煤礦供電事故應(yīng)急處置智能系統(tǒng)-DHHB

西山煤電集團北京丹華昊博電力科技有限公司煤礦供電事故應(yīng)急處置智能系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)聯(lián)系人：齊鄭電話目研究內(nèi)容國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢采用的技術(shù)手段系統(tǒng)的功能介紹2341背景和意義創(chuàng)新及應(yīng)用情況5①典型的綜合自動化變電站②微機型保護裝置系統(tǒng)投運前的情況1、35kV沒有單相接地故障選線功能，發(fā)生單相接地故障后容易造成嚴重的后果。不足基本情況2、發(fā)生故障后，自動化后臺會涌現(xiàn)大量的報文信息，故障的類型和區(qū)域不清晰、不直觀，容易使運行人員判斷錯誤，發(fā)生誤操作情況，導(dǎo)致故障擴大。3、對電能質(zhì)量的監(jiān)視不足。背景和意義背景和意義串聯(lián)諧振過電壓(linearresonanceovervoltage)煤礦供電系統(tǒng)的各類故障斷線故障(open-linefault)鐵磁諧振過電壓(ferroresonanceovervoltage)弧光接地過電壓(arcinggroundingovervoltage)其它異常過電壓(otherabnormalovervoltage)異常低電壓(abnormalovervoltage)短路故障(short-circuitfault)單相接地故障(single-phase-groundfault)消弧線圈的電感參數(shù)和線路對地電容參數(shù)匹配系統(tǒng)的電感參數(shù)和線路對地電容參數(shù)匹配發(fā)生單相不穩(wěn)定的接地故障時，在接地點處會發(fā)生電弧線路分合閘，儲能元件釋放能量，突然甩負荷電源消失或突然增加負荷某相線路斷開變電站內(nèi)部或者外部發(fā)生短路故障變電站內(nèi)部或者外部發(fā)生單相接地故障背景和意義頻率偏差(friquencydeviation)電壓偏差(voltagedeviation)煤礦供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量電壓三相不平衡(unbalance)諧波(harmonics&inter-hamonics)電壓波動和閃變(fluctuation&flicker)電壓下跌(電壓跌落)和電壓上升(電壓隆起)的總稱表現(xiàn)為電壓的最大偏移與三相電壓的平均值超過規(guī)定的標準對頻率質(zhì)量的要求全網(wǎng)相同，不因用戶而異，各國對于該項偏差標準都有相關(guān)規(guī)定電壓波動：在包絡(luò)線內(nèi)的電壓的有規(guī)則變動，或是幅值通常不超出0.9～1.1倍電壓范圍的一系列電壓隨機變化電壓閃變：電壓波動對照明燈的視覺影響諧波：含有基波整數(shù)倍頻率的正弦電壓或電流。項目研究內(nèi)容國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢采用的技術(shù)手段系統(tǒng)的功能介紹2341背景和意義創(chuàng)新及應(yīng)用情況5項目的研究內(nèi)容與現(xiàn)有系統(tǒng)平行的數(shù)字化分布式平臺應(yīng)急處置智能系統(tǒng)電能質(zhì)量分析技術(shù)故障診斷分析技術(shù)智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖數(shù)字化分布式結(jié)構(gòu)的事故應(yīng)急處置智能系統(tǒng)測量單元光交換機在線監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)服務(wù)器項目研究內(nèi)容國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢采用的技術(shù)手段系統(tǒng)的功能介紹2341背景和意義創(chuàng)新及應(yīng)用情況5原始信號小波變換非平穩(wěn)信號平穩(wěn)信號HHTFFT電能質(zhì)量分析小波分析小波同時具有空間域與頻率域的局部性它對信號突變點位置的確定是很有效的，可以通過小波變換來確定信號的奇異點位置。利用小波可分析這種局部奇異性，可以區(qū)分穩(wěn)態(tài)信號和動態(tài)信號，進而分析穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量和動態(tài)電能質(zhì)量。