煤矿供电防越级跳闸保护系统的应用研究
煤矿供电防越级跳闸保护系统应用
煤矿供电防越级跳闸保护系统应用【摘要】与目前煤矿供电网络常用的三种防越级跳闸技术方式相比，基于纵联差动保护的防越级跳闸技术，是一种相对成熟且操作简单的技术方式。
特点在于，这项技术可根据不同煤矿的生产规模、生产能力、生产水平，做出适当调整。
在发生煤矿供电网故障时，第一时间排除故障，保障了煤矿供电系统的安全性、稳定性，为企业安全生产、有序管理提供了有力的保障，具有显著的经济效益和社会效益。
【关键词】煤矿；供电；防越级跳闸；保护应用1. 导言本文了分析了煤矿井下供电广泛存在的“越级跳闸”问题和防越级跳闸保护系统；介绍防越级跳闸保护系统主要构成部分及其所具有的独特优势，并结合某煤矿井下供电系统的实际情况进行了该煤矿供电防越级跳闸保护系统的方案设计，能够有效地避免越级跳闸的发生。
2. 原因分析矿井电网存在“越级跳闸”的原因煤矿井下巷道狭窄，空气潮湿，在此环境下使用的电器设备、供电电缆和电缆接头容易发生漏电和短路事故。
目前，我国煤炭企业电网多为多级辐射状的供电模式，其特点为供电线路短，延伸级数多，不同级别的短路电流很接近，一旦线路某处短路，短路电流可达数千安到上万安，短路点上面的各级开关都满足电流速断保护跳闸条件，当上级开关跳闸灵敏度高时上级开关跳闸，造成越级跳闸，甚至会直接造成地面变电站开关越级跳闸，特别是35 k V系统，造成全矿井停电的恶性事故，甚至会出现主扇停风事故。
传统的三段式过电流保护无法兼顾保护动作快速性和选择性的要求，当井下供电系统发生故障时，普遍存在“越级跳闸”现象，造成恢复供电时间延长，直接影响井下的安全生产。
在煤矿供电电网中，造成越级跳闸的主要原因主要有以下几种：1）短路保护难以整定。
井下供电线路短、多级变电所级联导致拓扑结构复杂，短线路零秒的速断保护无保护区，在线路末端发生短路故障时，其上级开关及上几级开关感受的短路电流几乎差不多，各级开关的零秒速断保护无选择性跳闸而造成越级跳闸；井下供电系统没有时间级差，过流保护整定困难，在发生短路故障时，极易出现越级跳闸的情况。
电力监控及防越级跳闸系统在煤矿供电系统中的应用
电力电子• Power Electronics228 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】煤矿 供电系统 电力监控及防越级跳闸系统供电系统在煤矿生产过程中发挥着非常重要的作用，确保供电系统安全运行，是实现煤矿安全生产的重要前提与保障。
但由于受到诸多原因的影响，而导致供电系统出现越级跳闸的问题。
煤矿供电系统中，所谓的越级跳闸指的是，供电系统出现故障问题后，负责该级供电线路的开关没有及时跳闸停电，而是其上一级开关出现跳闸动作。
越级跳闸会造成大面积停电，影响煤矿正常生产，因此，应积极采取预防性策略，尽量避免越级跳闸问题的出现。
1 越级跳闸问题的发生机理1.1 供电线路相对较短在煤矿中，尤其是矿井中，所使用的供电线路多是在1~3千米的范围内，这样较短的供电线路，可以有效降低线路上电流值的偏差。
因此，供电线路故障发生之后，不可根据电流值大小，来对故障的具体位置进行判断，只能通过逐级延时跳闸来对开关进行整定。
但是，若是供电线路的等级过多，则容易导致上级设定时间到达上限的时长与下级设定时间几乎一致，从而使得供电系统故障问题出现后，容易出现越级跳闸的问题。
1.2 开关控制电源缺少专用电源在煤矿矿井中，多针对防爆开关设置了相应的保护装置，但其电源多是由供电线路所提供，一旦供电系统出现故障问题，便会影响供电线路的稳定性。
