动动作。假若在两个节点间的保护动作值出现较小差别，另外由于电流互感器之间，也往往会有一定的误差，所以就有可能导致保护越级的错误行为。
　　1.3 煤矿井底使用的高压防爆开关并不配套
　　目前国内在短路保护方面明文规定在要求动作的方面必须少于0.1秒，也就是说在煤矿中供应电量的最高级别的开关在短路的保护中动作时间最高是0.1秒，而在这么短的时间之内完成对保护器和时间的配合，在理论以及目前国内设备的研发水平方面都是一个巨大的挑战，很难完全得到实现。井下高压防爆开关的总动作时间，为保护器动作时间加上防爆开关固有的动作时间[3]。当发生短路现象的时候，速断动作时间却难以达标，在时间上，往往会超过0.1秒。这样的直接后果，就是地面上的高压开关柜在反应方面往往快于井底的钢压开关，这样就很容易出现跳闸的现象，威胁到生产安全。
　　2 预防矿井电网产生越级跳闸的综合技术改进方案
　　2.1 利用网络化的技术完成煤矿井底高压供电网络的保护闭锁
　　为了更好地解决井下高压防爆开关的越级跳闸的问题，通常可以附加综合的保护性装置，利用专门的防止越级跳闸的通信接口，以及专用的通信网络技术来实现[4]，同时，还可以利用线路光纤的差动保护特性，并在网络智能识别技术的基础上而加以保护，这样就可以在一定的程度上解决掉越级跳闸的问题。利用网络的通信技术，将供电网络上级与下级之间的信息进行相互快速传递，从而实现高压线路保护系统之间的闭锁功能，在根源上就能达到解决矿井高压供电系统中异常的越级跳闸等相关问题。
　　2.2 新添加DL-32型的电流继电器，并减少BGP系列的高压防爆开关动作所需时间
　　减少保护动作的时间，将井底高压防爆开关在智能综合保护器的采样与处理，以及输出等多余环节予以保护，更好地实现电流速断保护，电流继电器应该采用比GL型的动作时间更为快捷的电流继电器。也可以把高压防爆开关的原电流互感器中的2K1、2K2去电流源模块弃置，而另外加入两个DL-32型的电流继电器，以此来保护电路[5]。还可把原来的高压防爆开关中已有的短路保护部分，当做后备的保护。这样，通过重新设计以后的BGP系列的高压防爆开关，因为其短路保护系统可以直接地作用在电流继电器上，结果能够有效减少速断保护中出现跳闸的时间，提高了井底高压防爆开关的频率，有效降低了越级跳闸的频率。
　　2.3 改进高压保护器，准确、有选择地切断故障
　　在高压保护器的设计中，电流的三段保护机制必须予以高度重视，并且要保护定值，从而实现依照计算值的任意整定功能；并且将时间延时进一步细化，争取在0和3秒之间任意调整；同时，也可以是采用光纤材料，通过光纤与控制点之间的断路器保护装置实现相互通讯[6]，但要求各个断路器间的保护装置，必须具备保护的所有功能，这样才可以保证安全，而在其单独的对故障进行处理时，系统通过分析各监测点出现的故障和实时参数，并在了解故障的原因以及发生点之后，合理的断开故障；本级的断路器不动时，可以根据之前在系统中做的设定观察具体情况，并随着启动上一级的断路器后，一直往上级追溯，一直到完全解决故障为止；在通讯出现中断以及保护系统产生故障的时候，该断路器可以启动保护装置，并且可以实现独立的保护作用与功能。
　　3 结束语
　　总之，对于矿井防爆开关的越级跳闸问题，技术上，可以从高压供电网络体系和BGP系列的高压防爆开关动作。时间上，进行科学的优化，同时另外结合高压保护器来进行相关的技术改进升级，从而确保煤矿供电系统的安全性、可靠性、经济性。
　　参考文献
　　[1]吴文瑕，陈柏峰，高燕.井下电网越级跳闸的研究及解决建议[J].工矿自动化，2008（6）：117.
　　[2]乔淑云，李德臣.矿井高压电网防越级跳闸保护系统设计[[J].徐州工程学院学报（自然科学版），2011（4）：235.
　　[3]赵学雷，张红兵，郑征，等.煤矿井下供电系统的区域选择性联锁保护的设计[J].工矿自动化，2010（3）：189-190.
　　[4]刘国才.新型煤矿供电网防越级跳闸保护系统的应用[J].山东煤炭科技，2015（1）：241.
　　[5] Mamoru Suzuki，Ryoichi Tsukui.Development of Substation Digital Protection and Control System using Fiber-Optical Local Area Network. IEEE Transactions on Power Delivery，2014（3）：735.
　　[6]李恒涛.煤矿越级跳闸事故原因分析误区及解决方案[J].科技创新与应用，2013（26）：206.