煤礦供電系統(tǒng)防越級(jí)跳閘技術(shù)的分析及應(yīng)用結(jié)題報(bào)告

煤礦供電系統(tǒng)防越級(jí)跳閘技術(shù)的分析及應(yīng)用結(jié)題報(bào)告一、爭論背景與意義5064%，高居我國能源消費(fèi)的榜首。依據(jù)我國目動(dòng)力的來源，也是礦井安全和正常運(yùn)行的保障和根底。煤礦供電系統(tǒng)一旦發(fā)生停電事故，小則影響礦井的正常生產(chǎn)，燒毀電氣設(shè)備，降低煤礦生產(chǎn)效益，大則因停電風(fēng)機(jī)停頓送風(fēng)、水境，還極易誘發(fā)火災(zāi)、瓦斯爆炸等極其嚴(yán)峻的事故。因此，礦井供電系統(tǒng)的牢靠、安全運(yùn)行其自己的特點(diǎn)，是以單側(cè)電源雙〔多回輻射狀電網(wǎng)的構(gòu)造為主。由于各級(jí)變電站之間的距離較近，礦井供電半徑較短〔600~1500m〕，且電纜線路阻抗較小〔一般0.06~0.08Ω/km〕，這就造成了當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，其各級(jí)變電站短路電流值根本一樣，各級(jí)電流保護(hù)難以整定級(jí)差；而煤礦電源進(jìn)線電流保護(hù)為了滿足繼電保護(hù)系統(tǒng)速動(dòng)性的要求，當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，整條線路的多個(gè)開關(guān)都會(huì)檢測到故障電流而無法推斷是否發(fā)生在本區(qū)供電癱瘓，給煤礦企業(yè)帶來極大損失。相對(duì)較大，因而煤礦也不能準(zhǔn)時(shí)恢復(fù)供電，重開頭生產(chǎn)。我國大局部煤礦為高瓦斯礦井，1~2個(gè)小時(shí)。礦生，井下空氣潮濕，時(shí)常滴水，這就使得電氣設(shè)備簡潔受潮、發(fā)霉。而由于電纜線路的絕緣故障是最常發(fā)生的，比例約為70%。假設(shè)對(duì)單相接地故障聽之任之，不進(jìn)展有效的處理，極有可能進(jìn)一步進(jìn)展為相間短路，加劇其危害性。二、爭論綜述現(xiàn)有防越級(jí)跳閘保護(hù)方法爭論現(xiàn)狀在防越級(jí)跳閘方面，具體理論的實(shí)施方案有以下幾種：1〕基于光纖縱聯(lián)差動(dòng)的保護(hù)原理。在上下級(jí)線路的兩端均需裝設(shè)光纖縱聯(lián)差動(dòng)裝置，是區(qū)外，實(shí)現(xiàn)防止越級(jí)跳閘的目的?；陔姎庑盘?hào)閉鎖的保護(hù)原理。在相鄰兩級(jí)開關(guān)的繼保裝置之間鋪設(shè)特地的電氣信持續(xù)到閉鎖時(shí)間時(shí)故障照舊存在，那么速斷保護(hù)動(dòng)作?；诜终九c總站的保護(hù)原理。該原理是搜集并整理全部線路的過流故障，監(jiān)控主站的開關(guān)斷開切除故障。改本地保護(hù)或者優(yōu)化電網(wǎng)的構(gòu)造。為了保證足夠的靈敏度，承受距離保護(hù)方案來代種原理都能在肯定程度上解決煤礦電網(wǎng)短路引發(fā)的越級(jí)跳閘問題信號(hào)傳輸中斷的狀況下，也簡潔引起誤動(dòng)；基于總站與分站的保護(hù)原理在算法、信號(hào)傳輸、硬件計(jì)算力量以及抗干擾力量等諸多方面存在較高要求跳閘功能；原理四僅僅能應(yīng)用于一些特定場景下的供電系統(tǒng)，方案具有局限性，不能通用。煤礦單相接地故障辨識(shí)與定位爭論現(xiàn)狀對(duì)于單相接地故障的識(shí)別和分析問題測設(shè)定信號(hào)在系統(tǒng)中的分布位置來區(qū)分故障位置征，如電壓、阻抗、電流等信號(hào)的特征，通過預(yù)設(shè)的識(shí)別規(guī)律確定故障位置。主動(dòng)式定位方法信號(hào)注入法信號(hào)注入法的關(guān)鍵點(diǎn)是通過特別信號(hào)發(fā)生注入設(shè)備向系統(tǒng)中注入特定頻率的電流，該特定頻率的電流會(huì)流經(jīng)故障線路，并在故障點(diǎn)流入大地。通過跟蹤特定頻率電流的流向?qū)崿F(xiàn)故障選線的目標(biāo)。該方法的缺點(diǎn)是在現(xiàn)場應(yīng)用中局限性較大，一是它只對(duì)于中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)有效；二是需要安裝信號(hào)注入設(shè)備，本錢較高；三是跟蹤查找故障點(diǎn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且對(duì)瞬時(shí)性和間歇性接地故障效果較差。中電阻法當(dāng)接地故障發(fā)生后，我們通過在系統(tǒng)中性點(diǎn)和大地之間串入一個(gè)中值電阻，以此產(chǎn)生一個(gè)工頻故障電流。該工頻故障電流會(huì)流經(jīng)故障線路，并通過接地故障點(diǎn)流入大地。通過分析該工頻故障電流的流向到達(dá)故障選線的目的。這一方法的優(yōu)點(diǎn)是可以產(chǎn)生猛烈的接地電流，抑制了傳統(tǒng)穩(wěn)態(tài)法檢測靈敏度不高的劣勢。目前的成功應(yīng)用是與消弧線圈配套使用，應(yīng)用效果不錯(cuò)。