基于信号注入分散检测方法的漏电保护

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1、归档号晋城煤业集团技术进步奖申报书申报单位（盖章）：成庄矿申报时间：2012年3月5日奖励评审结果申报单位初评局专业组评审局技术委员会评审奖励等级奖励金额（元）评委会主任（组长）盖章一、项目基本情况项目名称基于信号注入分散检测方法的漏电保护专业分类机电类项目可否公布可主题词漏电保护；信号注入；分散检测完成单位成庄矿机电管理科主要完成人徐建兵郭东兵常杰孔文军卫小兵唐晓强项目起止时间起始：2010年5月完成：2011年3月资金总投入50万元资金来源科技资金经济效益（万元）项目可否公布可应用情况（1）1、稳定应用；2、应

2、用后停止；3未应用成果密级（2）1、非密；2、秘密；3、机密；4、绝密；5、未定密项目申报联系人姓名常杰电子邮箱CZKJDSCJ@163.COM办公电话3616798移动电话13935698416二、项目简介项目所属科学技术领域、主要内容、特点及推广应用情况：煤矿井下普遍采用中性点不接地（经消弧线圈接地）的运行方式，发生单相接地故障后，零序故障电流受运行方式的影响很大，造成故障特征不稳定，容易造成误判、漏判。成庄煤矿井下配电系统采用的是中性点经过消弧线圈接地运行方式。发生单相接地故障时，流过接地点的电流除了全系统对

3、地电容电流之和外，还有消弧线圈产生的电感电流，此电感电流与电容电流相互抵消，大大减小了流经接地点的电流。传统原理方式上的零序电流幅值判据和功率方向型判据的漏电保护的灵敏性受到影响，导致发生漏电故障时，误跳、拒跳情况时有发生。对漏电保护的处理，目前主要有零序方向法、零序导纳法、五次谐波法、S注入法、集中选线法等，但这些方法普遍存在着选择性差、应用性差的缺陷，不能很好的解决井下漏电保护存在的问题。因此漏电选择性差的问题在煤矿电网中非常普遍，目前的技术没有很好的解决这两个问题，已经严重影响到了煤矿的供电安全。晋煤集团成庄

4、矿与上海山源科技、山东工业大学共同承担研制了新的漏电保护系统，该系统不以系统发生单相接地故障时的故障量作为选线依据，而是在发生单相接地故障时通过原边短接且暂时处于不工作状态的接地相电压互感器（PT）注入一个频率介于工频n次谐波和n+1次谐波之间的信号电流，注入信号会沿着故障线路经接地点注入大地，用信号探测器通过检测、跟踪信号实现选线和故障定位，有注入信号流过的线路被选为故障线路。保护系统的硬件设计包括信号发生控制装置、注入控制装置、信号发生源、模拟滤波器四个部分。并且在大量仿真的基础上，对信号注入、分散检测的理论做

5、了深入的研究，并对注入信号如何选取、信号的注入方式、过渡电阻及分布电容的影响、分散式选择性保护的基本原理、注入信号的选择原则、信号注入分散检测漏电保护跳闸的策略、注入信号控制装置与远方保护之间的配合，信号注入分散检测方法等内容进行了深入的研究。经过前期大量的调研、理论计算、试验测试、地面工业试验，于2011年2月在成庄矿井下供电系统进行安装。结合煤矿井下供电的现场情况，经过缜密的研究部署，并依据现有的电力监控系统平台，最终确定实施方案如下：1、将矸井35KV变电站---中央变电所—三盘区变电所---3105胶带机配

6、电点作为安装地点，敷设光缆进行通讯并将各开关更换为ZBT-11C保护器试运行。2、注入信号主机安装在矸井压风机房6KV系统，借助安装在该处的母线PT对单相接地故障进行监测，并在确认发生单相接地故障后通过PT向一次系统注入非工频电流信号。3、保护器分散安装在井下各级开关处，通过安装点的零序CT对注入信号的大小进行提取和判断，同时测量安装点处的零序电流幅值和零序功率方向。4、注入信号主机和保护器共同配合工作。发生单相接地故障后，故障相电压和零序电压都会发生变化，据此注入信号主机开始向系统注入异频电流信号，保护器则经过一

7、定的可靠延时后对注入信号的大小进行提取和判断。5、为了确保故障判断的选择性和可靠性，各保护器之间采取阶梯动作延时配合的原则，末端保护器动作延时最小，靠近电源的出口处保护器的动作延时最长。6、各保护器通过高速光纤以太网将全网的故障信息汇总至电力监控中心，由电力监控中心对全网信息进行综合分析，判断出故障性质及所在位置。整个系统安装完成后进行了反复的测定及调试，最终与2011年4月份投入试运行。试运行中通过模拟不同的短路故障类型（区内、区外故障、母线故障、通道故障），保护器均能够正确动作，证明：1、无论是负载端短路还是线

8、路中间短路，在短路电流大于一条回路上的所有开关速断定值时，在各开关动作机构正常时，防越级系统能够实现只有离故障点最近的开关动作，保证上级开关不发生越级跳闸；2、在开关动作机构存在故障发生拒动时，各级保护能够根据离故障点的位置采取不同的后备保护方式逐级延时保护动作直至切断故障，有效减小故障停电区域；因井下无法模拟真正的漏电故障，所以未进行此类试验。但在试运行期