例如，供电系统短路后，供电线路的电流便会迅速上升、电压迅速降低，而由于防爆开关保护装置的电源来自于供电线路，导致保护装置电源出现故障，容易误动作，进而导致越级跳闸问题的出现。
1.3 失压保护目前，对防爆开关，多是利用失压脱扣器实施失压保护。
而对于失压脱扣器来说，其动作状态在很大程度上受到电压的影响。
供电系统短路之后，供电电压会有所下降，容易导致失压脱扣器出现误动作的问题，造成各级开电力监控及防越级跳闸系统在煤矿供电系统中的应用文/马晓辉关无序跳闸。
煤矿井下供电系统越级跳闸原因及解决措施研究
煤矿井下供电系统越级跳闸原因及解决措施研究发表时间：2018-06-19T10:46:40.000Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：李文琪[导读] 摘要：文章分析煤矿井下供电系统出现越级跳闸问题的原因，针对这些问题提出相应的防止越级跳闸的措施，并以煤矿井下低压隔爆开关越级跳闸的原因和分析为例进行具体解决方法的介绍，供同行参考。
（神华神东煤炭集团有限责任公司寸草塔二矿掘锚一队内蒙古自治区鄂尔多斯市 017209）摘要：文章分析煤矿井下供电系统出现越级跳闸问题的原因，针对这些问题提出相应的防止越级跳闸的措施，并以煤矿井下低压隔爆开关越级跳闸的原因和分析为例进行具体解决方法的介绍，供同行参考。
关键词：煤矿；井下供电系统；越级跳闸1引言在煤矿井下的生产作业中，其供电系统不仅起到满足井下作业设备以及照明系统等用电负荷的用电要求，而且确保井下生产所需的监控系统和保护设备的正常作用，保证井下工作人员的生命安全。
但是由于煤矿井下供电系统较为复杂，且由于井下供电系统的运行环境较为恶劣，容易受到电气设备运行故障、设备调试不足以及运行维护不当等问题的影响，从而引发供电安全事故，不仅影响开采设备和照明等用电装置的正常运行，而且容易对电气设备造成破坏，缩短其使用寿命，增加其故障概率和维修费用，而且容易造成严重的人员伤亡事故，以及巨大的经济损失。
所以对煤矿井下供电系统采取必要的防止跳闸措施，加强对越级跳闸原因的分析，在发生越级跳闸时能快速反应和处理，确保供电系统的稳定性和安全性。
2煤矿井下供电越级跳闸原因分析2.1开关控制电源失效问题影响煤矿井下供电系统的可靠性，造成其出现越级跳闸的原因较为复杂，而且井下供电系统容易受到其运行环境的影响，在供电系统的运行中容易出现三相不平衡、电压不稳以及瞬间失压等问题，当出现以上问题时，就容易对供电系统中相应的保护系统或装置造成破坏，造成其控制开关出现故障等问题，因此造成分线路出现故障或短路等问题，导致供电保护系统或装置的电源开关无法继续正常工作，所以就会发生越级跳闸的故障。
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是一个危险的工作环境，其供电系统是整个矿井运作的重要组成部分。
为了保证矿井的正常运行和人员的生命安全，煤矿供电系统必须具备一定的安全性能。
防越级跳闸技术是一种常用的保护手段，下面将介绍该技术在煤矿供电系统中的应用。
煤矿供电系统的主要设备包括变电站、配电装置和线路设备等。
防越级跳闸技术的主要作用是在电网发生故障时，能够及时切断故障点，防止电流越级传播，保护线路和设备不受损坏。
当供电线路发生短路故障时，防越级跳闸装置能够迅速检测到故障，切断故障点，阻止故障电流传播，避免进一步扩大事故的发生。
防越级跳闸技术的应用还可以提高煤矿供电系统的可靠性和稳定性。
煤矿供电系统需要保持持续稳定的电力供应，以确保矿井的正常运行。
防越级跳闸技术能够快速响应电网故障，并切断故障区域，从而最大程度地减少故障对整个系统的影响。
