煤矿井下监测、监控及防越级跳闸系统技术方案

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1、林南仓矿井下监测、监控及防越级跳闸系统技术方案南京磐能电力科技股份有限公司2010年3月12概述本文主要对目前井下煤矿越级跳闸的现象研究和常用的解决办法的探讨，从而提出光纤差动在越级跳闸的解决方案及优缺点。一、煤矿越级跳闸的危害。~~~~二、越级跳闸的产生的主要原因。1、两盘区变电所距离近，传统短路保护无法辨别。2、失压保护造成大面积掉电。3、三、越级跳闸一般的处理措施。四、光纤差动保护在煤矿应用的原理及优势。五、本方案是包括防越级跳闸系统、井下电力监测、监控的统一数字式解决方案，实施目的是解决煤矿供电系统长

2、期存在的“越级跳闸”问题，并且实现井下供电系统的“四遥”功能，为井下采区变电所无人值守创造必要的条件。本方案在各采区变电所高爆内安装智能终端实现模拟量（包括电流量，电压量）、开入量的数字化，通过点对点光纤上送至安装于采区变电所内交换服务器，同时能接收集成保护测控装置通过交换服务器下发的出口命令，实现开关的跳闸、合闸；交换服务器将各智能终端上送的数据合并后通过高速光纤以太网上送位于地面的集成保护测控装置；集成保护测控装置根据上送的数据进行保护逻辑运算，并通过交换服务器向智能终端下发控制命令，实现保护跳闸。系统可

3、以在高爆不停电的情况下，通过配备的鼠标和键盘方便的修改保护定值。当地监控能实时显示各馈线负荷电流，有功功率、无功功率、功率因素，以及各段母线的母线电压；同时能显示各高开、刀闸的状态。运行人员能够在当地监控遥控各高开“分”“合”闸。12一、井下供电系统面临的问题1、1煤矿井下供电系统广泛存在“越级跳闸”问题1、1、1过流保护难以整定导致的“越级跳闸”目前林南仓矿井下以速断过流保护作为馈线的主保护，由于井下线路短，采区变电站级联的情况很普遍，过流保护定值很难整定，导致“越级跳闸”情况严重，系统简图如下图：目前的系

4、统以速断过流保护为主保护，每条线路都配置了速断过流保护。如石门配电室任一条出线出现短路故障就有可能越级到-400中央配电室6206、6305，甚至到地面变电所，即“越级跳闸”导致停电范围扩大。121、1、2失压保护延时难以整定导致的“越级跳闸”目前很多井下保护器的失压保护动作时延为0S，不能整定，馈线距离母线很近的地方发生短路故障时母线电压短时失压，该段母线上其他开关的失压保护误动作导致“越级跳闸”。1、2煤矿井下保护器功能不全目前井下保护器保护功能比较简单，不能完全满足现场运行的要求。很多保护器不具备故障录

5、波功能，即便有也仅有本线路的简单录波，没有提供专业的故障录波分析软件，难以实现有效的故障录波分析。定值修改要在现场通过有限的几个按钮实现，整定麻烦又费时，增加了保护人员的工作强度。1、3煤矿井下保护器通讯能力差目前很多井下保护器不具备通讯接口，无通讯能力，无法实现“四遥”功能，必须有人值守。具备通讯接口的保护器也智能通过485口进行低速的通讯，通讯速度慢，上送遥测量要几十秒才能刷新一次。而且485通讯电缆容易耦合电磁干扰，导致通讯误码率高，通讯不可靠，导致“误发遥信”，“遥控失败”等问题，无法实现采区变电所无

6、人值守。一、主要技术思路2、1彻底解决“越级跳闸”问题2、1、1采用光纤差动保护解决馈线故障导致的“越级跳闸”本科技项目基于数字化变电站系统的点对点光纤通讯网络，实现在保护主机内全站数据共享，配置线路光纤差动保护，保护配置如下图所示12由于差动保护的动作区是由CT位置确定，与保护定值无关。如石门配电室任一条出线出现短路故障，6206至9#柜，6305至1#柜，地面变电所至-400中央配电室都配置了光纤差动保护，差动保护无差动电流，线路光纤差动保护能可靠不误动，由出现短路的高爆速断保护动作切除故障，确保不出现“

7、越级跳闸”。2、1、2定值和试验均可整定的失压保护解决失压保护导致的“越级跳闸”低压保护的定值和时延均可整定，一些重要的馈路（如给局部通风机送电的馈线）的失压保护时延可以整定得比较长以躲开故障引起母线电压下降，一些不重要的线路的失压保护时延可以整定得比较短，这样可以确保重要馈线的供电，避免“越级跳闸”。122、1、3全站数据共享解决漏电保护难以实现比较导致的“误动作”采用光纤传输，全站数据共享保护系统，解决了原漏电保护中存在的1抗干扰能力差2，传输速率慢及数据处理速度慢3，各支路零序电流无法进行比较的问题。基

8、于零序电压，全站零序电流和消弧线圈数据的综合处理，。先选出所有线路中零序电流5次谐波和基波幅值变化最大的三条，再和记忆的零序电流5次谐波和基波幅值比较，如果最大的一条的幅值远远大于其余两条，则选出幅值最大的为漏电故障支路，有助于解决漏电保护准确性和可靠性的问题。2、2提高保护、监测、监控系统性能2、2、1完善的保护功能系统提供以下保护功能1、三段式电流保护：速断、限时速断、定时过流2、反时限过流保护