電能質(zhì)量分析HHT變換Hilbert-Huang變換根據(jù)信號的特征尺度參數(shù)對信號進行分解，得到多個IMF分量，每一個IMF分量都反映了信號不同的尺度特征，對每一個IMF求解瞬時頻率，從而獲得其局部的變化情況，完全可以用來檢測突變信號。突變信號在突變點表現(xiàn)為頻率的急劇變化，根據(jù)頻率與特征尺度的關(guān)系，這種急劇變化的頻率反映在時域上是特征尺度的顯著變化。信號的突變還表現(xiàn)在位移的急劇變化，而這種變化表現(xiàn)在Hilbert譜上的峰值變化。電能質(zhì)量分析故障診斷1、單相接地故障2、短路故障3、鐵磁諧振故障5、過電壓故障4、線性諧振故障6、斷線故障單相接地故障(1)金屬性接地零序電壓升高為相電壓，一相電壓降為零，其他兩相電壓升高為線電壓。零序電壓和零序電流諧波含量較少。(2)高阻性接地零序電壓升高但是相電壓，一相電壓降為大于零的某個值，其他兩相電壓升高為但低于線電壓。零序電壓和零序電流諧波含量較少。(3)電弧性接地①零序電壓升高，零序電流升高，發(fā)生單相接地故障；②零序電壓出現(xiàn)平定波；③零序電流出現(xiàn)大量諧波；④相電壓出現(xiàn)諧波，電壓超過線電壓。。單相接地故障選線方法：比幅比相法、五次諧波法、首半波法、小波法等選線技術(shù)：綜合選線技術(shù)、連續(xù)選線技術(shù)故障區(qū)域：單相接地只存在于某段母線，不會擴展到其他母線上，只要準確選出故障線路或者母線就確定了故障區(qū)域。短路故障(1)診斷方法相電流增加，而相電壓降低。為了防止電動機反送電導(dǎo)致判斷錯誤，診斷系統(tǒng)檢測到35kV和6kV某條線路出現(xiàn)短路電流時，根據(jù)電流的功率方向進行判斷。110kV為中性點直接接地方式，必須分析A、B、C三相電流；35kV和6kV為小電流接地方式，只需分析A、C兩相電流即可。(2)故障區(qū)域與單相接地故障不同，發(fā)生短路故障后有可能兩個電壓等級電網(wǎng)都會出現(xiàn)很大的短路電流，智能系統(tǒng)通過專家系統(tǒng)的規(guī)則進行故障區(qū)域診斷。系統(tǒng)線性諧振過電壓6kV系統(tǒng)安裝有消弧線圈消弧線圈的電感參數(shù)和線路對地電容參數(shù)匹配時，將會發(fā)生線性諧振過電壓，導(dǎo)致三相電壓異常。診斷系統(tǒng)實時監(jiān)測6kV母線三相電壓，當出現(xiàn)如下特征時，即判斷發(fā)生線性諧振過電壓。①零序電壓升高，一相電壓降低，兩相電壓升高，且零序電壓與降低相電壓的相位相反。②零序電壓升高，三相電壓都升高，但是三相電壓不對稱。系統(tǒng)鐵磁諧振過電壓倍頻諧振和分頻諧振的判據(jù)：檢測零序電壓，當發(fā)現(xiàn)零序電壓超過啟動值，而且倍頻或者分頻成分的幅值高于基頻幅值時，則判斷發(fā)生倍頻或者分頻鐵磁諧振。基頻鐵磁諧振故障的判據(jù)如下：①如果三相電壓都升高，則判斷發(fā)生鐵磁諧振；②某相電壓降低，其余兩相電壓升高超過線電壓，則判斷發(fā)生鐵磁諧振；③某相電壓升高但不等于額定電壓的1.5倍，且與零序電壓同相，其余兩相電壓降低并相等，則判斷發(fā)生鐵磁諧振；④某相電壓降低但不等于0，且與零序電壓反相，其余兩相電壓升高并相等，則判斷發(fā)生基頻鐵磁諧振?；l鐵磁諧振向量圖弧光接地過電壓35kV為中性點不接地系統(tǒng)，因此當電力系統(tǒng)發(fā)生單相不穩(wěn)定的接地故障時，在接地點處會發(fā)生電弧。這種間歇性電弧接地系統(tǒng)工作狀態(tài)時刻在變化，導(dǎo)致電感電容元件之間的電磁振蕩，形成遍及全系統(tǒng)的過電壓。診斷系統(tǒng)實時監(jiān)測35kV母線三相電壓、零序電壓、零序電流，當出現(xiàn)如下特征時，即判斷發(fā)生弧光接地過電壓：①零序電壓升高，零序電流升高，發(fā)生單相接地故障；②零序電壓出現(xiàn)平定波；③零序電流出現(xiàn)大量諧波；④相電壓出現(xiàn)諧波，電壓超過線電壓。其他異常過電壓產(chǎn)生原因：①空載線路分合閘時，由于線路電壓在分合閘先后發(fā)生突變，在此變化的過渡過程中會引起空載線路分合閘過電壓；②電力系統(tǒng)中的消弧線圈、并聯(lián)電抗器、空載變壓器及電容器等儲能元件，由于被開斷的儲能元件中儲存的能量釋放產(chǎn)生振蕩，將形成過電壓；③當突然甩負荷時，或者上級電源出現(xiàn)異常時，將形成過電壓。