煤矿供电防越级跳闸保护系统

——DMP5000数字式变电站介绍及架构

供电系统是矿井安全生产的基础环节，随着采煤工作面向井下延伸，矿井供电距离较长，供电级数多，关系复杂，继电保护计算难度大，造成越级跳闸现象不可避免的发生，威胁矿井安全生产。为预防越级跳闸，减少事故跳闸的次数通过研究提出了对井下高爆开关更换了防越级跳闸保护系统预防越级跳闸的供电网络技术方案。这一方案的原理是，借助数字化变电站技术，通过使用高速大容量的最新处理技术及高精度同步时钟的专利技术及基于高速光纤通信网络的光纤纵差保护模块、全站零序电流的漏电保护模块，来解决煤矿供电系统广泛存在的越级跳闸问题，提高供电系统的供电可靠性。

数字化变电站目前是由智能化一次设备、网络二次设备在IEC61850通信规X基础上分层构建能能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。我矿现设计装设的数字化变电站系统为DMP5000数字化变电站系统。

现根据DMP5000数字化变电站系统架构过程对其进行介绍：1、概述

DMP5000系列数字化变电站系统是基于IEC61850架构的新一代变电站自动化系统，能实现变电站内智能电气设备间信息互享和互操作的现代化变电站。系统对变电站系统模型、二次功能模型进行描述，对应用与通信技术进行分层处理，由过程层、间隔层、站控层3个层次构成。过程层与一次设备紧密相连，完成数据采集及执行操作、

数据传递；间隔层实现变电站内设备的保护与控制，并实现相关的控制闭锁和间隔级信息的人机交互功能；站控层完成对站内间隔层设备、一次设备的控制及与远方控制中心、工程师站及人机界面通信的功能。

本系统具有以下特点：

1、系统基于IEC61850的架构和应用模型及功能描述；

2、过程层数据通信装置采集全站数据，实现全站采样数据共享；

3、系统能接入第三方装置，系统扩容方便快捷；

4、过程层采集装置高速采样，速率达12.8K/S，能满足录波装置及后续新的应用分析；支持光纤以太网，能实现与电子式互感器通信；

5、保护装置接收全站采样数据，单台保护装置能完成48个间隔的保护及测量，各个保护之间在装置内部互相配合，大大提高保护的可靠性；

6、保护双重化配置，安全可靠，任一设备故障能及时告警，且不影响整个系统运行；

7、大大减少一次电缆及二次设备，降低前期投入及后期维护费用；

8、系统改造简单，易于扩充。

2、系统架构

在互感器和开关处就地加装智能终端装置实现模拟量数字化传输和开关、刀闸的数字化操作。过程层网络内采集装置与通信装置之

间采用双光纤网通信，数据速率value="3" UnitName="m">3M，满足9通道实时数据传输；站控层网络采用单网或双网通信，通信方式为工业以太网。保护装置与通信装置采用双重化。

变电站采用两套复用的保护测控装置，每套保护测控装置由两台独立的保护测控装置构成，其中一台保护测控装置主要完成单间隔保护，如线路保护；另一台保护测控装置主要完成跨间隔保护,如主变、差动及备自投保护。

数字化变电站系统整体架构：

图中智能终端装置能就地采集8路模拟量和22路开入量，8路开出量及操作回路。模拟量采样频率为256点/周期。分为户内、户外两种装置。

数据通信装置通过value="3" UnitName="m">3M光纤接口汇总各采集装置的实时采样数据，通过高速光纤传递给保护测控装置。

保护测控装置通过光纤接收采样数据和发送控制命令，能实现48个间隔的保护测控功能。

采样数据通过光纤传递给数据通信装置A、B，通信装置A、B 分别把数据传递给保护测控装置A、B。其中装置A、B为双重化的两套设备。数据智能终端装置的数据汇总到数据通信装置，每个通信装置向各自网络的保护测控装置传递全站数据，采样数据使用由保护测控装置决定。智能终端装置接收来自保护测控装置的控制命令并执行出口。通信装置由同步机对时和同步，并控制智能终端装置全站同步采样，并对保护装置、测控装置和采集装置授时。

