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摘要：防越级跳闸方案作为电力监控系统中的重要组成部分，在经常使用的单一使防越级跳闸方案或地面供电系统防越级跳闸方案都不能将跳闸故障有效解决，因此需要构建更加完善、合理的电力监控系统越级跳闸方案，才能避免跳闸事故的发生，为人们的生命财产安全提供保障。综上所述，本文将结合A煤矿有限公司的电力监控系统防越级挑战方案进行分析。
关键词：电力监控系统；越级跳闸；方案设计；时间极差
前言：在煤矿供电系统中，经常会出现越级跳闸事故，对工人的生命安全、矿井供电安全造成极大的威胁，因此受到了煤炭行业的广泛关注。造成越级跳闸事故发生得因素较多，使用单一或地面供电等防越级跳闸无法有效解决跳闸现象，因此需要制定更加有效的防越级跳闸方案。
一、A煤业有限公司电力监控系统现状解析
A煤业有限公司年产的煤炭量达到250万吨，矿井使用双回路的方式进行供电，供电一路为35kV，二路为35kV，两条供电线路与R电站相连，A企业使用2台功率为20000kV·A的主变压器将电路的电压降到10kV后可承担矿井的全部供电任何。在矿井下的变电所中包含中央变电所、30台高爆开关、己二采区的上部变电所中含有30台高爆开关，在己二采区的中部变电所包含15台高爆开关，己煤上仓机的头变电所中含有8台高爆开关。由于矿井下各个变电所之间的间隔很近，使得供电的距离较短，在矿建的建设期间发生过电缆短路、越级跳闸等故障，降低了矿井生产的安全性与稳定性，也对A企业的经济效益产生不利影响。
二、A煤业地面供电系统防越级跳闸方案解析
（一）时间极差防越级跳闸方案
时间极差的防越级跳闸方案适合用在长距离的供电系统中，其会确定馈电线路的继电保护范围，从而对供电系统的各级形成保护，使不同的电流值与延时动作值获得整定，形成时间极差的越级跳闸时间配合关系。采用时间极差防越级跳闸方案会存在很多问题：第一，由于供电系统的距离较短，在进行本级保护与下级保护的过程中，电路中的短路电流不会存在较大差异，就不能使用短路的电流值大小对保护范围合理确定，若想确定保护范围，必须通过不同的延时动作值，使相邻的两极保护之间存在时间极差，若在供电系统的运行过程中出现较多的保护级数，为了可以选择性地对电路提供保护，会加大线路首段的线路保护延时，不能充分满足供电系统的继电保护需求，若确保首段线路快速性，将无法满足末端动作的选择需求。A煤业的矿井中只有一个三级供电系统，若每级的延时极差达到150ms，地面变电所的给出时间会超过0.6秒，达不到将会造成跳闸事故。在A企业的矿井变电所中，总分开关的等级为一级，相比于一般矿井的供电级数会远远超过三级，会使时间获得更大的延长，若出现短路或故障等事故，将会使供电系统中的设备被烧毁，增大事故的涉及范围。第二，这种防越级跳闸方案的设置方案更加繁琐，实用性较低。在供电系统中的各个开关、馈线开关都需要使用不同的方案进行设置，若其中任意一部分出现失误将会导致越级跳闸事故发生，因此这种方案不能被应用在矿井下。
（二）光纤纵差防越级跳闸方案
使用光纤纵差方案可以对光纤的纵差提供保护，需要对两端的保护采样严格且同步进行，依靠两端的电流矢量差对是否出现越级跳闸故障进行判断，确保其发生在该段线路的保护范围之中，可以将其用在一对一这两种开关之间。在煤矿的供电系统中，线路为一条进线多条出线的方式，若使用纵差的方式进行保护，需要一对多进行保护，采样与同步工作难度较大，即使可以进行同步采样，无论是一个开关还是多个开关的电流矢量值，都会使采样工作出现不同步的问题。
三、电力监控系统的防越级跳闸方案设计
（一）针对短线路供电时出现短路情况的防越级跳闸方案