但缺點(diǎn)也很明顯，中值電阻取值設(shè)計(jì)不簡潔，初期需要投入的資金也很多。此外對(duì)于瞬時(shí)性接地故障的定位效果很差，對(duì)于間歇性接地故障的定位效果也不佳。零序電流突變法增大或減小消弧線圈的特征參數(shù)，以此來產(chǎn)生零序電流突變量，相應(yīng)的消弧線圈補(bǔ)償電流會(huì)產(chǎn)生突變，通過檢測該突變電流的分布就可以確定接地點(diǎn)的位置。這一方案的優(yōu)點(diǎn)是可以產(chǎn)生足夠猛烈的信號(hào)，應(yīng)用于穩(wěn)定接地場景具有很好的效果。但是這一方案的缺乏之處在于需要計(jì)算不同時(shí)刻的信號(hào)量的差異，不穩(wěn)定故障對(duì)其精度和靈敏度影響較大，對(duì)于諸如弧光場景和間歇性接地場景，應(yīng)用效果不抱負(fù)。而且在故障時(shí)刻增大或減小消弧線圈參數(shù)也會(huì)影響系統(tǒng)安全和故障點(diǎn)滅弧。傳遞函數(shù)法該種方法利用的是方波診斷信號(hào)發(fā)生注入裝置，在故障線路出口的地方注入特別的方波信號(hào)，構(gòu)建配電系統(tǒng)的頻域傳遞函數(shù)，基于頻域傳遞函數(shù)的頻譜特性設(shè)計(jì)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)展故障區(qū)段定位，該方法又稱為單端測距算法。利用頻譜分析根本原理，同時(shí)基于供電線路的分布參數(shù)數(shù)學(xué)模型，在供電線路一端注入方波診斷鼓勵(lì)信號(hào)，緊接著測量線路的零序電壓和零序電流，再計(jì)算線路的頻域傳遞函數(shù)，最終依據(jù)各分支端口的頻域傳遞函數(shù)頻譜的頻率、相位和波形特征來識(shí)別接地點(diǎn)。該方法的的優(yōu)點(diǎn)是負(fù)載參數(shù)魯棒性好，即負(fù)載參數(shù)變化不影響測距結(jié)果或者影響較小。缺點(diǎn)是實(shí)際供電電網(wǎng)構(gòu)造簡單，不同構(gòu)造供電電網(wǎng)的頻域傳遞函數(shù)差異很大，很難推導(dǎo)，實(shí)際應(yīng)用困難，目前僅用于理論分析。傳遞函數(shù)法的優(yōu)點(diǎn)是測距結(jié)果不受負(fù)載參數(shù)變化影響。缺點(diǎn)是由于配電網(wǎng)構(gòu)造的簡單性，傳遞函數(shù)法僅在理論上可行，實(shí)際應(yīng)用中存在不少困難和限制條件。被動(dòng)式定位方法阻抗法該方法的關(guān)鍵點(diǎn)是一種故障測距方法。首先假設(shè)供電線路參數(shù)是恒定不變不適用。行波法這一方法的關(guān)鍵在于故障發(fā)生時(shí)引發(fā)的暫態(tài)行波信號(hào)，通過對(duì)暫態(tài)行波信號(hào)的分析計(jì)算出故障距離。當(dāng)供電線路上發(fā)生故障時(shí)，無論什么故障都會(huì)引發(fā)暫態(tài)行波信號(hào)，測裝置，初期投資較大。目前在煤礦配電網(wǎng)中行波法尚未得到廣泛應(yīng)用。三、爭論內(nèi)容應(yīng)的整合，致使供電系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生“越級(jí)跳閘”故障。對(duì)此，本課題就針對(duì)煤礦供電系統(tǒng)運(yùn)行期間，常見的“越級(jí)跳閘”故障進(jìn)展分析，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。四、爭論方法文獻(xiàn)法：通過CNKI期刊、相關(guān)理論著作和網(wǎng)上資源等途徑對(duì)相關(guān)的進(jìn)展背景和理論依據(jù)等相關(guān)資料的收集、整理和進(jìn)一步地分析，更好地了解國內(nèi)學(xué)者們的爭論現(xiàn)況與成果，從中得到啟發(fā)。過分析提出更好的建議。等。五、爭論結(jié)果通訊保護(hù)技術(shù)關(guān)在啟動(dòng)速斷跳閘的過程中需要肯定的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間一般掌握在20ms左右，而地面的監(jiān)控主機(jī)在接收到開關(guān)的信息、對(duì)開關(guān)信息進(jìn)展推斷分析到最終發(fā)出指令需要花費(fèi)更長的時(shí)40～120ms閘時(shí)間的，所以在使用通訊保護(hù)技術(shù)的時(shí)候，應(yīng)中選擇特別的保護(hù)器。光纖縱差保護(hù)技術(shù)光纖縱差保護(hù)技術(shù)是另一種在煤礦供電系統(tǒng)中常見的防越級(jí)跳閘保護(hù)技術(shù)果上級(jí)開關(guān)和下級(jí)開關(guān)的電流值一樣，那么兩者的電流差值就為0，上下級(jí)開關(guān)線路就為正跳閘，從而切斷短路電路。也就是說，煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中，承受光纖縱差保護(hù)技術(shù)進(jìn)展防越級(jí)跳閘的實(shí)際過程中，假設(shè)光纖的縱差聯(lián)絡(luò)消滅故障，