3．过程层设备

过程层设备主要包括电子式互感器、智能一次设备。本站改造没有选用电子式互感器，使用传统互感器加智能终端实现模拟量数字化。

过程层设备与过程层网络设备之间采用点对点的通信方式，通信介质为光纤。过程层设备具有自我检测、自我描述功能。

3．1互感器的配置：

互感器按间隔配置，每个开关间隔配置一组电流互感器。

每段母线配置一组电压互感器；

3．2智能终端：

智能终端装置在本系统内为智能终端装置，是将传统一次设备接入过程层总线的设备，它输入开关位置、刀闸位置、状态信息及接收传统互感器的模拟量信号，输出跳合闸命令及告警信号，带有操作回路。

3．3智能终端装置的基本功能：

通过过程层网络给间隔层设备提供一次设备信息，接受间隔层设备的控制命令；

采集传统互感器的模拟量信息并进行AD转换，接受电子互感器的光信号；

采集开关及刀闸的位置信号、状态信息、输出跳合闸命令；

本体智能终端输入非电量、档位等信号，输出档位控制、风扇控制等接点。

3．4数据通信装置的配置：

数据通信装置为全站数据的合并器，单台数据通信装置能接收多达48路采集装置的实时数据信号，汇总后以光信号对保护控制装置提供采样数据，也可经过协议转换设备与第三方装置进行数据交换；

在本站内，配有两台数据通信装置，采用双重化配置；

接收来自同步装置的同步采样信号及授时，并对保护装置进行授时，对采集装置进行采样同步，实现采集装置的同步采样功能；

给智能终端装置传递来自保护装置的控制命令；

同步装置接受来自卫星的同步时钟或与所变电压同步，能进行全站对时和对通信装置进行同步命令，并通过通信装置控制智能终端装置进行同步采样。

4.间隔层设备

间隔层设备含有保护及测控设备、测量表计等。对本站数字化改造中，配有四台保护控制设备及若干表计。

保护测控设备由高性能的32位浮点DSP构成保护测量回路，由32位CPU实现通信及显示功能，单台保护测控装置能在2mS内完成变电站内所有保护及测量功能，各个保护测控功能之间采用多线程调度模型，线程与间隔之间采用对应模式，任一保护故障不影响其他保护功能运行。所有通信数据依照IEC61850建模，具有完善的自我描述功能，与站控层之间采用100M以太网通信。

保护测控装置组屏安装，共有四台装置，其中每两台保护测控装置构成一组，完成变电站内所有一次设备的保护控制，包括35KV线路保护、主变保护、10KV线路保护、母联开关保护、电容器保护、备自投、无功控制。非电量保护由智能终端装置直接完成。

变电站内由完全相同的两组保护控制装置构成，两组保护装置采用“或”的关系，任一组设备拒动不会导致开关拒动。在同一组内的两台保护装置内，由于接受了全站采样数据进行综合判断，保护的可靠性大大提高；同时，每组保护装置的下发命令带有自我描述信息，

采集装置接受来自同组内的不同保护装置的控制命令并进行分析，确保任一保护误动不会导致智能终端装置出口从而导致开关误动。

电能表计：

采用数字电能表计，表计组屏安装，实时采样数据从数据通信装置获得。

第三方装置：

第三方装置需具有数字接口，接收来自通信装置的实时采样数据，控制命令通过协议转换装置通过保护装置下发给智能终端装置。

5.站控层设备

站控层设备包括管理机、远动工作站、监控主机、监控软件SE900等。其主要功能为变电站提供运行、管理、工程配置的界面，并记录变电站内的相关信息。同时，可将站内信息转化为远动和集控设备所能接受的协议规X，实现监控中心远方控制。

站控层设备建立在IEC61850的模型基础上，具有面向对象的统一数据建模。与站外接口设备能将站内协议转换成相应的远动规约。所有站控层设备采用百兆工业以太网，并按照IEC61850进行建模和信息传输。

6、煤矿供电系统的应用方案

在井下配电系统和可能出现越级跳闸的地面6KV线路安装智能测控终端，采用高速光纤网络将采样的数据上传至位于地面开闭所或变电站的集成保护测控装置。基于全站数据共享的保护装置按如下原则配置保护和自动装置：