在A企业的电力监控系统中，对继电形成的保护范围由网络通信方式完成，在对馈电线路末端故障提供保护的同时，可以增强首端故障的速度。为了实现该方案，可采用以下措施：将馈电线路的各级保护装置使用CAN总线进行连接，之后与各个通信分站相连，通信分站使用以太网的形式将其连接至交换机，之后与主站的电力监控系统互相连接。主站的电力监控系统会将网络拓扑设置作为基础，对馈电开关各个保护装置之间形成有效联系，在一条馈线中的各个保护装置之间存在互相关联的关系，不同的馈线中，各个保护装置之间不存在相连关系，不能对馈线的首端保护设置关联，确保馈线中的其他保护装置与其一级保护装置互相连接。在对关联延时进行设置的过程中，需要将馈电线路的末端保护关联延时设置为0值，还要将其他的保护都设置为关联延时。若系统达到电流满足的全部条件，保护装置会检测到并对各个通信分站将相关数据与故障信号进行发送，关联延时就会进行计数，还会将线路中的动作信号进行关闭。在发出故障信号之后，通信分站进行接收并传送，主站受到信号后将会对相关的装置发送关闭指令。使用这种防越级跳闸方案可以增强电路的保护性能，即使在馈电线路上有多级保护，利用时间极差避开保护的判定时间，继电器与开关机械结构的动作时间将会快速确定故障范围并解决，避免越级跳闸事故的发生，对煤矿的生产安全、供电安全提供保障。
（二）针对电压波动造成越级跳闸的解决方案
在取消开关的内部没有设置避免延时的失压脱扣装置，可以使用具备失压延时功能的保护装置，将时间设置在0.5-1s范围内，避免电压波动造成的越级跳闸故障发生。
（三）针对干扰引起的保护器误动解决方案
需要增强保护装置的整体抗干扰性能，在电力监控系统中的相关保护装置要通过国家的四级电磁兼容测试。
结语：
使用一般的防越级跳闸方案已经无法满足煤炭行业的供电与生产需求，因此需要加强电力监控系统的自动化水平，制定更合理的防越级跳闸方案，才能促进煤炭行业电力监控系统不断完善、拓展、优化，确保供电安全性与稳定性。
參考文献：
[1]曹留柱，曲德臣，李民中，王辉.电力监控系统防越级跳闸方案的研究[J].工矿自动化，2011，37（08）：179-182.
[2]马星河，王永胜，闫炳耀.基于GOOSE的煤矿井下防越级跳闸方案研究[J].工矿自动化，2013，39（01）：47-51.
[3]毛卫清.煤矿供电系统防越级跳闸技术应用探讨[J].煤炭工程，2013，45（06）：15-17.
关键词：电力监控系统；越级跳闸；方案设计；时间极差
前言：在煤矿供电系统中，经常会出现越级跳闸事故，对工人的生命安全、矿井供电安全造成极大的威胁，因此受到了煤炭行业的广泛关注。造成越级跳闸事故发生得因素较多，使用单一或地面供电等防越级跳闸无法有效解决跳闸现象，因此需要制定更加有效的防越级跳闸方案。
一、A煤业有限公司电力监控系统现状解析
A煤业有限公司年产的煤炭量达到250万吨，矿井使用双回路的方式进行供电，供电一路为35kV，二路为35kV，两条供电线路与R电站相连，A企业使用2台功率为20000kV·A的主变压器将电路的电压降到10kV后可承担矿井的全部供电任何。在矿井下的变电所中包含中央变电所、30台高爆开关、己二采区的上部变电所中含有30台高爆开关，在己二采区的中部变电所包含15台高爆开关，己煤上仓机的头变电所中含有8台高爆开关。由于矿井下各个变电所之间的间隔很近，使得供电的距离较短，在矿建的建设期间发生过电缆短路、越级跳闸等故障，降低了矿井生产的安全性与稳定性，也对A企业的经济效益产生不利影响。
二、A煤业地面供电系统防越级跳闸方案解析
（一）时间极差防越级跳闸方案
