煤矿供电系统防越级跳闸技术应用探讨论文_赵洁

煤矿供电系统防越级跳闸技术应用探讨论文_赵洁

(陕西陕煤黄陵矿业有限公司机电公司 陕西黄陵 727306)

摘要:针对防越级跳闸技术的应用,做了简单的论述。煤矿供电系统运行期间,受到地理因素和技术因素等的影响,极易出现越级跳闸问题,增加了安全隐患,极易出现大面积停电故障和电缆着火事故等。基于此,深度分析此课题,提出有效的防越级跳闸技术措施,有着重要的意义。

关键词:防越级跳闸技术;煤矿;供电系统

煤矿开采工作较为危险,若想保证开采作业的安全,必须要做好供电系统的运行性能把控,保证其安全性以及稳定性。一般来说,煤矿开采作业是在井下开展,存在的各类机械设备,加之空气不流通等,都会影响电缆的正常使用,极易发生电气设备以及电缆短路的情况,进而引发越级跳闸,影响着煤矿作业的安全开展,威胁着人员的生命安全,因此要做好把控。

1 煤矿供电系统越级跳闸分析

从煤矿供电系统运行实际来说,若发生多级开关同时跳闸的情况,极易引发大面积停电,影响着煤矿生产以及安全。基于此,煤矿企业不断加大对如何杜绝越级跳闸问题的研究,力求解决供电监控系统运行的安全问题。从越级跳闸产生的原因角度来说,具体如下:1)整定方式不合理;2)线路短;3)阻抗值小;4)谐波和电磁干扰多等。现有的防越级跳闸方案,应用优势和缺陷不同,需要结合煤矿供电系统的实际情况,综合分析选择合适的防护措施。

2 煤矿供电系统防越级跳闸技术类型

2.1 通讯保护技术

在煤矿开采作业的地面,布置一个监控主机;选择矿井内部,布置智能保护器,将其和开关智能保护器相互连接,实现对智能保护器的监控,掌握整个供电系统上所有开关的基本信息。若某个开关智能保护器参数产生误差,主机能够自动和正常开关的定值对比分析,判断短路线路所处的位置,采取处理措施,发出控制指令,控制短路线路上级开关动作,以免出现越级跳闸情况。在实际应用中,能够实现对开采设备的自动化控制。通常来说,启动速断跳闸需一定时间,在20ms左右;地面监控主机需要花费40ms-120ms的时间,完成信息接收、分析以及发送。在应用通讯保护技术时,要使用特殊的保护器,实现地面通讯。

2.2 光纤纵差保护技术

在煤矿供电系统中,应用的光纤纵差保护器,具有保护纵差的功能。若光纤通信故障,能够立即投入电流速断保护。此装置的运行,由信号输入端负责传输下级开关的纵差保护输出信号,发送给上级开关,进行技术案以及分析,确定上下级开关的电流差。若电流值相同,则电流差为0,上下线开关线路正常。若出现短路的情况,则上级开关电流值要大。利用设置在上级开关中的保护器装置,计算电流差值,进而控制上级开关,快速切断线路。若故障线路上的上级开关,其出现故障进而无法动作,那么开关保护器装置的定时限过流也会产生延迟,当达到设定的延时时间后,上级开关能够自动跳闸,快速切断短路电路。引用光纤纵差保护技术,开展越级跳闸防护,若光纤纵差联络故障,则故障电路能够自动被切断,若复合线和母线故障,则会存在时间延迟,当延迟过后,也能够解决系统跳闸问题,促使煤矿供电系统稳定运行。

2.3 防越级跳闸保护技术

基于数字化变电站技术,研发的煤矿供电系统防越级跳闸保护系统,通过大容量处理,运用秒级同步采样技术,取代传统速断过流保护,选择保护线路时,利用高速光纤通信网,能够实现故障的精准预测,对漏电保护进行集中选线,控制越级跳闸故障的发生。具体应用时,若开展系统升级,通过将新设备和通信网相互连接,便能够实现。煤矿供电系统防越级跳闸保护系统中,设置的保护器装置,为煤矿专业专用设备,被布置在配电所高压防爆配电开关中,能够实现开入量以及模拟量等的数字化处理。接着,利用传输接口,把信号传送到集成保护测控主机,再发出跳闸控制指令。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆煤矿供电系统防越级跳闸保护系统中,引用了数字化变电站技术,极大程度上控制了越级跳闸问题,实现双重配置,保护性能较好,而且动作区域固定,所以无需时间级差配合,各个点内轻易不会出现跳闸情况。使用时,若开关突然失灵,通过开启上级后备保护,切断下级故障,能够避免越级跳闸故障的发生。