煤矿井下防越级跳闸保护系统解析

煤矿井下防越级跳闸保护系统解析摘要：井下防“越级跳闸”系统采用光纤差动保护和智能零时限电流保护技术实现。具有优异的抗干扰性能、强大的主站监控功能等特点，实现了井下电力系统的实时监控和“防越级保护”，保证了井下供电平稳可靠的运行。关键词：电力监控越级跳闸差动保护零时限电流保护项目的必要性矿井电网目前存在的主要问题矿井电网的保护“越级跳闸”问题，造成供电系统大面积停电目前我国煤炭企业电网普遍存在多级辐射状的供电模式，其特点为：一方面由于延伸级数较多，上级电网给定的配合时限越来越短，以致终端用户的保护时限无法配合；另一方面由于供电系统容量增大、供电线路短，不同级的系统短路电流很接近，以致各级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，致使矿井电网继电保护普遍存在“越级跳闸”问题，当系统出现短路故障时由于无选择性配合，造成井下供电系统大面积停电，引发停电停风事故，严重影响煤炭安全生产。矿井电网漏电保护的可靠性问题，影响供电可靠性我国3～35kV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极差，在单装置中实现可靠的漏电保护功能则更加困难，特别是在中性点经消弧线圈接地系统，由于受补偿方式（过补偿、欠补偿和谐振补偿）、消弧线圈脱谐度等因素的影响，造成漏电保护功能不可靠，影响矿井电网的供电可靠性。项目实施的必要性以上问题已成为制约煤炭安全生产的技术难题，解决这些难题、提高矿井电网的可靠性已势在必行。传统的电流保护技术采用定值与时限配合的原则实现保护选择性，鉴于上述分析的原因，这种配合原则已无法从原理上解决煤矿电网的保护选择性问题；随着矿井供电容量的增大，越来越多的矿井电网采用消弧线圈接地方式，而现场的许多保护装置仍采用功率方向型原理的漏电保护技术，当系统发生接地故障时，则势必造成系统“误动”现象频繁。防“越级跳闸”与电力监控技术简介

防止短路越级跳闸系统实验方案1

防止短路越级跳闸系统实验方案 1.原理开封测控防止短路越级跳闸系统是通过下级开关闭锁上级开关的电流速断跳闸功能实现。开关内安装内置短路电流闭锁模块的专用智能综合保护器或在装有普通保护器的开关内加装短路闭锁模块。当电路某处短路时，短路点的所有上级开关都通过短路电流，短路点的下级开关不通过短路电流。短路点上面各级的多个开关保护器的短路电流采集模块都检测到短路大电流，都同时发出短路闭锁信号；每个开关保护器的短路闭锁信号接入上一级开关智能保护器速断闭锁输入端，闭锁上一级开关的速断保护功能，使之不能速断跳闸；短路点下级开关保护器的短路电流采集模块检测不到短路大电流，不会发出短路信号和闭锁信号，不闭锁上一级开关的速断保护功能。这样，只有短路点上方最靠近短路点的一级开关因下级开关（在短路点下面）不发出短路闭锁信号而不被闭锁，它速断跳闸，切断短路线路。短路线路切断后，短路电流消失，各级开关返回，解除闭锁。当最靠近短路点的上面的一级开关因故障拒动时，它的上一级开关保护器的定时限过流保护延时一小段时间（一般延时一个开关固有跳闸时间：120ms），延时到时后，上一级开关跳闸，切除短路电路，作为下级开关的后备保护。从而既切除了短路电路，使供电线路得到很好地保护，又保证了不产生越级跳闸。