通过合理配置跳闸装置，可以实现对供电系统不同部分的在线监测和切除，提高供电系统的可靠性和可维护性。
防越级跳闸技术的应用还可以保护工作人员的人身安全。
煤矿供电系统的故障可能导致电流过载、短路、漏电等情况，存在一定的安全隐患。
防越级跳闸技术能够及时切断故障点，避免电流对工作人员的伤害。
在煤矿井下，由于工作环境狭窄，人员很难迅速离开，如果发生电网故障，防越级跳闸技术能够在短时间内切断电流，保护工作人员的安全。
防越级跳闸技术在煤矿供电系统中的应用也可以提高供电设备的寿命和节省能源。
电力设备的长期过载或电气火灾等故障会导致供电设备的损坏，甚至造成停电事故。
防越级跳闸技术可以及时切断故障电流，防止电气设备的过载和损坏，延长设备的使用寿命。
通过控制交流电的传递，可以有效节约能源，提高供电系统的能效。
防越级跳闸技术在煤矿供电系统中的应用具有重要意义。
它可以提高供电系统的安全性、可靠性和稳定性，保护工作人员的人身安全，延长设备的使用寿命，节约能源。
在煤矿供电系统的设计和运行中，应充分考虑并合理应用防越级跳闸技术。
煤矿供电系统防越级跳闸技术研究
煤矿供电系统防越级跳闸技术研究煤矿的开采过程中，受环境因素、地理因素、技术条件等影响，以及其他相关因素的差异性和不确定性，很容易造成电缆短路情况，致使煤矿企业供电系统越级跳闸问题普遍存在。
这将造成煤矿开采过程中大面积停电、电压不稳、电缆着火等诸多不安全因素。
本文阐述了煤矿供电系统防越级跳闸的功能分析、存在的问题以及关键技术。
标签：煤矿;供电系统;防越级跳闸技术引言煤矿开采作为一项高危险的工作，通常在地下进行，存在着一定的安全隐患。
为了保障煤矿开采的安全，保证供电系统的安全性和稳定性是关键问题。
由于煤矿开采在井下进行的，空气相对地面比较稀薄，潮湿阴暗，工作设备较多，设备会对电缆的使用造成影响，电缆很容易发生短路情况，越级跳闸时有发生，从而影响煤矿正常开采，还对工作人员的生命造成威胁。
所以在煤矿开采过程中应严格对设备进行检查，加强对煤矿供电系统的防越级跳闸技术分析，从而保证煤矿开采的有效进行。
煤矿供电系统防越级跳闸的功能分析防越级跳闸保护系统是在数字化变电站技术的基础上发展起来的，在各种大容量的处理技术的基础上，采用秒级同步采样专利技术代替传统的速断过流保护方式，在保护线路的过程中，采用高速光纤通信网络进行，可以预计全站故障的发生，并且对漏电保护进行集中选线，从而减少越级跳闸的发生。
在防越级跳闸保护系统中，由于使用了先进的数字化变电站技术，可以很好地解决供电系统的越级跳闸问题，还实现了双重化的配置，和传统的保护系统相比具有多方面的优点和优势，具有良好的保护性能，动作的区域是固定的，因此可以不需要时间级差的配合，在任何点内都不会发生跳闸。
在使用过程中，如果开关偶然出现失灵的情况，开启上一级后备保护，并切断下一级的故障，也可以避免越级跳闸的发生。
煤矿供电系统中越级跳闸存在的问题煤矿开采的工作环境比较恶劣，开采设备在运行的过程中，容易出现各种问题，直接影响开采工作的正常进行。
在地下煤矿开采过程中，供电设备主要由电气设备和电缆两部分组成。
车集煤矿供电系统防越级跳闸技术的研究及应用
１ 车集煤矿供电系统越级跳闸的原因
车集煤矿井下供电系统采用多级辐射状供电 方式ꎬ采用传统阶段式电流保护技术ꎮ 其特点:
一是供电系统的保护级数多ꎮ 井下供电系统 形成地面变电所—中央变电所—采区变电所 １— 采区变电所 ２ 三级供电网络[３] ꎬ考虑各变电所进 线保护及采掘工作面保护的情况ꎬ则保护级数较 多ꎮ 依据时限保护原则ꎬ无论是Ⅱ段时限速断保 护或Ⅲ段过电流保护ꎬ其首端保护时限均应与主 变后备保护时限( ｔ 主变 ＝ ０������ ９ ｓ) 配合ꎬ按时限级差 为 ０������ ３ ｓ 计算ꎬ三级供电网络时限速断保护的首
