煤礦保護系統(tǒng)越級跳閘的原因分析與解決方案
煤礦供電系統(tǒng)越級跳閘是影響煤礦安全供電的常見事故,導致大范圍停電,延長了故障排除和供電恢復時間,影響煤礦安全和生產。
常規(guī)井下保護配置以速斷過流保護為主保護,每一個小藍色塊代表一個速斷過流保護。當采區(qū)變電所任何一條負荷線出現故障時,都可能跳到上一級變電所開關甚至跳到地面變電所得開關;即”越級跳閘”導致停電范圍擴大。
參考解決方案一:采用光纖差動保護解決饋線故障導致的“越級跳閘”。
光纖差動保護正常運行時退出或因特殊情況(如光纜斷裂等)退出時:恢復傳統(tǒng)保護模式(即投入進線的瞬時短路保護)。
1、光纖縱差保護原理
2、 母線差動保護原理
3、 數字化變電站是該方案實現的重要基礎與保障
“數字化變電站”是以變電站一、二次設備為數字化對象,以高速網絡通信平臺為基礎,通過對數字化信息進行標準化,實現信息共享和互操作,并以網絡數據為基礎,實現數據測量監(jiān)視、控制保護、信息管理等自動化功能的變電站。
應用最新的基于全站網絡數據共享的數字化變電站技術,運用高速光纖通訊將精確同步采樣的井下各高爆的電流、電壓數據上送位于地面控制中心的集成保護測控裝置(保護主機)。保護主機上配置差動保護模塊取代傳統(tǒng)短路保護作為電源進線的主保護,差動保護范圍固定,實現全系統(tǒng)零時限全線速動,另外在采區(qū)變電所各段母線配置母線差動保護和小電流接地選線功能,解決煤礦供電系統(tǒng)廣泛存在的“越級跳閘”問題,大大提高煤礦供電系統(tǒng)的供電可靠性。
系統(tǒng)構成:
礦用智能保護器
礦用隔爆型光傳輸接口
集成保護測控裝置(保護主機)
光纖數字通信網
1、礦用智能保護器:
安裝于井下采區(qū)變電所高壓防爆配電開關內的保護器。
將就地采集到的模擬量、開入量等信息數字化后通過光纖網絡上送給礦用光傳輸接口,接受跳閘命令,實現保護跳閘。
在地面即可完成井下高爆的分、合操作,查閱、修改智能保護器就地保護定值;
光纖網絡通訊正常時該保護功能不啟用,由地面的保護主機實現全系統(tǒng)保護功能;光纖網絡中斷時,保護器自動啟動以下保護功能:
三段式短路保護、反時限過流保護、漏電保護、低壓保護、過壓保護、電纜絕緣監(jiān)視、非電量保護(瓦斯閉鎖,風電閉鎖)等。
參考解決 方案二:采用面保護解決饋線故障導致的“越級跳閘”
各級保護構成區(qū)域保護系統(tǒng),有機配合,實現選擇性跳閘。
分布式區(qū)域保護或稱:面保護
各級保護構成區(qū)域保護系統(tǒng),有機配合,實現選擇性跳閘。
聯絡信號傳遞方式:
1、傳統(tǒng)保護裝置
站內: 硬接線?延遲低于20ms;
站間:XRM-209通信裝置(光纖) ?延遲低于30ms。
2、數字化保護裝置
全網延遲低于30ms;
故障檢測(<25ms) +快速GOOSE傳輸(<4ms)。
區(qū)域保護的優(yōu)勢:
3、徹底消除越級跳閘
斷路器失靈時,上級保護快速跳閘
無需專用保護,母線故障可快速跳閘
常規(guī)井下保護配置以速斷過流保護為主保護,每一個小藍色塊代表一個速斷過流保護。當采區(qū)變電所任何一條負荷線出現故障時,都可能跳到上一級變電所開關甚至跳到地面變電所得開關;即”越級跳閘”導致停電范圍擴大。
參考解決方案一:采用光纖差動保護解決饋線故障導致的“越級跳閘”。
光纖差動保護正常運行時退出或因特殊情況(如光纜斷裂等)退出時:恢復傳統(tǒng)保護模式(即投入進線的瞬時短路保護)。
1、光纖縱差保護原理
2、 母線差動保護原理
3、 數字化變電站是該方案實現的重要基礎與保障
“數字化變電站”是以變電站一、二次設備為數字化對象,以高速網絡通信平臺為基礎,通過對數字化信息進行標準化,實現信息共享和互操作,并以網絡數據為基礎,實現數據測量監(jiān)視、控制保護、信息管理等自動化功能的變電站。
應用最新的基于全站網絡數據共享的數字化變電站技術,運用高速光纖通訊將精確同步采樣的井下各高爆的電流、電壓數據上送位于地面控制中心的集成保護測控裝置(保護主機)。保護主機上配置差動保護模塊取代傳統(tǒng)短路保護作為電源進線的主保護,差動保護范圍固定,實現全系統(tǒng)零時限全線速動,另外在采區(qū)變電所各段母線配置母線差動保護和小電流接地選線功能,解決煤礦供電系統(tǒng)廣泛存在的“越級跳閘”問題,大大提高煤礦供電系統(tǒng)的供電可靠性。
系統(tǒng)構成:
礦用智能保護器
礦用隔爆型光傳輸接口
集成保護測控裝置(保護主機)
光纖數字通信網
1、礦用智能保護器:
安裝于井下采區(qū)變電所高壓防爆配電開關內的保護器。
將就地采集到的模擬量、開入量等信息數字化后通過光纖網絡上送給礦用光傳輸接口,接受跳閘命令,實現保護跳閘。
在地面即可完成井下高爆的分、合操作,查閱、修改智能保護器就地保護定值;
光纖網絡通訊正常時該保護功能不啟用,由地面的保護主機實現全系統(tǒng)保護功能;光纖網絡中斷時,保護器自動啟動以下保護功能:
三段式短路保護、反時限過流保護、漏電保護、低壓保護、過壓保護、電纜絕緣監(jiān)視、非電量保護(瓦斯閉鎖,風電閉鎖)等。
參考解決 方案二:采用面保護解決饋線故障導致的“越級跳閘”
各級保護構成區(qū)域保護系統(tǒng),有機配合,實現選擇性跳閘。
分布式區(qū)域保護或稱:面保護
各級保護構成區(qū)域保護系統(tǒng),有機配合,實現選擇性跳閘。
聯絡信號傳遞方式:
1、傳統(tǒng)保護裝置
站內: 硬接線?延遲低于20ms;
站間:XRM-209通信裝置(光纖) ?延遲低于30ms。
2、數字化保護裝置
全網延遲低于30ms;
故障檢測(<25ms) +快速GOOSE傳輸(<4ms)。
區(qū)域保護的優(yōu)勢:
3、徹底消除越級跳閘
斷路器失靈時,上級保護快速跳閘
無需專用保護,母線故障可快速跳閘
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