2.接线图

3.方案共用6套高爆开关保护器，模拟5级开关供电线路。第一级、第二级、第三级各一个开关（一个保护器），模拟上级变电所总开、分开；第四级、第五级模拟下级变电所总开、分开。第四级一台开关（一个保护器），模拟下级变电所总开；第五级2台开关（两个保护器），模拟一条母线上的两个分开。如上面接线所示。 5、6号开关接在同一条母线上，4号开关是它们的总开。5、6号开关的短路闭锁信号接入K7防越级跳闸闭锁控制器，K7的输出信号闭锁4号总开的电流速断跳闸功能（其余保护功能正常）。3号开关的短路闭锁信号通过防越级跳闸闭锁控制器K8闭锁2号开关的电流速断跳闸功能。2号开关短路闭锁信号经K8、K9电-光、光-电转换（传输距离可延长到20km，模拟变电所之间长距离传输），闭锁1号开关的电流速断跳闸功能。（1）当6号开关下线路短路时，1、2、3、4、5、6号开关都流过短路大电流，无越级跳闸闭锁系统时，1、2、3、4、5、6号开关同时无序速断跳闸。（2）按图连接防止短路越级跳闸系统。当6号开关下线路短路时，1、2、3、4、5、6号开关都流过短路大电流，5、6号开关向K7控制器发出闭锁信号，K7控制器的输出信号闭锁4号开关电流速断功能；4号开关闭锁信号经K7、K8控制器的光路闭锁3号开关电流速断功能；3号开关闭锁信号经K8控制器闭锁2号开关电流速断功能。2号开关闭锁信号经K8、K9控制器光路闭锁1号开关电流速断功能。5、6号开关速断跳闸，其余开关不跳闸。5、6号开关跳闸切断短路线路，短路电流消失，1、2、3、4号开关返回，闭锁解除。（3）当4号开关下线路短路时，1、2、3、4号开关都流过短路大电流，5、6号开关没有大电流，4号向K7控制器发出闭锁信号，经K7、K8控制器输出闭锁信号闭锁3号开关电流速断功能；3号开关闭锁信号经K8控制器闭锁2号开关电流速断功能；2号开关闭锁信号经K8、K9控制器闭锁1号开关电流速断功能。5、6号开关不发出闭锁信号，K7闭锁控制器不发出闭锁信号，4号开关速断跳闸，1、2、3号开关不跳闸；5、6号开关因掉电跳闸。4号开关跳闸切断短路线路，短路电流消失，1、2、3号开关返回，闭锁解除。（4）当3号开关下线路短路时，1、2、3号开关都流过短路大电流，4、5、6

煤矿井下高压电网越级跳闸的原因及防治措施浅议(正式版)

文件编号：TP-AR-L2905 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本）编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 煤矿井下高压电网越级跳闸的原因及防治措施浅议(正式版)

煤矿井下高压电网越级跳闸的原因及防治措施浅议(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。随着经济的发展对能源的需求量的逐渐增加，煤矿开采规模也越来越大，但一些安全隐患也逐渐暴露出来。尤其是当煤矿井下发生短路故障时，往往发生高压网络越级跳闸的事故，造成井下大面积停电，引起瓦斯积聚和排水缓慢，直接影响到井下作业工人的生命安全，如果越级跳闸到井下中央变电所，甚至会造成整个生产系统的瘫痪。为了提高煤矿井下生产的安全性，本文浅析了煤矿井下高压电越级跳闸的原因以及相应防治措施。煤矿井下高压电网越级跳闸的原因

1.1开关机构配置不当随着对煤矿开采量和开采深度的不断增加，所需机电设备相应投入使用增多，用电负荷也逐渐加大，井下所选用的防爆开关也在不断的更换，但很难做到与地上供电所的电路十分匹配的。但煤矿开采环境都位于在地下深处，环境比较潮湿很容易造成高压防爆机构卡容易卡涩、不灵活，增加开关的固有动作时间，当发生短路时，地面的高压开关动作快于井下高压防爆开关从而造成越级跳闸现象。 1.2电流保护电流动作值无法配合井下馈线线路多数有两个及以上分段负荷，节点间线路较短，电流速度保护没有规定范围，从而使节点间在电流动作值上无法配合，造成节点间的电流速断保护误动作。 1.3电流保护时间极差无法配合

防止短路引起越级跳闸装置

防止短路引起越级跳闸装置说明书电光防爆电器有限公司

一．使用设备 1.高压智能综合保护器高压智能综合保护器是高爆开关中的关键设备，它控制高爆开关对电路进行短路、过载、过压、欠压（失压）、漏电、断相、三相不平衡等各种保护。 2.短路电流采集模块安装在高爆开关内，从高爆开关电流互感器采集电流信号与设定的短路电流数据比较，判断电路是否短路，短路时输出短路信号和闭锁信号，短路电流撤消后短路信号和闭锁信号自动解除。输入电压：100V；最大输入电流：75A；短路电流设定范围：0~9999A，1A一步；输出信号：DC24V；响应时间：小于20ms 3.短路闭锁控制器变电所每一段母线对应安装一个（16个开关以下）或多个（每16个开关一个）短路闭锁控制器。短路闭锁控制器接受短路电流采集模块输出的短路信号，通过内部处理，输出短路闭锁信号，闭锁总开短路速断功能。电源电压：127V；输入信号：16路；输出信号：1路；电压24V；

