一種防止煤礦供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦供電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防止煤礦供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國煤炭企業(yè)向著大型化、安全化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，煤礦供電系統(tǒng)可靠性成為礦井安全和生產(chǎn)的重要指標(biāo)。由于煤礦井下供配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境和設(shè)備的特殊性，導(dǎo)致煤礦井下供配電系統(tǒng)會(huì)發(fā)生短路、過流、漏電以及由于電壓波動(dòng)引起的停電故障等供電故障。當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，供電系統(tǒng)常常會(huì)發(fā)生越級(jí)跳閘現(xiàn)象，越級(jí)跳閘現(xiàn)象是指:供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，超出故障線路以外的開關(guān)也發(fā)生跳閘停電，導(dǎo)致非故障線路停電，致使故障停電影響范圍擴(kuò)大的現(xiàn)象。因此，有效防止煤礦供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘現(xiàn)象，對(duì)于煤礦供電系統(tǒng)的供電可靠性具有重要意義。
[0003]目前，解決煤礦供電防越級(jí)跳閘問題的方法為:如文獻(xiàn)《基于數(shù)字化變電站技術(shù)的煤礦井下防越級(jí)跳閘方案研宄》介紹，供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，采用全站網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享的數(shù)字化變電站技術(shù)，具體為:
[0004]系統(tǒng)在地面主控室設(shè)置I回路繼電保護(hù)主機(jī)，采用高速光纖通訊和納秒級(jí)同步采樣技術(shù)，將井下各高爆開關(guān)同步采樣的電流、電壓數(shù)據(jù)上送至主控室的繼電保護(hù)主機(jī)，保護(hù)主機(jī)上配置差動(dòng)保護(hù)模塊(以下簡稱光纖縱差)取代傳統(tǒng)過流速斷保護(hù)作為線路的主保護(hù)，差動(dòng)保護(hù)范圍固定，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)統(tǒng)一的故障判別和故障切除，從而解決煤礦供電系統(tǒng)廣泛存在的“越級(jí)跳閘”問題。
[0005]然而，此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于煤礦井下供電系統(tǒng)，仍然無法徹底解決供電越級(jí)跳閘問題，而且還會(huì)降低井下供電的可靠性，原因如下:
[0006](I)系統(tǒng)對(duì)光纖通訊通道依賴性過強(qiáng)，一旦光纖中斷，井下各饋電線路即會(huì)失去保護(hù)功能，嚴(yán)重影響供電安全。由于煤礦井下作業(yè)的特點(diǎn)，井下光纖中斷現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，所以基于此方法的供電防越級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)無法很好發(fā)揮作用。
[0007](2)系統(tǒng)基于同步采樣技術(shù)，要求采樣數(shù)據(jù)必須實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛姹Ｗo(hù)主機(jī)，由于數(shù)據(jù)傳輸通道是公共光纖網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載比較大，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)、網(wǎng)絡(luò)堵塞或是光纖中斷現(xiàn)象，直接影響繼電保護(hù)主機(jī)保護(hù)判別的及時(shí)性，影響供電安全。
[0008](3)煤礦井下供電多采取雙回路或多回路供電方式，且各個(gè)礦井供電方式各不相同，所以基于上述技術(shù)的繼電保護(hù)主機(jī)需要根據(jù)不同的礦井、不同的供電方式編制相應(yīng)的繼電保護(hù)算法程序，程序邏輯不具有通用性，很難保證繼電保護(hù)的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種防止煤礦供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘的方法，為一種逐級(jí)閉鎖、動(dòng)態(tài)調(diào)整跳閘延時(shí)的方法，可有效解決煤礦供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘問題。
[0010]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0011]本發(fā)明提供一種防止煤礦供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘的方法，包括以下步驟:
[0012]SI,向煤礦井下各供電線路的繼電保護(hù)裝置中分別嵌入防越級(jí)保護(hù)模塊；
[0013]S2，對(duì)于所述供電線路中的任意一條η級(jí)煤礦供電級(jí)聯(lián)線路，共由η個(gè)繼電保護(hù)裝置串聯(lián)而成，按由下級(jí)自上級(jí)的順序，將η個(gè)繼電保護(hù)裝置依次記為:繼電保護(hù)裝置1、繼電保護(hù)裝置2...繼電保護(hù)裝置η;將分別嵌入到繼電保護(hù)裝置1、繼電保護(hù)裝置2...繼電保護(hù)裝置η中的防越級(jí)保護(hù)模塊依次記為:防越級(jí)保護(hù)模塊1、防越級(jí)保護(hù)模塊2...防越級(jí)保護(hù)模塊η ;其中，η為自然數(shù)，并且，n ^ 2 ；
