煤矿防越级跳闸XXXX813.pptx
煤矿供电防越级跳闸保护系统
煤矿供电防越级跳闸保护系统随着煤炭的逐步开采，煤矿供电已成为保障矿井正常运行的重要措施之一。
然而，煤矿供电系统也面临着安全隐患，其中最为常见的就是越级跳闸现象，这种现象往往会导致煤矿的停电，影响安全生产。
为了解决这个问题，各地的煤矿已经采用了不同的保护系统，其中最为常见的就是煤矿供电防越级跳闸保护系统。
煤矿供电防越级跳闸保护系统是一种针对煤矿供电系统设计的保护系统，其主要功能是在遇到过电压或过电流时，能够及时地切断电源，避免电力设备的损坏，同时避免煤矿停电，保障煤矿的正常生产。
此外，煤矿供电防越级跳闸保护系统还可以抑制设备电压和电流的波动，降低电气设备的损坏率，提高设备的使用寿命，大大降低煤矿生产成本。
煤矿供电防越级跳闸保护系统一般包括以下几个方面：电力传感器、采集器、控制中心和保护机。
电力传感器广泛应用在电力系统中，其作用是检测电力系统中的电压和电流值，并将其转换为与之相匹配的电信号。
采集器是连接传感器和控制中心的桥梁，它可以将采集到的数据传输到控制中心。
控制中心主要运用电子技术和硬件系统，将采集到的数据进行处理并分析其稳定性，提供电力系统的监测和保护。
保护机是煤矿供电防越级跳闸保护系统的核心部分，通常采用数字信号处理器和控制单元芯片，它能够根据采集到的数据进行分析并进行控制操作，否则就会对电力系统进行保护。
在煤矿供电防越级跳闸保护系统的设计过程中，需要考虑如何提高系统的安全性和可靠性。
一方面要提高系统的智能化和自动化，通过数字信号处理器、控制单元芯片、人机界面和网络通讯等技术手段，不断提高保护机的性能和控制能力，提高煤矿供电系统的可靠性和自动化水平。
另一方面，还需要精心设计系统的硬件组件和软件程序，充分考虑系统的可靠性和优化性能。
总的来说，煤矿供电防越级跳闸保护系统是煤矿保障生产安全和提高生产效率的重要手段。
通过采用前沿的技术手段，完善保护体系，提高系统的自动化水平和可靠性，煤矿供电防越级跳闸保护系统能够有效解决越级跳闸问题，保障煤矿的正常生产，进一步确保了安全生产的目标。
浅析煤矿防越级跳闸系统
化 的 矿 井生 产 理 念 。
保护性功 能。为了弥补这一不足 ，越级跳闸 系 状 况，简化 系统 的管理 过程 ，提 高运行效率。
统采用 Ｉ Ｅ Ｃ１ ５ ８ ８的 ＧＯＯＳ Ｅ技术 不仅实现 了对 随着 科学 信息 技术 的快 速 发展 ，为 了保 采用煤矿 井下电网综合 自动化方 案。从 而，解 测控设 备快 速信息交换线路的保护 ，同时 ，也 护 、监视、控制井下供 电系统 ，越级跳 闸系统 会通过 下级 变电站的保护功能或馈出线保护功
Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ・ 电力电子
浅析 煤矿 防越级跳闸系统
文／ 孟 建
越级跳闸系统准确的判断线路故 障位置 ，本 装 在 矿 井供 电 系统 中，经常 会 出现短 路和 单相 接地 故 障，产 生 越 级 跳 闸 ，造 成 大 面 积 停 电 ，严 重影 响矿 井安全 生产和人身安全 。 建设 可 靠、稳 定 的防越 级跳 闸供 电系统是 煤矿 建设 中关键要 素之 本文 就越 级跳 闸问题展 开研 究和 分析 。首 先分析 了防越 级跳 闸的原理 ，进 而对跳 闸解 决方案
中 国矿 业 大学 出版 社 ， ２ ０ １ ２ ．
【 ３ 】 陈奎 ， 张丽 ， 孙 常青 ． 煤 矿 高压 防爆 开
关 综 合 保 护 新 技 术 … ．电 力 系统 控 制 与
２彻底解决越级跳闸方案
目前 ，地面 中心 变 电站 采用 的出 线速 断 起到保护系统和设备的作用 ，但不足 的是 由于
煤矿 智能 供 电一体 化监 控 系统在 实现 提
高供 电可靠性的 同时，在 实现电力监控的基础 上结合实际情况开 发了大量 的实 用化 功能 ，如
煤矿保护系统越级跳闸
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参考解决 方案二 采用面保护解决馈线故障导致的“越级跳闸”