响应时间：小于10ms 二．使用说明 1.在变电所的每个高爆开关内安装一块短路电流采集模块，从高爆开关的电流互感器采集短路电流信号，用专用线输出。变电所每段母线上设一台短路闭锁控制器，各个分开关的短路电流信号分别送入所在母线的短路闭锁控制器，控制器的输出信号进入本母线供电总开的智能综合保护器。 2.总开下接母线短路闭锁控制器闭锁信号闭锁总开的速断保护功能，防止越级跳闸；总开的定时限过流保护作为下级分开关的后备保护。当任一分开关下电缆短路时，其短路电流采集模块输出短路信号，相应短路闭锁控制器输出闭锁信号，在总开保护器自身的定时限过流保护延时到时前闭锁总开跳闸线圈，使之不能跳闸。同时此级总开的短路电流采集模块向上一级变电所这一回路的控制开关发出闭锁信号，闭锁上一级控制开关。若下接线路短路的分开因故障拒动，不能跳闸，本级总开在保护器自身的定时限过流延时到时后跳闸，作为分开的后备保护。 3.下级开关下接线路短路时，开关的短路闭锁信号闭锁上一级开关的速断保护；上级开关的定时限过流保护作为下级开关的后备保护。各级开关短路闭锁防越级跳闸功能依次级联，确保整个线路所有开关不会越级跳闸。三．防止越级跳闸原理当电路某处短路时，短路点的所有上级开关都通过短路电流，短

防越级跳闸系统

分布式智能速断防越级跳闸系统建设技术方案书上海山源分布式智能速断防越级跳闸系统上海山源电子电气科技发展有限公司

目录一、煤矿井下供电现状 (3) 二、常见越级跳闸解决方案利弊分析 (3) 1.电流速断延时法 (3) （1)实现原理 (3) （2)缺点分析 (4) 2.地面集中保护法 (4) （1)实现原理 (4) （2)缺点分析 (5) 3.导引线（数字式）纵差法 (5) （1)点对点的导引线纵差保护： (5) （2)点对点的数字纵差保护 (5) （3)缺点 (5) 4.结论 (6) 三、上海山源分布式智能速断防越级跳闸系统 (6) 四、项目实施后效果 (6) 五、分布式智能速断防越级系统系统主要优点 (7) 六、分布式智能速断防越级系统系统主要性能指标 (8) 七、所选产品 (8) 1.KJ360矿用电力监控系统 (8) 2.KJ360-F矿用隔爆兼本安型电力监控分站 (8) 3.ZBT-11C高开综合保护器 (8) 4.KJJ156矿用本安型网络交换机 (8) 5.KDW660/12B隔爆电源 (8)

一、煤矿井下供电现状电力是煤矿生产的唯一能源，电力系统的安全性和运行状态直接影响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；采掘面地质情况复杂，负载变化大，易造成电器设备过流发热，使线路绝缘破坏，造成短路烧毁线路和电机；采掘设备移动工作，供电线路在反复的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难以避免。同时，煤矿井下电缆容量选择往往偏大；再加井下供电距离短，同一变电所总开关和分开关间电缆一般只有几米，上级变电所与下级变电所之间的距离也只有数百米到几千米，采用铜电缆，电缆的电阻很小，按电流整定无法满足保护的选择性。一但线路某处短路，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，各级开关都启动电流速断跳闸程序，当上级开关跳闸灵敏度高时上级开关跳闸，造成越级跳闸。有时甚至造成地面变电站开关跳闸，甚至全矿井停电。越级跳闸造成井下大面积停电，不仅严重影响生产，而且很容易诱发事故，威胁矿井的安全。二、常见越级跳闸解决方案利弊分析 1.电流速断延时法（1)实现原理对于地面入井线路控制开关电流速断有小延时（0.5s左右）井下供电系统，可以通过上下级开关保护时间级差配合来保证保护的选择性，避免发生越级跳闸事故。设置方法如下：图3-1-1 末端线路短路保护采用0时限速断，而其上级则增加一个时间级差Δt：

