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摘要：在煤矿供电系统中，如果有一处发生短路，往往上游的多级开关都能同时检测到过流信息并采取选择性的多级漏点保护，因此导致越级跳闸问题。矿井供电防越级跳闸新型保护装置就是在这样的情况下诞生的，其中的新型保护装置有效结合了网络闭锁保护和差动保护，对不平衡电流有着很好地抑制作用，同时还能将防越级跳闸的速度增快，对矿井供电系统安全性和可靠性意义重大。
关键词：新型保护装置；矿井供电；越级跳闸
当前，我国煤炭生产的自动化和机械化程度越来越高，因此对矿井的防越级跳闸和漏点保护也提出了新的挑战。在煤矿的供电系统中不管是从地面上的变电所到井下工作面，基本采用的供电模式都是多层级、纵向的，这样的供电线路有着很短的距离，一旦有某一处发生短路，在上游的多级开关检测到有过电流后，就会发生多级跳闸的现象，因此造成井下停电故障，对矿井的安全和生产非常不利。新型保护装置是将网络闭锁保护和差动保护相结合的，同时它的通信网络还采用了以太网控制自动化技术协议，光纤差动保护的可靠性和选择性得以提高，防越级跳闸速度也增快，因此其实践价值和理论意义是非常重要的。
1、为何会发生矿井供电越级跳闸
矿机的井下环境是非常复杂的，因此需要有着较高的电路设计，稳定性接地和瞬时性接地是其主要的接地方式，电阻性接地、直接接地等类型又包括在这些接地方式中，一旦出现了故障信号，它的原理是非常复杂的。因为线路长短、电容大小和系统平衡程度等各种参数影响到系统，会出现不准确的漏电保护选线现象，这样就会发生越级跳闸现象。矿井下的高压电网主要是由多段短电缆组成的，它属于逐级干线式电网，电缆线路有着比较小的电抗，因此始、末两端有着相差很小的短路电流幅值，各段电缆末端最大的的三相短路电流比首端最小的两相短路电流值要大。因此，速断有着较小甚至是零的保护范围，纵向选择要求难以通过电流幅值鉴别短路保护得到满足，瞬时速断仅仅被流于形式。这样，一旦发生短路，对于相邻速断保护定值的要求短路电流很难同时满足，上下级的速断整定值差别较大，同时其作用也难以发挥出来，越级跳闸现象就容易发生[1]。
2、矿井供电防越级跳闸设计的原理分析
本文中所选择的新型保护装置将网络闭锁保护和差动保护相结合，同时其网络协议采用的是ETHERCAT协议，具有很多功能，比如供电网络关系识别、制动和纵联、选择性漏点保护等。ETHERCAT协议是具有多种机制的协议，它支持从主站到主站、从从站到从站的通讯，它的信息传输时间是以秒来计算的，这样矿井下多级保护系统能有效定位故障点，同时还能防止越级跳闸问题的出现。
2.1装置的结构及原理
新型保护装置的结构框图如下图1所示，它主要是将网络闭锁保护和差动保护结合在一起，同时结合了剩余电流变化量法和光纤差动保护装置于一体，它能通过路由器来增加以太网通信接口功能，属于智能联锁装置。在变电所中安装新型保护装置，采矿区变电所的新型保护装置需要就地采用模拟量，将输入的信息经过数字化处理后通过ETHERCAT协议网络传到矿用传输接口上，接受并执行来自地面集成保护测控主机的跳闸命令和合闸命令[2]。