各级保护构成区域保护系统，有机配合，实现选择性跳闸
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煤炭专用型微机保护
分布式区域保护 或称：面保护
各级保护构成区域保 护系统，有机配合。 实现选择性跳闸
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例：
t2=20ms
联络信号
煤矿保护系统越级跳闸的 原因分析与解决方案
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主要内容
1.目前煤矿井下存在的越级跳闸问题 2 越级跳闸的危害 3 越级跳闸的原因分析 4 越级跳闸的解决方案
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一 越级跳闸 危害
越级跳闸是影响煤矿安全供电的常见事故
➢导致大范围停电
➢延长了故障排除和供电恢复时间
➢影响煤矿安全和生产
t0：故障产生
t2：上级保护闭锁
t1：发出闭锁信号 t3：跳闸
XRM-209
XRL-260 进线
XRL-260 50 出线5
XRL-260 出线6
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区域保护的优势
彻底消除越级跳闸 断路器失灵时，上级保护快速跳闸 无需专用保护，母线故障可快速跳闸
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越级跳闸解决方案
例：
t2=20ms
XRM-209
XRL-260 线路3
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光纤
t0=0
联络信号
XRM-209 t1=10ms
XRL-260 进线
XRL-260 分段
t2=20ms
t2=20ms
t3=50ms t1=10ms
XRL-260
50 线路4
煤矿防越级跳闸系统及数字化变电站培训课件PPT(共-42张)
第七讲:煤矿防越级跳闸系统及数字化变电站一、煤矿越级跳闸问题分析二、常规微机保护构造的防越级跳闸系统三、数字化变电站四、数字化变电站构造的防越级跳闸系统1、短路越级跳闸0煤矿高压供电存在如下特点：口短线路较多-有的下井线路仅有100-50。
米；■采区变到配电点仅有50-500米口下井线路经过的开关级数多■地面-井下中央-采区-配电点口电力系统给定的速断定时限短（1-2秒）口井下高压开关一般均装设速断保护口井下高压开关一般均装设有低电压保护0整定方法不合理口速断保护按躲过最大负荷电流整定，比按短路电流整定得到的值要小得多，发生短路后沿线保护均启动，跳闸取决于开关的机械特性。
Limin'0短线路造成保护定值无法区分口短线路短路电流的变化平缓，始末端短路电流差值小，按躲过线路末端最大短路电流整定，一般保护灵敏度＜1。
口电力系统规程建议在灵敏度小于1的情况下不适宜装设电流速断保护，但是煤炭规程规定井下必须装设速断保护，不准甩掉不用。
口此时一般按同一灵敏系数法整定，造成线路在最小运行方式下有保护范围，然而在最大运行方式下可能发生越级跳闸。
0解决方法口在短线路增设限流电抗器，注意端电压、井下条件限制。
口改变保护原理：差动保护0短线路造成保护定值无法区分0系统的运行方式差异较大口系统运行方式差异较大，按躲过线路末端最大短路电流整定，一般保护灵敏度＜1。
口电力系统规程建议在灵敏度小于1的情况下不适宜装设电流速断保护，但是煤炭规程规定井下必须装设速断保护，不准甩掉不用。
口此时一般按同一灵敏系数法整定，造成线路在最小运行方式下有保护范围，然而在最大运行方式下可能发生越级跳闸。