根据上述分析可知:供电系统的保护级数较 多导致配合时限延长ꎬ上下级短路电流相近使电 流定值难以配合ꎬ因此ꎬ传统的三段式电流保护很 难在井下电网得到完善的应用ꎮ
鉴于上述原因ꎬ在未进行系统改造前ꎬ车集煤 矿井下供电系统基本采用速断及过电流两段保 护ꎬ且为保证故障切除的快速性而牺牲了选择性ꎬ 上下级速断保护的范围相互重叠ꎬ则系统故障时 发生保护越级跳闸很难避免[５] ꎮ
０ 车集煤矿井下供电系统的特点
车集煤矿井下供电系统采用多级辐射状供电 方式ꎬ其特点为:
供电系统的电源线路多ꎮ 地面至井下十个变 电所共有 １６ 条下井线路ꎬ而且ꎬ井下各变电所之 间又通过联络线互相联系ꎬ形成变电所多、电源线 路多及母线分段多的系统结构ꎬ供电系统的运行 方式十分复杂ꎮ
供电系统的保护级数多ꎮ 井下供电系统形成 地面变电所—中央变电所—采区变电所 １—采区 变电所 ２ 的供电网络ꎬ考虑各变电所进线保护及 采掘 工 作 面 保 护 的 情 况ꎬ 则 保 护 级 数 超 过 ６ 级[１ － ２] ꎮ
ＤＯＩ:１０. １４０２３ / ｊ. ｃｎｋｉ. ｄｑｆｂ. ２０１９. ０２. ０１０
煤矿供电系统防越级跳闸技术应用探讨 王锦鹏
煤矿供电系统防越级跳闸技术应用探讨王锦鹏摘要：电力是煤矿生产的主要能源，电力系统的运行状况直接关联着煤矿的生产和安全。
煤矿井下巷道狭窄，空气潮湿，在此环境下使用的电器设备、供电电缆和电缆接头容易发生漏电和短路事故；采掘设备移动工作，供电线路在反复拖拽中易发生绝缘破坏、短路等事故。
造成井下供电线路短路事故的原因复杂多样，井下供电线路短路事故时有发生。
因此，解决煤矿井下供电系统短路引起的越级跳闸问题，对煤矿安全生产非常必要，意义重大。
关键词：煤矿供电；越级跳闸；技术探讨1 矿井电网目前存在的主要问题1.1矿井电网的保护“越级跳闸”问题，造成供电系统大面积停电目前我国矿井电网普遍存在多级辐射状供电模式，其特点为：延伸级数多，电网给定的过流时限不足，以致保护时限无法配合；系统容量大、供电线路短，不同级别的短路电流接近，以致保护的电流定值无法配合。
因此，无奈之际只能牺牲选择性而保证快速性，致使矿井电网的继电保护系统普遍存在“越级跳闸”问题，系统出现短路故障时，易造成井下供电系统大面积停电，严重影响煤矿安全生产。
1.2矿井电网漏电保护的可靠性问题，影响供电可靠性我国矿井电网多采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式，这种小电流接地系统漏电保护（接地保护）的可靠性问题一直是困扰煤矿供电安全的技术难题。
过去当系统发生单相接地故障时，只能采用逐线路拉闸停电的办法判断故障线路，影响供电可靠性，后来国内外研究了众多的漏电（接地）故障选线技术，这些技术中的某些方法在中性点不接地系统或采用集中的接地选线装置中应用效果尚好，有些方法在实际应用中可靠性较差，特别是在中性点经消弧线圈接地系统，由于受补偿方式及消弧线圈的影响，造成漏电保护功能不可靠，影响矿井电网的供电可靠性。
1.3井下电网的自动化水平偏低随着科技的发展，矿井电网的地面变电站逐步实现了综合自动化系统，但由于井下电网的特殊性，井下电网的自动化应用水平偏低，井下供电系统保护技术不完善、软硬件应用技术平台落后，使用的协议、通信接口互不兼容，造成系统联网困难，整体技术管理手段落后。