[0014]并且，防越級(jí)保護(hù)模塊1、防越級(jí)保護(hù)模塊2…防越級(jí)保護(hù)模塊η通過通信線路串聯(lián)，各個(gè)防越級(jí)保護(hù)模塊進(jìn)行獨(dú)立的防越級(jí)保護(hù)判別；
[0015]S3，具體的，對(duì)于任意的防越級(jí)保護(hù)模塊i，其中，i e (1、2…n)，均執(zhí)行以下步驟:
[0016]S3.1，所述防越級(jí)保護(hù)模塊i實(shí)時(shí)檢測(cè)所屬供電線路出線側(cè)的輸電信息，并基于所述輸電信息，判斷所述煤礦供電級(jí)聯(lián)線路是否發(fā)生故障，如果否，則循環(huán)執(zhí)行本步驟；如果是，則執(zhí)行S3.2 ；
[0017]S3.2，當(dāng)所述防越級(jí)保護(hù)模塊i檢測(cè)到供電線路發(fā)生故障時(shí)，從檢測(cè)到供電線路發(fā)生故障的時(shí)刻開始，并行執(zhí)行以下兩個(gè)步驟:
[0018]步驟1:所述防越級(jí)保護(hù)模塊i向相鄰上級(jí)的防越級(jí)保護(hù)模塊i+Ι發(fā)送I級(jí)閉鎖信號(hào)；其中，所述閉鎖信號(hào)的傳輸時(shí)間為ts ;
[0019]步驟2:所述防越級(jí)保護(hù)模塊i讀取已設(shè)置的一級(jí)保護(hù)延時(shí)TsetO，檢測(cè)自身是否在一級(jí)保護(hù)延時(shí)TsetO內(nèi)接收到來自于相鄰下級(jí)防越級(jí)保護(hù)模塊i_l發(fā)出的閉鎖信號(hào)，如果未接收到，則執(zhí)行S3.3 ;如果接收到，則執(zhí)行S3.4 ；
[0020]S3.3，表明所述防越級(jí)保護(hù)模塊i所在的供電節(jié)點(diǎn)為一級(jí)供電故障節(jié)點(diǎn)，所述防越級(jí)保護(hù)模塊i判斷故障持續(xù)時(shí)間是否超過一級(jí)保護(hù)延時(shí)TsetO，如果超過，則執(zhí)行S4 ;否則，執(zhí)行S5 ；
[0021]S3.4，所述防越級(jí)保護(hù)模塊i判斷所接收到的所述閉鎖信號(hào)的級(jí)別，設(shè)為X級(jí)閉鎖信號(hào)，則表明所述防越級(jí)保護(hù)模塊i所在的供電節(jié)點(diǎn)為x+1級(jí)供電故障節(jié)點(diǎn)；然后，并行執(zhí)行以下兩個(gè)步驟:
[0022]步驟1:所述防越級(jí)保護(hù)模塊i向相鄰上級(jí)的防越級(jí)保護(hù)模塊i+Ι發(fā)送x+1級(jí)閉鎖信號(hào)；
[0023]步驟2:防越級(jí)保護(hù)模塊i將保護(hù)延時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整為與X級(jí)閉鎖信號(hào)相對(duì)應(yīng)的X級(jí)保護(hù)延時(shí)Tsetx ;然后，所述防越級(jí)保護(hù)模塊i檢測(cè)自身是否在X級(jí)保護(hù)延時(shí)Tsetx時(shí)間內(nèi)接收到來自于相鄰下級(jí)防越級(jí)保護(hù)模塊i_l發(fā)出的閉鎖信號(hào)，如果未接收到，則執(zhí)行S3.5 ;如果接收到，則返回執(zhí)行S3.4;
[0024]S3.5，所述防越級(jí)保護(hù)模塊i判斷故障持續(xù)時(shí)間是否超過X級(jí)保護(hù)延時(shí)Tsetx，如果超過，則執(zhí)行S4跳閘；否則，執(zhí)行S5 ;
[0025]S4，所述防越級(jí)保護(hù)模塊i進(jìn)行就地保護(hù)，控制繼電保護(hù)裝置i即刻跳閘，切除故障線路，并發(fā)出跳閘告警信號(hào)；
[0026]S5，表明在X級(jí)保護(hù)延時(shí)Tsetx內(nèi)故障消除，所述防越級(jí)保護(hù)模塊i向上級(jí)防越級(jí)保護(hù)模塊i+Ι發(fā)送解除閉鎖信號(hào)；
[0027]其中，設(shè)相鄰兩個(gè)防越級(jí)保護(hù)模塊之間傳輸閉鎖信號(hào)的信號(hào)傳輸時(shí)間為ts ;
[0028]各個(gè)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行跳閘動(dòng)作的動(dòng)作時(shí)間均相同，為Λ t ;
[0029]可靠系數(shù)設(shè)置為W，為常數(shù)；
[0030]則:對(duì)于上述的一級(jí)保護(hù)延時(shí)TsetO、二級(jí)保護(hù)延時(shí)Tsetl...(η-1)級(jí)保護(hù)延時(shí)Tset (η-1)，需滿足以下條件:
[0031]TsetOHs ；
[0032]ts+Tsetl+w>TsetO+ Δ t ；
[0033]ts+Tset2+w>Tsetl+ Δ t ；
[0034]…
[0035]ts+Tset (n-1)+w>Tset(n-2)+ Δ t。
[0036]優(yōu)選的，S3.1中，所述供電線路出線側(cè)的輸電信息包括電壓值或電流值；
[0037]判斷所述煤礦供電級(jí)聯(lián)線路是否發(fā)生故障，具體指:判斷所述煤礦供電級(jí)聯(lián)線路是否發(fā)生短路故障或漏電故障。
[0038]優(yōu)選的，當(dāng)所述防越級(jí)保護(hù)模塊i實(shí)時(shí)檢測(cè)所屬供電線路出線側(cè)的電流值，并判斷所述煤礦供電級(jí)聯(lián)線路是否發(fā)生短路故障時(shí)，采用以下方法判別:
[0039]所述防越級(jí)保護(hù)模塊i實(shí)時(shí)檢測(cè)所屬供電線路出線側(cè)的電流值，并判斷當(dāng)前時(shí)刻采樣得到的電流值與前一時(shí)刻采樣得到的電流值之間的突變值是否大于設(shè)定閾值，如果不大于，則直接得出所述煤礦供電級(jí)聯(lián)線路未發(fā)生短路故障；如果大于，則進(jìn)一步對(duì)當(dāng)前時(shí)刻采樣得到的電流值進(jìn)行計(jì)算，得到電流有效值和電流相位