0解决方法口电力自动化系统：随运行方式切换保护定值口改变保护原理：差动保护0系统的运行方式差异较大12.086.19地面井下中央採采区4.273.150短路电流过大口短路电流超出了保护装置短路电流的最大保护范围（现在井下高压综保一般为io倍），如线路末端母线的最大三相短路电流为3340A,而线路的CT的变比为200/5,也就是保护的最大电流只能选取2000A。
防越级跳闸原因分析
煤矿供电系统越级跳闸原因分析及对策（提纲）煤矿供电的特点：煤矿井下供电的特点是：大部分重负荷集中在线路末端，采用多级供电形式；供电电缆短，短路电流大；大型设备驱动频繁，驱动电流大，时间长，电压质量低；保护动作级差小，过流保护电流和时间级差无法配合，越级跳闸时，停电范围增大，影响保安负荷工作等。
同时系统谐波随整流及自动化设备的增多出现设备实际容量变小启动电流加大的趋势越来越显现；保护整定时应使保安负荷受系统波动影响最小。
，随工作面的移动，供电变电站移动频繁，越级跳闸原因分析1、级数多，线路短，时间电流电流整定配合困难困难2、CT容量小超过10%误差系数，上级达到整定值，下级达不到，误动或拒动电磁式的电流互感器，由于铁心磁特性的非线性，所以，一次电流与二次电流不完全是线性关系，在铁心磁特性的线性段，一次电流与二次电流近似为线性关系，当进入铁心非线性段，由于铁心饱和，励磁电流巨增，造成二次电流有很大的误差。
为保证继电保护工作的可靠性，特制定10%误差曲线，即在一定的二次负载z2下，当电流的比值误差为10%时，一次电流倍数n与二次负载z2的关系曲线。
在选择电流互感器时，一般按外部最大穿越性短路电流倍数时，二次负载应满足10%误差曲线的要求，在满足要求的前提下，显然一次电流倍数尽可能大一些，即大者为好。
P和T级电流互感器是电流互感器的统称，不应与具体电流互感器的型号想相混淆。
3、系统阻抗误差大，上级供电部门处于本部门安全运行考虑一般报的都小。
4、开关固有动作时间不等（经测试80ms-310ms不等），使多级供电系统时间配合误差大5、随自动化程度提高，整流设备增多，系统谐波增大，对自动化保护装置影响较大防越级跳闸原因分析和对策1）整定目的：某一段时间内整定值相对稳定合理，保证电力系统正常运行。
2)影响过流保护设置与整定的因素：1、小区域负荷中心移动快。
2、系统阻抗不断变化：系统运行方式变化、大发电机组停运及投切、大负荷投切、功角变化、潮流分布、系统频率变化等引起作为终端变电站以前系统阻抗不断变化；供电部门为保证自身供电系统安全运行二隐瞒报大系统阻抗。
煤矿供电系统防越级跳闸技术应用
煤矿供电系统防越级跳闸技术应用随着我国经济的快速发展，煤炭等传统能源依然是煤炭企业的核心生产资源，而煤矿供电系统的设立，正是为了安全稳定的向生产过程提供电力支持。
然而，随着电力负荷的快速增加，供电系统也逐渐暴露出越级跳闸的问题，这种现象对煤炭企业安全稳定的生产以及电力系统可靠性带来了极大的威胁。
因此，如何在煤矿供电系统中防止越级跳闸成为了利益相关者所关注的课题之一。
在煤矿供电系统中，越级跳闸指的是隶属于下级电压等级的开关发生故障或开关保护装置误动作，导致上级电压等级的开关跳闸。
如此一来，上级电压等级的整个分支线路都将停电，从而造成生产系统的停顿、设备的损坏以及安全事故的发生，导致严重的生产和经济损失。
为了防止煤矿供电系统中的越级跳闸，可以通过以下几方面的措施来实现：一、合理规划供电系统煤矿供电系统的规划应该以实际需求为基础，并明确各个电压等级之间的联系和配合，避免因为供电线路和设备的复杂性而引起的电力负载过载和无法得到及时的维护，从而产生越级跳闸的现象。
二、加强设备维护定期维护各开关变压器等电力设备，防止因设备操作不当或人为因素导致其损坏，确保设备的正常运转和工作安全，并及时清除设备积尘，保证设备正常通风。
三、优化保护装置在对煤矿供电系统进行保护装置的优化中，应首先考虑主副母线保护装置，增强其抗异常状况的能力。
其次，应该加强对断路器和刀闸双重保护的控制策略，及时排除断路器的误操作和保护装置的误动作。
此外，还可以通过合理的配电单元配置和定期的保护装置调试来实现保护装置的优化。
四、灵活的平衡供电负荷越级跳闸的核心问题是供电负荷的过载，为了避免负荷过载而引起的越级跳闸，可以通过平衡负荷的方式来进行解决。
