2 煤矿供电系统防越级跳闸技术及其应用
2.1通讯保护技术
通讯保护就是在煤矿开采的地面设置一个监控主机,在矿井内部安装智能保护器,监控主机与开关智能保护器联系,可以对智能保护器进行监控,从而全面掌握煤矿供电系统的各个开关的信息。一旦某一个开关智能保护器的数字出现偏差,监控主机就可以将其与正常开关的定值进行比较而判断短路线路的位置,并采取相应的措施,发出控制短路线路的指令,从而对短路线路的上级开关动作进行控制,避免越级跳闸的现象发生。通讯保护技术是智能化控制的体现,需要在地面就可以对正常煤矿开采过程中的设备开关进行控制。一般情况下,开关在启动速断跳闸的过程中需要一定的时间,这个时间一般控制在20 ms左右,而地面的监控主机在接收到开关的信息、对开关信息进行判断分析到最后的发出指令需要花费更长的时间,一般需要40~120 ms的时间,因此监控主体发出控制指令的时间是超过启动速断的跳闸时间的。因此在使用通讯保护技术的时候,地面通讯应该选择特殊的保护器。
2.2光纤纵差保护技术
光纤纵差保护技术是另一种在煤矿供电系统中常见的防越级跳闸保护技术,关键设备为光纤纵差保护器,主要功能是保护纵差。当供电系统中的光线通信发生故障的时候,就会投人电流速断保护。光纤纵差保护器的工作原理为,信号输入端将下级开关的纵差保护输出信号传输到上级开关,光纤纵差保护器安装在上级开关,这时候上级开关就会计算和分析上下级开关的电流差值,如果上级开关和下级开关的电流值相同,那么两者的电流差值就为0,上下级开关线路就为正常。如果上下级开关出现了短路的现象,通过上级开关的电流就要比通过下级开关的电流值更大,此时,上级开关中的光线纵差保护器通过对上下级开关的电流差值进行计算,得出的电流差值超过保护器的跳闸固定值的时候,就能够对上级开关进行控制,切断短路线路。如果在出现故障的线路中,上级开关出现了故障而不能继续动作的时候,开关保护器的定时限过流也会延迟一段时间,当达到延时的固定时间之后,上级开关就会自动跳闸,从而切断短路电路。也就是说,煤矿企业在生产过程中,采用光纤纵差保护技术进行防越级跳闸的实际过程中,如果光纤的纵差联络出现故障,那么故障电路就会被自动切断,而如果是复合线和母线出现故障的话,一般会有一定的时间延迟,时间延迟过后也会解决跳闸问题,从而使供电系统可以正常运行。
2.3分站集中控制防越级跳闸技术
分站集中控制技术是煤矿供电系统中最常见的防越级跳闸技术,将分站集中控制技术应用到煤矿供电系统中,供电系统中应该要有相应的分站设备,并且这个分站设备应该要和防越级跳闸开关相互联系。在煤矿开采的过程中,如果供电系统出现短路,防越级跳闸开关可以有效地检测到故障,并且将检测得到的相关数据传输到分站,分站接收到检测数据之后,分析检测数据,可以迅速得到故障发生的类型,从而针对故障的具体类型发送指令,控制故障发生部位距离最近的开关,从而有效地对故障进行控制。分站集中控制技术虽然具有较好的防越级跳闸功能,但是在使用的过程中也存在一定的缺陷。分站集中控制技术对防越级跳闸开关和分站之间的联系具有很高的要求,要时刻保证通讯的及时和通畅才能进行下一步的工作,如果通信得不到保障,一旦发生通信故障,就会对故障判断失误,防越级跳闸功能也不能实现。
2.4防越级跳闸保护系统
防越级跳闸保护系统是在数字化变电站技术的基础上发展起来的,在各种大容量的处理基础的基础上,采用秒级同步采样专利技术代替传统的速断过流保护方式,在保护线路的过程中,采用高速光纤通信网络进行,可以预计全站故障的发生,并且对漏电保护进行集中选线,从而减少越级跳闸的发生。在使用过程中,如果需要对系统进行升级,只需要将新设备接人到通信网络上就可以进行升级。在防越级跳闸保护系统中,采用的保护器为煤矿专用智能保护器,安装的位置在配电所高压防爆配电开关中,在一定的范围内,可以将开人量和模拟量等信息进行数字化处理,然后通过传输接口将其传输到集成保护测控主机上,集成保护测控主机就可以对接收到的信息,发出进行跳闸的控制指令。在防越级跳闸保护系统中,由于使用了先进的数字化变电站技术,可以很好地解决供电系统的越级跳闸问题,还实现了双重化的配置,和传统的保护系统相比具有多方面的优点和优势,具有良好的保护性能,动作的区域是固定的,因此可以不需要时间级差的配合,在任何点内都不会发生跳闸。在使用过程中,如果开关偶然出现失灵的情况,开启上一级后备保护,并切断下一级的故障,也可以避免越级跳闸的发生。传统的保护系统保护运行的时间在35分钟左右,而防越级跳闸保护系统的平均保护运行时间可以比传统减少10分钟左右,开关工作的时间也有所降低,并且不受短路时CT饱和的影响。
3 结语
要想开采煤矿的工作得以顺利进行,就必须保障煤矿的供电系统的安全运行,避免越级跳闸现象的发生,采用防越级跳闸保护系统代替传统保护系统。煤矿企业在进行防越级跳闸的时候,必须根据煤矿生产的实际情况选择最合理的防越级跳闸技术,保证供电系统的安全性和稳定性。