煤矿供电系统防越级跳闸技术探究

《煤矿供电系统防越级跳闸技术探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、煤矿供电系统防越级跳闸技术探究　　【摘要】煤矿井下电网安全性对煤矿安全生产至关重要，要杜绝供电网越级跳闸误动作等情况的发生，供电保护系统必须具有防越级跳闸保护功能，本文阐述了天地（常州）自动化股份有限公司电气研究所开发的煤矿供电系统防越级跳闸系统原理及组成，介绍了与其他防越级跳闸系统对比本系统具有的功能特点，并通过实验证明了本防越级跳闸保护系统的可靠性。【关键词】供电系统；防越级跳闸；闭锁1.前言电力系统的安全性和运行状态直接影响着煤矿的生产和安全。煤矿井下巷道狭窄、空气潮湿，存在着大量需要工作的设备，电缆也随

2、着这些设备被拖，在此恶劣环境下使用的电器设备和电缆发生短路事故难以避免。越级跳闸造成井下大面积停电，不仅严重影响生产，而且很容易诱发事故，威胁矿井的安全。因此，解决煤矿井下供电系统短路引起的越级跳闸问题，对煤矿安全生产非常必要，意义重大。2.目前国内外相关的技术和产品发展情况越级跳闸是煤矿安全生产中的一个难题，现在已经有了多种解决方案。大致有光纤纵差保护法、地面通讯保护法、双口通讯法、电流速断闭锁法几种。7（1）光纤纵差保护法光纤纵差保护法使用专用光纤纵差保护器，光纤纵差保护器以纵差保护为主保护，电流速断保护功

3、能仅在光纤通信发生中断时投入，光纤通信正常时电流速断保护功能自动退出。下级开关光纤纵差保护器的输出信号通过光纤接入上级开关光纤纵差保护器的信号输入端，下级开关电流信号传输给上级开关光纤纵差保护器，上级开关光纤纵差保护器计算两台开关电流差值。正常运行时，两台开关之间线路不发生短路，两台开关流过同样的电流，电流差值为零。当两台开关之间线路短路时，短路点上级开关流过短路大电流，短路点下级开关不流过短路大电流，短路点上级开关光纤纵差保护器计算出上下级开关电流差值，当差值达到保护器跳闸启动值时，短路点上级开关跳闸，切断短

4、路线路。当短路点的上面的一级开关因故障拒动时，它的上一级开关保护器的定时限过流保护延时一小段时间（一般延时一个开关固有跳闸时间：100ms），延时到时后，上一级开关跳闸，切除短路电路，作为下级开关的后备保护，采用此方案的厂家有上海山源电子电气有限公司、南京弘毅电气自动化有限公司等。（2）通讯保护法7地面通讯保护法通过地面监控主机与各个开关智能保护器进行通讯，读取全矿所有开关电流信号，与各个开关的定值进行比较，判断短路点的位置，由地面监控主机发出指令，控制短路点上级开关跳闸切断短路线路。由于计算机通讯、判断、再发

5、出指令需要一定时间（一般45～120ms），而开关保护器20ms启动速断跳闸，计算机发出指令的时间远大于保护器速断跳闸时间，因此地面通讯法使用特殊的保护器，保护器在通讯正常时取消本地保护功能，全部由地面计算机控制；在通讯不正常时切换到本地保护功能。（3）保护器双口通讯法保护器采用双通讯口，一个RS485口，用于传输电力监控数据（全部电力监控数据）；一个CAN口，用于传输短路信号（只传输电流信号）。所有保护器短路信号都通过CAN总线传输到地面计算机，由计算机判定短路点，控制相应开关跳闸。保护器双口通讯法是地面通讯

6、保护法的一种。由于CAN口只传输电流信号，加快了传输速度，保护器可以不取消本地保护功能，但其电流速断保护要增加一定的延时，以保证保护器在计算机接到短路信号、判断短路点、下发跳闸指令前保护器自身不启动速断跳闸，采用此方案的厂家有柳州腾龙煤电科技股份有限公司。3.天地（常州）公司防越级跳闸系统7天地（常州）自动化股份有限公司电气研究所对煤矿供电系统进行了多年的深入研究，结合煤矿供电网络实际情况，研发了防越级跳闸成套装置，通过该装置可以解决煤矿高压供电网络越级跳闸问题，不存在开关盲点，彻底解决了煤矿井下由于短路或漏电

7、引起的越级跳闸故障。系统采用二级防越级跳闸措施，分别是基于硬件的短路跳闸闭锁装置和基于软件的精确延时，主要由带防越级跳闸保护功能的CZB1综合保护器、专用短路检测模块，防越级跳闸控制装置、系统软件以及通信网络组成，具体短路越级跳闸闭锁结构如图1所示。系统采用电流速断闭锁法，开关使用具有短路闭锁信号输出的专用智能综合保护器，专用智能综合保护器检测到短路信号，输出短路闭锁信号，或在装有普通保护器的开关内加装短路电流采集模块。当电路某处短路时，短路点的所有上级开关都通过短路电流，短路点的下级开关不通过短路电流。短路点

8、上面各级的多个开关保护器或短路电流采集模块都检测到短路大电流，同时发出短路闭锁信号；每个开关保护器的短路闭锁信号接入上一级开关智能保护器速断闭锁输入端，闭锁上一级开关的速断保护功能，使之不能速断跳闸，短路点下级开关保护器的短路电流采集模块检测不到7短路大电流，不会发出短路信号和闭锁信号，不闭锁上一级开关的速断保护功能。这样，只有短路点上方最靠近短路点的一级开关因下级开关（在短路点下面）