如对重要设备以及生产线的负荷进行优化调整，降低电力系统负荷波动，从而平衡供电负荷，减少越级跳闸的发生。
五、完善的备用供电系统针对供电系统的不稳定因素和异常情况，煤矿企业可采用多元化的备用供电手段，如UPS、蒸汽和柴油发电机组等，来确保系统的正常运转和设备的电力支持，避免因主电源故障而带来的停产、损伤和人员伤亡等风险。
煤矿供电系统防越级跳闸技术应用
煤矿供电系统防越级跳闸技术应用煤矿作为我国能源重要的组成部分，其供电系统的安全和稳定性至关重要。
煤矿供电系统一旦发生越级跳闸等问题，将严重影响煤矿生产和运行，因此煤矿供电系统防越级跳闸技术的应用显得尤为重要。
煤矿供电系统的特点在于工作环境条件恶劣，电力负荷大，电网复杂等，这些因素都增加了煤矿供电系统发生越级跳闸的风险。
而一旦发生越级跳闸，将导致煤矿设备停机、生产受阻、安全隐患增加等问题。
煤矿供电系统应用防越级跳闸技术是十分必要的。
煤矿供电系统的防越级跳闸技术应用需要考虑到煤矿供电系统的特点，综合考虑供电系统的各种因素，包括负荷变化、电网状况、设备状态等。
针对煤矿供电系统的这些特点，煤矿供电系统防越级跳闸技术应用需要结合现代化的电力技术手段，如智能化监控系统、智能保护装置等，实现供电系统的智能化、自动化管理。
在具体技术应用上，煤矿供电系统防越级跳闸技术主要包括以下方面：一、智能化监控系统智能化监控系统是指在煤矿供电系统中设置智能化监控设备，实现对供电系统运行状态的实时监测、分析和预警。
通过智能化监控系统，可以对供电系统各部分的运行状况进行全面监测，及时掌握电力设备的运行状态，提前预警系统可能出现的问题。
这样可以及时采取措施，避免因故障导致的越级跳闸等问题的发生。
二、智能保护装置智能保护装置是指采用智能终端设备与智能保护装置相结合，实现对供电系统的智能保护。
智能保护装置能够实现对供电系统各个环节的智能保护，具有低压单相接地故障、低压短路故障、煤矿供电系统接地故障等故障的自动检测、判断和处理能力。
一旦发生故障，智能保护装置可以立即进行保护动作，及时切除故障区域，避免故障扩大影响整个供电系统，从而减少越级跳闸的发生。
煤矿供电系统防越级跳闸技术应用十分重要。
通过智能化监控系统、智能保护装置和智能化控制系统等现代化的电力技术手段的应用，可以有效地提高煤矿供电系统的安全性和稳定性，避免因越级跳闸导致的生产事故和生产停滞等问题的发生。
煤矿供电系统防越级跳闸技术应用
煤矿供电系统防越级跳闸技术应用煤矿供电系统是煤矿生产的重要基础设施之一，负责为矿井提供电能。
在煤矿生产中，供电系统的可靠性和稳定性至关重要，一旦出现跳闸现象，将严重影响矿井的正常生产。
煤矿供电系统常常面临着供电能力不足的问题，这主要是由于矿井电力负荷的不稳定性造成的。
在矿井生产过程中，一般会有多台电动机同时启动，这将导致瞬时负荷迅速增加，超过供电系统的供电能力。
为了防止供电系统因负荷过大而跳闸，应用防越级跳闸技术成为了煤矿供电系统的重要措施。
防越级跳闸技术主要是通过调整电力系统的操作逻辑和控制策略，实现对电动机启停过程中的电力负荷进行有效管理和控制，从而使得供电系统能够稳定运行，避免因负荷过大而跳闸。
防越级跳闸技术可以通过合理设置起动时间间隔来控制电动机同时启动的数量。
在电动机的启动过程中，可以设置不同的延时启动时间，使得电动机能够分批启动，避免了同时启动造成的瞬时负荷过大。
通过合理设置启动时间间隔，可以有效减小供电系统的负荷峰值，提高供电系统的供电能力。
在电动机启停过程中，可以采用智能电流限制技术，限制电动机的启动电流。
通过设置合适的电流限制值，可以有效控制电动机的启动瞬时电流，避免电动机启动时电流过大而引起跳闸。
智能电流限制技术可以根据电动机的工作状态实时调整电流限制值，使得电动机在启动过程中的电流始终保持在安全范围内。
防越级跳闸技术还可以利用先进的电力控制设备和技术，实现对电动机负荷的精确测量和动态调节。
通过实时监测电动机的负荷水平，可以根据负荷的变化实时调整供电系统的电力输出，保证供电系统能够满足矿井的电能需求。