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。电缆的阻抗性能不是很高，容易造成两端电流差比较大，但是电缆的两端短路电流差值并没有那么大，而是比较接近，很难进行区分。我国很多煤矿企业的高压保护措施都不够完善，存在着一些问题，容易出现保护失灵以及误动作等现象，当这种问题出现时，供电系统的上级保护装置会自动启动，这是越级跳闸现象发生的主要原因。以下是对煤矿供电系统中越级跳闸存在的问题进行分析。

煤矿供电防越级跳闸保护系统方案

煤矿供电防越级跳闸保护系统 ——DMP5000数字式变电站介绍及架构供电系统是矿井安全生产的基础环节，随着采煤工作面向井下延伸，矿井供电距离较长，供电级数多，关系复杂，继电保护计算难度大，造成越级跳闸现象不可避免的发生，威胁矿井安全生产。为预防越级跳闸，减少事故跳闸的次数通过研究提出了对井下高爆开关更换了防越级跳闸保护系统预防越级跳闸的供电网络技术方案。这一方案的原理是，借助数字化变电站技术，通过使用高速大容量的最新处理技术及高精度同步时钟的专利技术及基于高速光纤通信网络的光纤纵差保护模块、全站零序电流的漏电保护模块，来解决煤矿供电系统广泛存在的越级跳闸问题，提高供电系统的供电可靠性。数字化变电站目前是由智能化一次设备、网络二次设备在IEC61850通信规基础上分层构建能能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。我矿现设计装设的数字化变电站系统为DMP5000数字化变电站系统。现根据DMP5000数字化变电站系统架构过程对其进行介绍： 1、概述 DMP5000系列数字化变电站系统是基于IEC61850架构的新一代变电站自动化系统，能实现变电站智能电气设备间信息互享和互操作的现代化变电站。系统对变电站系统模型、二次功能模型进行描述，对应用与通信技术进行分层处理，由过程层、间隔层、站控层3个层次构成。过程层与一次设备紧密相连，完成数据采集及执行操作、数

据传递；间隔层实现变电站设备的保护与控制，并实现相关的控制闭锁和间隔级信息的人机交互功能；站控层完成对站间隔层设备、一次设备的控制及与远方控制中心、工程师站及人机界面通信的功能。本系统具有以下特点： 1、系统基于IEC61850的架构和应用模型及功能描述； 2、过程层数据通信装置采集全站数据，实现全站采样数据共享； 3、系统能接入第三方装置，系统扩容方便快捷； 4、过程层采集装置高速采样，速率达12.8K/S，能满足录波装置及后续新的应用分析；支持光纤以太网，能实现与电子式互感器通信； 5、保护装置接收全站采样数据，单台保护装置能完成48个间隔的保护及测量，各个保护之间在装置部互相配合，大大提高保护的可靠性； 6、保护双重化配置，安全可靠，任一设备故障能及时告警，且不影响整个系统运行； 7、大大减少一次电缆及二次设备，降低前期投入及后期维护费用； 8、系统改造简单，易于扩充。 2、系统架构在互感器和开关处就地加装智能终端装置实现模拟量数字化传输和开关、刀闸的数字化操作。过程层网络采集装置与通信装置之间采用双光纤网通信，数据速率value="3" UnitName="m">3M，满足9

