煤矿供电系统的安全可靠不仅影响着煤矿生产的效益,还间接影响着煤矿员工的生命安全。受各种因素影响,我国煤矿高压供电系统在实际运行过程中经常会出现因下级变电所馈线故障导致上级变电所开关跳闸从而扩大了井下停电范围的现象,即所谓的“越级跳闸”。统计数据表明,大多数越级跳闸是由短路与漏电故障引起。研究越级跳闸发生的原因并采取相应的措施避免其发生,对提高生产效率与减少人员伤亡有着非常重要的意义。首先根据煤矿电网的特点分析了短路与漏电故障后电流分布特点,依据目前的保护配置理论研究了两种越级跳闸发生的真正原因并分析其差异。根据两种越级跳闸的相似性,提出了基于布尔代数逻辑算法的防越级跳闸主保护方案。为了尽可能快的切除故障,将高压开关分为三类,为每一类开关配置了相应的逻辑判断表达式,并以具体故障为例阐述了防越级跳闸主保护的原理。为了保证防越级跳闸系统的可靠性,同时为了解决在越级跳闸发生后因长时间找不出故障点导致系统迟迟无法恢复供电的问题,在防越级跳闸主保护的基础上,为短路与漏电分别配置了基于感知神经网络与BP神经网络的防越级跳闸后备保护方案。针对BP神经网络算法收敛速度慢、易陷入局部极小值、结构不确定的缺陷,进行了改进。选用故障后易于识别的故障特征值,通过理论分析、simulink模型搭建与仿真,验证了改进算法的优势。分别以STM32F417微处理器、和利时LM3108G型PLC、工控机为核心设计了煤矿高压智能综合保护装置、逻辑判断防越级主保护装置与集控防越级主机,在防越级跳闸方法的基础上设计了程序流程图,对防越级跳闸系统的关键技术进行了研究。