通过精确测量和动态调节电动机负荷，可以避免矿井负荷突变对供电系统造成的冲击，提高供电系统的稳定性和可靠性。
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采区1＃变电所I段母线和N3采区2＃变电所I段母线全部停电。
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数字化变电站系统概述
“数字化变电站”是以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网 络通信平台为基础，通过对数字化信息进行标准化，实现信息共享和互操 作，并以网络数据为基础，实现数据测量监视、控制保护、信息管理等自 动化功能的变电站。 “数字化变电站”具有以下优势：
基于最新超大规模FPGA和多DSP内核并行处理技术 ，研发 了计算能力相当于100余台微机保护装置的保护主机。在 常村矿示范系统中，单台即实现了8条线路光差，50条线 路的保护和测控运算。
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光纤纵差保护软件
1）保护动作速度快，平均动作速度小于25ms，大大小 于36ms的科技立项目标。
便的拷贝、下载定值。
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矿用智能保护器就地保护功能
矿用智能保护器能具有保护功能，光纤网络通讯正常时该保护功 能不启用，由地面的保护主机实现全系统保护功能；光纤网络中断时， 矿用智能保护器自动启动以下保护功能： 三段式电流保护：速断、限时速断、定时过流 反时限过流保护 二段零序电流保护（漏电） 三段式低电压保护 三段式过电压保护 零序过电压保护 负序过流保护 电缆绝缘监视。 非电量保护（瓦斯闭锁，风电闭锁）
断保护的保护范围是N3采区2＃变电所2＃负荷馈出线。
由于线路较短，N3采区2＃变电所2＃负荷馈出线靠近母线处故障时的
故障电流和N3采区1＃变电所2＃高开出线故障时的故障电流基本相同，这导
致速断保护定值难以整定，往往导致N3采区2＃变电所2＃负荷馈出线故障时，
N3采区2＃变电所2#高开、705保护动作，即“越级跳闸”，导致整个N3
完全解决煤矿供电系统广泛存在的越级跳闸的问题， 提高煤矿供电系统的供电可靠性。
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矿用智能保护器(一)
安装于井下采区变电所高压防爆配电开关内的矿用智
能保护器将就地采集到的模拟量、开入量等信息数字化后
通过光纤网络上送给矿用光通讯接口，接受跳闸命令，实
现保护跳闸。
矿用智能保护器由PT（100V）供电，并且配备储能电
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目前厂矿企业、煤矿井下存在的越级跳闸问题
供电系统复杂，线路短，存在3端线路，线路保护电流定 值难以整定，尤其是煤矿井下存在多级采区变电站级联的 情况，也不能通过增加时间级差实现各级线路保护的整定 配合，线路故障时极易出现越级跳闸，导致大面积停电， 严重影响安全生产。
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越级跳闸原因分析
每台矿用光通讯接口有：
• 两对上行单模光纤以太网口（一对和集成保护测控装置通讯、 一对和集成电度计量装置通讯）
• 一芯和GPS时钟服务器对时的单模光口、 • 一对和其他矿用网络接入器同步的单模光口。
矿用光通讯接口安装于井下采区变电所内，通过矿用阻 燃光缆和矿用智能保护器通讯。
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集成保护测控பைடு நூலகம்置（保护主机）
解决煤矿供电系统广泛存在的“越级跳闸”问题，大大提高了煤矿供