當出現(xiàn)如下特征時，即判斷發(fā)生異常過電壓：①三相電壓升高；②穩(wěn)態(tài)相電壓基波含量為主；③暫態(tài)過程中出現(xiàn)較大直流分量；④三相電壓基波分量基波對稱。異常低電壓產(chǎn)生原因：①外部電源消失；②操作站內(nèi)開關(guān)，導(dǎo)致電源消失；③當突然增加負荷時。當出現(xiàn)如下特征時，即判斷發(fā)生異常過電壓：①三相電壓降低；②穩(wěn)態(tài)相電壓基波含量為主；③三相電壓基波分量基波對稱。斷線故障斷線故障將會導(dǎo)致三相電壓和相電流出現(xiàn)不平衡。如果110kV某相電流為零，而另外兩相電流很大，說明該相斷線。如果35kV某相電流為零，而另外兩相電流很大，說明該相斷線。如果6kV某條線路的A、C兩相電流某一相為零，而另一相電流很大，說明該相斷線；如果A、C兩相電流的相位由120度變?yōu)?80度，則說明B相斷線。項目研究內(nèi)容國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢采用的技術(shù)手段系統(tǒng)的功能介紹2341背景和意義創(chuàng)新及應(yīng)用情況5(一)、電能質(zhì)量監(jiān)測功能測量三相基波電壓、三相基波電流、三相電壓及電流的不平衡度?？蓽y量三相各次諧波電壓含有率、三相各次諧波電流含有率。系統(tǒng)能夠檢測到最短20ms的動態(tài)電能質(zhì)量問題，比如電壓驟升、電壓驟降、短時諧波等。(二)、故障診斷功能系統(tǒng)對單相接地故障、短路故障、諧振故障、斷線故障進行診斷，確定故障類型和故障區(qū)域。(三)、顯示功能裝置面板上帶有大屏幕LCD顯示器，實時顯示電能質(zhì)量監(jiān)測指標的數(shù)據(jù)。(四)、設(shè)置功能可對裝置基本參數(shù)、越限參數(shù)進行設(shè)置、修改和查看，并設(shè)有密碼保護。(五)、記錄存儲功能服務(wù)器具有大容量硬盤，可對基本監(jiān)測指標和高級監(jiān)測指標實時保存，保存時間可設(shè)置，實時數(shù)據(jù)在裝置上最長保存時間為一年，之后按“先進先出”原則更新。(六)、統(tǒng)計功能裝置具有對主要監(jiān)測指標的統(tǒng)計功能。(七)、通信功能服務(wù)器提供多種通信接口方式，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時傳輸或定時提取存儲記錄，可通過工業(yè)以太網(wǎng)接口與遠方電能質(zhì)量管理中心通信，也可通過Web發(fā)布的方式與遠方通信。(八)、事件觸發(fā)錄波功能可根據(jù)客戶要求設(shè)定事件觸發(fā)條件(手動或自動)，記錄事件觸發(fā)前、后實時數(shù)據(jù)并保存，并保存有事件日志以供查詢。錄波長度可整定，觸發(fā)前不少于5個周波，觸發(fā)后不少于5個周波。項目研究內(nèi)容國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢采用的技術(shù)手段系統(tǒng)的功能介紹2341背景和意義創(chuàng)新及應(yīng)用情況5創(chuàng)新1、建立了與現(xiàn)有綜自系統(tǒng)平行獨立的診斷系統(tǒng)，成為了有力的支持和補充，故障診斷的結(jié)論更加清晰、直觀。2、解決了35kV系統(tǒng)的單相接地故障選線的問題，選線正確率達到95%以上。3、實現(xiàn)基于全局電氣量瞬時值的電能質(zhì)量分析和故障診斷，分析診斷結(jié)果正確。應(yīng)用情況測量單元應(yīng)用情況1#光纖熔接盒2#光纖熔接盒光纖故障診斷系統(tǒng)控制屏應(yīng)用情況光纖交換機應(yīng)用情況應(yīng)用情況2012年7月28日凌晨3點29分28秒，杜兒坪110kV變電站的6kV煤庫一號線（607）發(fā)生A相接地故障，波形如下：應(yīng)用情況2012年9月19日早晨7點42分02秒，杜兒坪110kV變電站的6kV虎勝街線（621）發(fā)生A、C兩相瞬時短路故障。波形如下：應(yīng)用情況2013年3月1日晚上19點29分31秒，杜兒坪110kV變電站的35kV新華二線（324）發(fā)生C相接地故障。波形如下：系統(tǒng)自投入運行以來，運行穩(wěn)定。杜兒坪110kV變電站發(fā)生了多次單相接地故障和短路故障，系統(tǒng)均能夠及時準確判斷，診斷率達到100%，并能夠及時進行自動錄波，取得了非常理想的效果。煤礦供電事故應(yīng)急處置智