3 煤矿供电系统防越级跳闸技术的应用实例分析

3.1 案例概述

以某煤矿35kV变电所6kV柜馈出线路为例,布置了三段式过电流保护,Ⅰ段是零时限速断保护,整定值依据躲过供电线路末端最大短路电流进行计算。Ⅱ是定时限速断保护,能够保护整合线路,整定值依据供电线路末端的两相最小短路电流,进行灵敏系数校验,达到保护要求。按照相关要求,整定动作时,要小于6kV进线总开关,避免总开关出现越级跳闸情况,引发大面积停电事故。Ⅲ段是过电流保护,整定延时比较长,按照都开最大负荷电流,确定整定值,用作本级保护的后备或者远后备保护;或者用于下级保护的后备或者远后备保护,借助动作时限完成配合。该煤矿的井下变电站,所有高压馈出线路,都布置了两段式过流保护。因为生产需求和安全要求较高,加之供电系统结构特殊,而且供电级数多,速断延时过长难以配合,因此只采取零食限速断保护,采用过电流保护作为后备保护。其中,零食限速断电流保护,是馈线或设备的主保护,保护范围为整个线路,重点保护“越级跳闸”。井下高低压配电装置,都设置了欠压释放线圈。当某台分开关负荷侧靠近短路时,极易造成此段母线瞬时失压,使得此段母线系统上设置的其他开关欠压线圈动作,产生误跳闸或者越级跳闸,出现大面积停电情况,威胁着矿井正常生产以及安全[1]。

3.2 供电系统防越级跳闸方案

结合此煤矿井下变电所实际情况,采取了以下技术方案:1)引用网络智能继电保护技术。使用的智能保护装置,能够实现短路闭锁功能,突破了传统继电保护的限制,采用实时通信技术,借助矿井千兆高速光纤环网,上下级保护装置间,利用交换机,实现信息交换,运用保护互锁功能,实现故障线路选择性跳闸,通过校准可靠动作,避免出现越级跳闸故障。如果故障线路开关拒动,驱动后备保护,距离最近的上级开关自动跳闸,完成故障切除。设计的防越级跳闸系统可以自我诊断,当系统运行出现故障,能够自动监测和定位故障,及时发布警报,提示相关人员进行处理,保证系统可以处于最佳状态。2)失压延时保护技术。一般来说,智能保护装置使用的不间断后备电源为专用的设备,不过为了能够保护开关停电后可以安全运行,通过在压配电装置内设置一个独立的阻容储能装置,并且设置保护内部接点,实现欠压释放线圈带电时间的把控,使得失压保护动作时间可以达到系统需求,进而避免失压保护先跳闸,进而保护短路保护的选择性,供电系统保护按照顺序动作。从煤矿供电系统实际出发,为了能够降低投资成本,提高通信通道的传输速率,增强保护装置速动性,延用现行电流保护方式,采取两种数据信息传输方式。其一,变电所内部,若保护装置相距较近,则采取煤矿专用屏蔽双绞线硬导线方式连接。其二,若各个变电所设置的保护装置距离比较远,则利用以太网,利用通信通道,连接保护装置,构建信号关联,构成闭锁控制保护系统[2]。

4 结束语:

文中所举案例中,采用了常用的煤矿供电系统防越级跳闸技术,经过实践验证,有着不错的应用效果。因为煤矿供电系统情况不同,因此要结合具体情况,合理设置防越级跳闸保护系统。

参考文献:

[1]王光生,韩刚,蔡圣茂,闫东,阎福勇,刘祥勇.南屯煤矿供电系统防越级跳闸技术的研究及应用[J].煤矿机电,2018(02):54-57.

[2]姚福强,柏猛,杜兆文.GOOSE信号闭锁在煤矿供电系统防越级跳闸中的应用[J].电力系统及其自动化学报,2016,28(07):37-41.

作者简介:

赵洁,女,1985年6月生,陕西大荔人,2008年7月毕业于西安科技大学电气工程及其自动化专业,本科,现工作于陕西陕煤黄陵矿业有限公司机电公司,中级职称,任技术员一职,从事矿井供电管理工作。

论文作者:赵洁

论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期

论文发表时间:2018/10/17

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