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。
煤矿井下供电智能化防越级电力监控系统的研究与应用
Value Engineering1研究背景陈四楼煤矿矿井地面设一座110kV 变电站，经3台主变压器降为6kV ，供全矿井上、下用电，现矿井有14趟高压电缆引入井下，井下南北两翼6kV 变电所计12个，共有高爆开关200余台，低馈开关120余台，其供电运行方式相对较为复杂。
煤矿供电系统是矿井安全生产的基础环节，煤矿电力系统往往是在复杂多变的工作条件与环境下运行，其中电力系统智能化程度的高低反映了矿井快速处理突发事件的能力[1]。
煤矿井下供电系统普遍存在线路短、多级变电所级联的特点，这种拓扑结构导致过流保护整定困难，也不能通过增加多个时间级差来保证保护的选择性，因而在发生短路故障时极易出现越级跳闸的情况。
通过投入采用了煤矿电力智能化防越级电力监控系统，并对其架构设计、保护装置信息采样、保护定值设计等进行了技术研究，确保了矿井的安全可靠稳定供电。
陈四楼煤矿通过对井下各变电所内设备及保护装置进行升级改造，采用工业以太网组网方式传至地面电力调度中心，组成SE-1800煤矿防越级电力监控系统，以实现煤矿井下变电所主回路6kV 系统的遥测、遥控、遥信、遥调及遥视功能，从而实现了井下各个变电所的无人值守功能。
2电力监控系统架设与构建2.1网络结构架设支撑根据矿井现场实际，防越级跳闸系统基于IEC61850架构，由过程层、间隔层、站控层三个层次结构；过程层采用光纤通讯，间隔层和站控层采用百兆/千兆自适应的工业以太网接入，满足下行最大78个智能保护器、上行2个保护主机（电度主机）的数据处理能力，达到电力监控系统的需求，如图1所示。
2.2供电系统升级改造①由于井下采区变电所内高低开关原配保护器可靠性低、性能相对落后，未能满足矿井电力自动化控制需求，将井下变电所主回路的高爆开关内保护器进行升级更换，更换为DMP5102B 矿用智能保护装置，达到系统与保护器有效配合，完成保护器的各项综合保护功能（速断、限时速断、过流、反时限过电流、漏电、低压、过压、瓦斯闭锁、绝缘/回路监视等保护功能），满足电力自动化系统要求，实现完全的自动化监测监控[2-3]。
煤矿供电系统防越级跳闸技术应用探讨 张兆忠
煤矿供电系统防越级跳闸技术应用探讨张兆忠摘要：对于煤矿井而言，井下的环境较为恶劣，会覆盖着瓦斯所造成的安全阴影，一旦出现电火花就会发生严重事故，导致人们安全性受到威胁。
所以，需要确保用电的安全性，结合目前的煤矿供电线路特点以及相关问题，了解越级跳闸的实际情况，科学的采用防越级跳闸技术开展相关工作，确保在全面提升用电安全性的情况下，充分发挥防越级跳闸技术在其中的积极作用，提升煤矿供电系统运行稳定性，为其后续发展夯实基础。
关键词：煤矿供电系统；防越级跳闸技术；应用采用防越级跳闸技术进行煤矿供电系统安全防护，应总结丰富经验，采用科学化以及合理化的方式进行协调控制，在新时期发展的背景之下，遵循与时俱进的原则，合理进行光纤网络纵向差动保护装置以及电力监控装置的处理，提升整体技术应用效果，更好的进行安全性能维护。
一、目前煤矿供电线路的问题分析对于煤矿的井下环境而言，具有一定特殊性，这也导致供电系统与其他环境供电系统存在差异，多为井下的线路分布模式。
一般情况下，电力长度在100米到500米之间，较为复杂。
且井下环境中的线路开关数量很多，结合安全管理规范要求，每个开关的响应时间都需要控制在0.2秒到0.5秒之间；为了提升供电系统安全性，还需设计速断的保护装置。
然而，在煤矿井下工作中，电火花的敏感程度较高，供电系统又很容易产生电火花，导致用电安全性受到严重影响，成为煤矿工作的安全管理重点内容。