时间极差的防越级跳闸方案适合用在长距离的供电系统中，其会确定馈电线路的继电保护范围，从而对供电系统的各级形成保护，使不同的电流值与延时动作值获得整定，形成时间极差的越级跳闸时间配合关系。采用时间极差防越级跳闸方案会存在很多问题：第一，由于供电系统的距离较短，在进行本级保护与下级保护的过程中，电路中的短路电流不会存在较大差异，就不能使用短路的电流值大小对保护范围合理确定，若想确定保护范围，必须通过不同的延时动作值，使相邻的两极保护之间存在时间极差，若在供电系统的运行过程中出现较多的保护级数，为了可以选择性地对电路提供保护，会加大线路首段的线路保护延时，不能充分满足供电系统的继电保护需求，若确保首段线路快速性，将无法满足末端动作的选择需求。A煤业的矿井中只有一个三级供电系统，若每级的延时极差达到150ms，地面变电所的给出时间会超过0.6秒，达不到将会造成跳闸事故。在A企业的矿井变电所中，总分开关的等级为一级，相比于一般矿井的供电级数会远远超过三级，会使时间获得更大的延长，若出现短路或故障等事故，将会使供电系统中的设备被烧毁，增大事故的涉及范围。第二，这种防越级跳闸方案的设置方案更加繁琐，实用性较低。在供电系统中的各个开关、馈线开关都需要使用不同的方案进行设置，若其中任意一部分出现失误将会导致越级跳闸事故发生，因此这种方案不能被应用在矿井下。
（二）光纤纵差防越级跳闸方案
使用光纤纵差方案可以对光纤的纵差提供保护，需要对两端的保护采样严格且同步进行，依靠两端的电流矢量差对是否出现越级跳闸故障进行判断，确保其发生在该段线路的保护范围之中，可以将其用在一对一这两种开关之间。在煤矿的供电系统中，线路为一条进线多条出线的方式，若使用纵差的方式进行保护，需要一对多进行保护，采样与同步工作难度较大，即使可以进行同步采样，无论是一个开关还是多个开关的电流矢量值，都会使采样工作出现不同步的问题。
三、电力监控系统的防越级跳闸方案设计
（一）针对短线路供电时出现短路情况的防越级跳闸方案
在A企业的电力监控系统中，对继电形成的保护范围由网络通信方式完成，在对馈电线路末端故障提供保护的同时，可以增强首端故障的速度。为了实现该方案，可采用以下措施：将馈电线路的各级保护装置使用CAN总线进行连接，之后与各个通信分站相连，通信分站使用以太网的形式将其连接至交换机，之后与主站的电力监控系统互相连接。主站的电力监控系统会将网络拓扑设置作为基础，对馈电开关各个保护装置之间形成有效联系，在一条馈线中的各个保护装置之间存在互相关联的关系，不同的馈线中，各个保护装置之间不存在相连关系，不能对馈线的首端保护设置关联，确保馈线中的其他保护装置与其一级保护装置互相连接。在对关联延时进行设置的过程中，需要将馈电线路的末端保护关联延时设置为0值，还要将其他的保护都设置为关联延时。若系统达到电流满足的全部条件，保护装置会检测到并对各个通信分站将相关数据与故障信号进行发送，关联延时就会进行计数，还会将线路中的动作信号进行关闭。在发出故障信号之后，通信分站进行接收并传送，主站受到信号后将会对相关的装置发送关闭指令。使用这种防越级跳闸方案可以增强电路的保护性能，即使在馈电线路上有多级保护，利用时间极差避开保护的判定时间，继电器与开关机械结构的动作时间将会快速确定故障范围并解决，避免越级跳闸事故的发生，对煤矿的生产安全、供电安全提供保障。
（二）针对电压波动造成越级跳闸的解决方案
在取消开关的内部没有设置避免延时的失压脱扣装置，可以使用具备失压延时功能的保护装置，将时间设置在0.5-1s范围内，避免电压波动造成的越级跳闸故障发生。
（三）针对干扰引起的保护器误动解决方案
需要增强保护装置的整体抗干扰性能，在电力监控系统中的相关保护装置要通过国家的四级电磁兼容测试。
结语：
使用一般的防越级跳闸方案已经无法满足煤炭行业的供电与生产需求，因此需要加强电力监控系统的自动化水平，制定更合理的防越级跳闸方案，才能促进煤炭行业电力监控系统不断完善、拓展、优化，确保供电安全性与稳定性。
參考文献：
[1]曹留柱，曲德臣，李民中，王辉.电力监控系统防越级跳闸方案的研究[J].工矿自动化，2011，37（08）：179-182.
[2]马星河，王永胜，闫炳耀.基于GOOSE的煤矿井下防越级跳闸方案研究[J].工矿自动化，2013，39（01）：47-51.
[3]毛卫清.煤矿供电系统防越级跳闸技术应用探讨[J].煤炭工程，2013，45（06）：15-17.