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发表时间：2018-07-13T12:08:39.967Z 来源：《电力设备》2018年第7期作者：张勇[导读] 摘要：文章对煤矿供电系统发生越级跳闸的原因进行分析，并提出了煤矿供电系统防越级跳闸的相应技术，以及介绍这些技术的应用情况。（太原煤炭气化（集团）有限责任公司东河煤矿山西省临汾市 041207）摘要：文章对煤矿供电系统发生越级跳闸的原因进行分析，并提出了煤矿供电系统防越级跳闸的相应技术，以及介绍这些技术的应用情况。关键词：煤矿供电系统；越级跳闸；防治 1引言煤矿井下由于空气稀薄、潮湿阴暗、空间狭窄、机电设备较多，其供电系统中的电缆容易出现短路而导致出现越级跳闸问题，对井下的用电设备和照明及保护系统造成较大的影响，所以在煤矿井下的供电系统管理中，采用合适的防越级跳闸技术来确保供电系统的可靠性是技术人员研究的重点之一。 2煤矿供电系统发生越级跳闸的原因 2.1保护控制装置问题在煤矿井下的供电系统中，保护控制装置是对供电系统起到保护作用的关键装置，所以在对煤矿井下供电系统中的保护控制装置选择时，需要确保其具有较高的保护控制性能，满足煤矿井下特殊环境下的供电系统保护要求。此外，保护控制装置还具有预警功能，可以在井下供电系统出现异常以及安全隐患时发出预警，所以要求其具有较高的灵敏性、较快的响应速度和较高的检测精确度，否则就容易出现防越级跳闸问题。 2.2运行环境及开关质量问题由于煤矿井下作业环境比较恶劣，不仅空间狭窄，而且空气较为潮湿，空气流通性差，容易降低井下供电系统中电气设备的使用性能，影响其运行的稳定性，从而对变频器以及保护设备等造成谐波干扰等影响，且容易导致错误操作的发生，从而引起越级跳闸问题。此外，由于在比较狭窄的空间中布置较多的电气设备，如果所用开关的质量较差而引起联动性不高的问题，从而引发开关难以启动或启动时间较长的问题，也容易引发越级跳闸现象。 2.3电压不稳定问题煤矿井下供电系统中的电气设备以及井下用电设备来说，需要供电系统具有稳定的电压，但是在井下同时使用多种机电设备时，容易引起短时间内的供电系统电压不稳定的状态，当供电系统中出现电压波动时，当没有触及安全警戒线时则会出现越级跳闸问题。此外，当变压器由于受潮、老化等问题而出现异常时也会导致电压不稳定，且在低压线路短路、接地以及内部零件松动等问题下，变压器启动时就会发出异常声响并导致电压波动，从而引发越级跳闸的问题。 2.4继电保护不到位的问题由于煤矿井下供电系统中经常存在电压波动等问题，所以对于供电系统进行电压警戒线的设置可以有效保护供电系统稳定以及电气设备和用电设备的安全，当出现电压波动异常等问题时可以及时切断电源，控制故障范围。但是当煤矿井下供电系统在其他特定原因下会导致继电保护装置产生拒动、误动等问题，并可能发生设备内直流电源的电流回路或者二次回路出现故障等问题，这样就会导致继电保护不到位的问题而引发越级跳闸问题的发生。 3煤矿供电系统防越级跳闸技术应用 3.1通讯保护技术的应用在煤矿供电系统中采用通讯保护技术，就是在地面设置监控主机并且在井下进行智能保护器的安装，这样就可以对煤矿供电系统进行有效监控，并对各个开关之间的信息进行掌握。当煤矿井下供电系统中的某个开关智能保护器数据出现异常时，监控主机就根据接收到的信息进行数据偏差分析，从而可以对短路故障位置进行确定，并且可以通过下达控制指令的方式对短路位置的上级开关进行控制，防止出现越级跳闸的问题。 3.2光纤纵差保护技术的应用此技术在煤矿井下供电系统中的应用属于差动保护技术的范畴，其对光纤纵差保护器具有较大的依赖性，其原理就是对光纤传输中的电气量作为检测依据，当供电系统在光纤传输的作用下进行双侧通讯时，对两侧之间的电气量进行对比，就可以对供电系统中的通信故障问题进行判断并快速实现电流速断保护。此种差动保护技术与传统的差动保护技术相比，其可以将信息传输的主要线路作为主保护区域，所以可以实现对线路全部长度的保护，当系统中出现问题时，下级开关的光纤差动保护器就向上级开关的光纤差动保护器发送相应的信号，然后通过对两端电流差的比较和分析，判断线路中是否出现短路问题，并在需要时将上级开关断开，从而可以有效避免越级跳闸问题的发生。 3.3电气闭锁防越级跳闸技术的应用此种技术在煤矿井下供电系统中的应用较为简单，比较适用于在中小型煤矿企业中，且根据煤矿井下较为复杂的供电线路的特点，通常采用双回路供电设计方式，需要采用并联、串联等混合连接的方式确保电气闭锁防越级跳闸技术的应用效果，而且由于此技术需要进行超远距离的电气闭锁信号的传递，所以容易受到外界干扰而影响信号传递的准确性和效率，且随着井下供电设计方式的复杂化，电气闭锁系统也越来月复杂，给工作人员提出较高要求，且当电气闭锁系统存在自身信息不完整的问题时，会导致在出现故障时不能及时发出报警信号，影响越级跳闸判断的正确性。 3.4分站集中控制技术的应用此技术在煤矿井下供电系统中的应用需要至少安装一台分站设备，并且与一定范围之内的防越级跳闸开关之间建立通信关系，这样当井下供电系统某处发生短路或断路故障时，防越级跳闸开关就会对其进行检查并将相应的信号传递给相应的分站设备，地面的计算机软件系统就会对相近的开关进行识别，从而可以对越级跳闸故障进行控制和预防。此种控制技术可以对故障位置进行准确判断并且具有较高的灵敏度，但是对通信系统的依赖性较高。