目前，虽然在煤矿生产过程中已经开始采用新的技术进行安全管理，逐渐拓宽机械化工作面，但是在高压供电线缆方面以及低压系统方面的延伸，会导致煤矿用电安全受到影响，难以针对供电安全性进行严格的管理，导致煤矿生产期间的安全系数降低。
并且在用电过程中，很容易发生越级跳闸事故问题，导致整体安全性受到制约性影响。
当前，在煤矿生产期间，速断过流保护值的确定难度较高，失压保护零延时以及相关装置亟待整改。
一些部门的信息沟通以及交流缺乏及时性，加之供电系统较为复杂，很容易在缺乏沟通的情况下难以进行合理的处理，出现越级跳闸的问题，影响生产安全性以及效果[1]。
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煤矿供电防越级跳闸保护系统的应用研究
作者：谷文才
来源：《中国科技纵横》2014年第11期
【摘 要】 煤矿井下供电目前存在速断过流保护定值无法整定、漏电保护难实现比较等难
题，导致漏电、短路等故障发生频繁，严重威胁供电可靠性。尤其广泛存在的“越级跳闸”问
题，是影响煤矿井下可靠供电的一重要因素。本文分析了煤矿供电防越级跳闸保护系统原理，
并提出了解决应用方案，实现了保护的选择性和快速性，有效地避免了多次越级跳闸的发生，
具有较高的使用价值和广阔的应用前景。
【关键词】 越级跳闸 可靠性 无人值守 数字式 快速性
我国煤矿井下电网大多采用短电缆组成级数较多的辐射状的干线式级联网络，实际运行
中，由于综采工作面工作条件较差、环境比较恶劣，电缆在回采过程中来回拖拽，容易受损。
一旦电缆受损就可能造成电缆绝缘击穿而形成相间短路，引起电网短路故障。由于井下配电回
路阻抗较小，通常下级回路发生短路故障时，短路电流比较大，超过上级速断保护装置电流整
定值，使上级速断保护装置动作而造成越级跳闸，情况严重的甚至会越过多级。越级跳闸无疑
会增大停电范围，严重影响煤矿安全生产，因此，井下越级跳闸的防治工作十分重要。
1 常见防越级跳闸保护原理
目前常见的防越级跳闸保护原理主要有以下几种：
（1）电流差动。差动保护是根据“电路中流入节点电流的总和等于零”原理制成的。差动
保护把被保护的电气设备看成是一个接点，那么正常时流进被保护设备的电流和流出的电流相
等，差动电流等于零。当设备出线故障时，流进被保护设备的电流和流出的电流不相等，差动
电流大于零。当差动电流大于差动保护装置的整定值时，保护动作，将被保护设备的各侧断路
器跳开，使故障设备断开电源。差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不
需延时。电流差动保护需要专用通道。电流差动保护只适用于少数节点差动，无法解决开闭所
多出线与多进线间的保护配合问题，多层级差动复杂性和成本也过高。
（2）系统判别法。系统判别法的实现以电力监控系统为基础。发生短路故障时，流过短
路电流的节点上报故障信息，由监控系统对运行方式和拓扑结构进行故障点判别，然后再下发
命令使离故障点电源侧最近的开关跳闸。系统判别法依赖于电力监控系统，实现成本较低。但
通信实时性难以保证，实现0秒（或小于35ms）速断保护比较困难，难以满足相关继电保护
标准和规程要求。
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（3）集中式保护。集中式保护采用数字化变电站技术，系统内各综保通过传输接口实时
上送采样值。由安装于地面的高性能保护器进行采样变换和故障识别。集中式保护需要高覆盖
率的高速、专用传输通道，实现成本很高。