电系统的供电可靠性。
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线路差动原理
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母线差动原理
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煤矿6KV供电防越级跳闸数字化保护系统
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煤矿6KV供电防越级跳闸数字化保护系统成果展示
最新研究成果： 1、光纤通讯的矿用智能保护器 2、低功耗矿用隔爆型光通讯接口 3、功能强大的集成保护测控装置（保护主机） 4、基于实时嵌入式操作系统的保护系统软件 （含光纤纵差保护软件） 5、基于实时嵌入式操作系统的电度计量软件 6、新型大容量点对点光纤数字通信网
常规系统以速断过流保护为主保护，每一个小蓝色块代表一个速断过流
保护。由于无时间级差，导致速断保护必须保护线路全长，705＃线速断保
护的保护范围是705＃开关到N3采区1＃变电所1＃进线高开之间的线路；
N3采区1＃变电所2＃高开速断保护的保护范围是N3采区1＃变电所2＃
高开到N3采区2＃变电所1＃高开之间的线路，N3采区2＃变电所2＃高开速
容，在失去工作电源的情况下能继续工作，确保失压保护
可靠动作。
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矿用智能保护器（二）
就地实现测控功能，并能在地面的保护主机实现遥测、
遥信、遥控及防误操作等，遥测、遥信数据实时刷新，在
地面即可完成井下高爆的分、合操作，成功率100%。
在地面保护主机上即可查阅、修改矿用智能保护器就
地保护定值；保护定值采用标准文件输出，能使用U盘方
➢ 采用IEC61850标准，实现互操作；
➢ 全站同步采样、数据共享大大简化了现场接线，使实现以整个变电站为考 虑对象的保护控制等功能成为可能。
➢ 二次设备网络化，通信网络取代复杂的控制电缆，消除了电缆带来的电磁 兼容等问题；
➢ 采用电子式互感器，消除了电流互感器二次开路及饱和、电压互感器二次 短路及铁磁谐振现象，具有低功耗、安全环保等功能；
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数字化变电站特殊应用 --煤矿6KV供电防越级跳闸数字化保护系统
应用最新的基于全站网络数据共享的数字化变电站技术，运用高
速光纤通讯和纳秒级同步采样专利技术，将精确同步采样的井下各高
爆的电流、电压数据上送位于地面控制中心的保护主机。
保护主机上配置差动保护模块取代传统过流速断保护作为线路的
主保护，差动保护范围固定，实现全系统零时限全线速动，从而彻底
煤矿6KV供电防越级跳闸 数字化保护系统介绍
南京磐能电力科技股份公司 2010年8月
内容概括
1.目前厂矿企业、煤矿井下存在的越级跳闸问题 2.越级跳闸原因分析 3.数字化变电站系统概述 4.煤矿6KV供电防越级跳闸数字化保护系统 5.煤矿6KV供电防越级跳闸数字化保护系统成果展示 6.与传统常规保护的对比 7.煤矿6KV供电防越级跳闸数字化保护系统应用方案（一） 8.煤矿6KV供电防越级跳闸数字化保护系统应用方案（二） 9.常村矿示范系统 10.主要业绩
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矿用光通讯接口（一）
将来自矿用智能保护器的数据合并打包后通过光缆送
往地面控制中心的集成保护测控装置，接受集成保护测控
装置下发的控制命令并转发给相应的矿用智能保护器。
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矿用光通讯接口（二）
矿用光通讯接口工作电源由采区变电站所变提供（127V 交流），配备储能电容盒，在失去工作电源的情况下能 继续工作。