基于光纤网络的煤矿井下低压电网继电保护的研究

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1、基于光纤网络的煤矿井下低压电网继电保护的研究交痍机1交換.上位机处理器摘要：由于低压电网在继电保护中对于动作可靠性与快速性有极高要求，现以光纤网络为媒介，对现阶段煤矿井下低压电网的继电保护网络进行分析。利用MATLAB仿真不同情况下的非正常线路，对数据进行比较判断，并提出微机判据。该数据在同一时钟下采集，可以可靠地代替传统延时继电保护，保证最短时间内判断并处理低压供电系统异常情况。关键词：光纤网络，继电保护，漏电保护0.引言煤矿的安全生产对于供电系统的稳定运行要求极高，特别是对于其快速准确判断并切除电网故障的能力做出严格耍求。由

2、于低压屯与人体接触的可能性人，不允许延吋，基于光纤网络的继电保护便作为-种新的判据，代替传统的延时保护，通过远距离电路数裾的实时判断，从而达到对继电保护的要求。木文针对这个思路进行分析，提出光纤网络实吋判据。1.光纤继电保护光纤继电保护方式是采样光纤接口与光纤通道配背的力式，实现过去采川收发讯机、音频接口的所冇功能，并避免了因采用收发讯机出现1川断角以及音频接口固脊的抗干扰等问题:11。1.1光纤网络基本架构为了满足高速扩容及复杂拓扑结构的组网耍求，光釔用方式渐渐取代屯复用办式，括光时从用、波分用和频分用等12］。1.2继电保护

3、信号的传输各个监测点的数裾作为选线依裾，分别发送到临近的子站，并由子站发送到交换机最后传达到地而上位机显示而板上，通过综合各处数据比较，如故障点附近母线子线的数据人小差别，达到整定位后各支路相位差等，由计算机给出比较结果并发出动作命令。各支路根裾命令执行动作。gftWM，发出》令阁1-1信号传输流程2.短路保护煤矿井卜'低压电网为中性点不接地系统，其主要的短路电流故障为中.相接地故障。在正常运行的情况下，三相对地电容相同，在相同的相电压作川下，三相电容电流相量和等于0，即此吋零序屯流为0。当A相单相接地吋，其接地屯容被直接短接，

4、对地电压为0。此时，B、C两相对地电压升岛至:线电压，对地电容电流同时也升高至:线电流。故防限流各相对地电压：=0化:m图2-1A相接地电网图示则由于全网A相直接接地，故各处A相对地电'容电流均为0。而接地故障点流过的电流为全网非故障元件电容电流之和。取电源到线路为各相电流的正方h'd，以一条支路单相接地为例计算故障线路零序电流，A相直接接地示意阁和内量阁分别如图2-1和图2-2则A=~^AB+AC由图2-4可知，超前于£^90°，在幅值上,由于A=^3IAB,向为线路指向母线由上述结果，短路电流的特性参数可以川于保护装背的判定

5、，采川；序电流群体比幅比相法'零序无功功率方h'G法等在控制而板上直接将实吋采集到的数据进行综合判断，可靠选线从而排除故障。1.漏电保护我国井下漏电事故多发生在低压电网，而单相漏屯是卯下低压电网漏电故障的主流15:，此处我们主要讨论单相漏电保护。3.1零序电伍电流3.1.1单相漏电时零序电压人为屮性点接地系统屮人身触电吋的苓序电压汁算：而/祕=Uf{icoC-y!~3UB(vC假设：Z为每相对地零序电肌闪此，=3UBcoC,即单相接地的屯容也流为正常运行吋每相对地电容电流的3倍，功率方向力从线路流向电源。山此推广至全网，可得故障

6、线路零浮电流:A=~db_(ho+lo)=(CCG+Cco)("0为相电hii有效位，为母线对地屯容，Cco为非故障线路对地电容)非故障线路零序电流：•番•上0二Ibo+Ico=j3bfCco“h+tc=j'k结论：1.发生.单相接地短路故障时，全电力M都将出现零序电压。2.非故障线路的零序电流，其数位等于本身对地电容电流，功率方向为母线指向线路。3.故障线路中零序电流的数值等于全网非故障元件电界电流之和，功率7/<.为电网对地电容电抗/为并联P阻抗伹IWW人为巾M力接地系统W；»k'llMKM即：电网的零序阻抗为：z=111?

7、+—rJlc(iR+J—+37?o,IA?r=/?+7—+3/?oXc故零序也压为：•-VaZoV/=3Rz+ZRk一人体触屯屯阻3.1.2单相漏电时零序电流岑序电压经过岑序阻抗M路的电流就是岑序电流：1ZZ+3Rz3.2选择性漏电保护原理为实现选抒性，阁屮各个开关屮均需设置漏电保护装置。若K:点发生单相漏电或人身触电，屮的漏电保护装置动作，QG、QG不动作，实现横向选择性。什心点故峙，DW:动作会冇延吋，这是纵M选择性导致的必然后果。3.2.1两级选择性:制电保护附加.rt:流电源检测KI理和零序功率保护KI理结介曹篇-A>!

8、►田3-3附加戌液Itfi现保扩細®附加.ft流股理山于理论缺陷不能女现选择性，侃它却可以精确地整定动作电阻、苓序功率保护原理可以M吋利用各支路的零序电流和零序屯压的相位和幅位关系來判断故障支路，达到选择性保护的丨I的。两沂取长补短构成两级选择性漏电保护系统。4