（4）总线通信法。总线通信法采用CAN等工业总线实现相关节点的故障信息交换，故障
时动态决定跳闸优先级。总线通信法实施成本低。但总线传输速率受限，存在多节点竞争，工
业环境下易受干扰等问题，通信实时性和可靠性缺乏难以保障。
2 分布式区域保护
结合以上分析，在工作实际中采取分布式区域保护。本方案采用分布式区域保护原理。区
域保护的基本思想为：使各级保护建立信号联系。当任何一级保护在检测到短路故障时，迅速
发出闭锁信号，闭锁其上一级保护，以将故障锁定在最小跳闸范围内。当断路器失灵时，上级
保护可快速动作；母线故障可实现快速跳闸。区域保护适用于分支较多的配电网，解决保护时
间级差无法配合问题。对于同一变电站或开闭所内，区域保护信号传递可采用硬接线开入开出
方式实现，也可采用基于工业以太网的IEC 61850 GOOSE报文交换方式。前者造价低，设计
施工均简单。后者性能突出，有利于简化电缆，改造时占用喇叭嘴数量、9芯端子数量少，易
于实施。
分布式区域保护与其他防越级跳闸技术对比，具有成本低，可靠性高，可实施性强，易于
维护等特点。具体如表1。
2.1 分布式区域保护动作性能分析
分布式区域保护采用突变量作为启动判据，动作灵敏。现以图 1为例，对保护动作性能进
行分析（如图2）。
假设出线1发生相间短路，记时刻t0=0。进线和出线保护均感知故障电流，突变量启动判
据成立，发出区域保护信号，耗时5ms，记t1=5ms。区域保护联络信号传送到对侧耗时约
10ms，记t2=15ms。进线保护在速断出口前，收到出线1的故障联络信号，关闭跳闸出口。由
于出线1保护没有收到任何联络信号，在t3=35ms时刻速断保护出口，切除故障线路。故障切
除后，撤除向进线发送的联络信号。
分布式区域保护还对出现较频繁的6/10kV断路器拒动情况进行了考虑。目前6/10kV真空
断路器跳闸时间约50～60ms，考虑可靠切除短路电流等因素，动作于跳闸的保护，在发出跳
闸命令110ms后如果故障电流仍未消失，则认为是断路器拒动，保护器主动撤除上送的联络信
号。收到联络信号的保护，则启动一个285ms（160+110+15）的联络信号自动解除计时，作为
后备保护。如图3所示。
2.2 分布式区域保护装置
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DS-200数字化保护测控装置和DSKJ-600高开综合保护器采用了专利技术的分布式区域保
护技术，分别用于井上和井下6/10kV系统，彻底实现防越级跳闸。DS-200数字化保护测控装
置采用PowerPC+DSP双处理器架构，具有2路IEC 61850 GOOSE通信接口，2路硬接线闭锁
信号输入接口，2路硬接线闭锁信号输出接口。该系列装置通过了国家继电保护及自动化设备
质量监督检测中心的IEC 61850规约一致性检测，已广泛应用于智能电网改造和建设工程。
DSKJ-600高开综合保护器通过了国家认定的防爆检测机构检验，取得了防爆合格证，可用于
具有甲烷或煤尘爆炸危险的矿井。井下保护器采用DSKJ-600高开综合保护装置。该型号装置
基于高性能MPC 8313 高性能PowerPC架构开发，采用VxWorks实时操作系统。具有2路
IEC 61850 GOOSE通信接口，2路本闭锁信号输入接口，1路本安闭锁信号输出接口。该装置
通过了国家安全生产重庆矿用设备检测检验中心的检测，取得了防爆合格证。
参考文献：
[1]李晶，路文梅.供电系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2008.