2021版煤矿井下高压电网越级跳闸的原因及防治措施浅议

2021版煤矿井下高压电网越级跳闸的原因及防治措施浅议 Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0122

2021版煤矿井下高压电网越级跳闸的原因及防治措施浅议随着经济的发展对能源的需求量的逐渐增加，煤矿开采规模也越来越大，但一些安全隐患也逐渐暴露出来。尤其是当煤矿井下发生短路故障时，往往发生高压网络越级跳闸的事故，造成井下大面积停电，引起瓦斯积聚和排水缓慢，直接影响到井下作业工人的生命安全，如果越级跳闸到井下中央变电所，甚至会造成整个生产系统的瘫痪。为了提高煤矿井下生产的安全性，本文浅析了煤矿井下高压电越级跳闸的原因以及相应防治措施。煤矿井下高压电网越级跳闸的原因 1.1开关机构配置不当随着对煤矿开采量和开采深度的不断增加，所需机电设备相应投入使用增多，用电负荷也逐渐加大，井下所选用的防爆开关也在

不断的更换，但很难做到与地上供电所的电路十分匹配的。但煤矿开采环境都位于在地下深处，环境比较潮湿很容易造成高压防爆机构卡容易卡涩、不灵活，增加开关的固有动作时间，当发生短路时，地面的高压开关动作快于井下高压防爆开关从而造成越级跳闸现象。 1.2电流保护电流动作值无法配合井下馈线线路多数有两个及以上分段负荷，节点间线路较短，电流速度保护没有规定范围，从而使节点间在电流动作值上无法配合，造成节点间的电流速断保护误动作。 1.3电流保护时间极差无法配合煤矿企业为了及时准确的切除故障一般6KV电源愦出线电流速断保护的动作时限整定为0s动作时限，这样并下各级线路的速断保护只能整定为0s的动作时限。但传统的速断保护是按照上下级0.5s 的级差阶梯配合的原则制定的[3]。假如速断保护采用通过动作时限上下级互相配合的形式，需要增强电缆通过故障电流的导电能力，与此同时对电缆的绝缘和防爆性能的要求也要提升，所以需要增加

煤矿井下供电系统防越级跳闸技术

煤矿井下供电系统防越级跳闸技术发表时间：2020-03-16T14:57:30.657Z 来源：《电力设备》2019年第21期作者：李东方张艳 [导读] 摘要：煤矿行业是一个危险性相对较高的行业，并且工作人员的日常工作环境十分恶劣。（鄂尔多斯市营盘壕煤炭有限责任公司内蒙古自治区鄂尔多斯市 017300）摘要：煤矿行业是一个危险性相对较高的行业，并且工作人员的日常工作环境十分恶劣。这就导致工作人员在回采电缆期间，如果发生摩擦，或者供电系统在运行期间应用了大量的变频器，以及应用一些软启动器等各种装置，系统在运行期间的谐振过电压过多，有可能会引起爆炸，造成严重的破坏。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对煤矿井下供电系统防越级跳闸技术提出了一些建议，仅供参考。关键词：煤矿井下供电系统；原因；防越级跳闸技术引言随着我国煤矿产业的发展速度不断加快，在整个煤矿开采的规模上正在不断扩张，工作面正在朝着更深层次上不断延伸，为了最大限度上保证整个供电系统的安全性和可靠性，相关煤矿开采单位必须要针对供电系统防越级跳闸问题进行深入性的研究和解决，以此来有效保证整个煤矿井下开采工作的安全性和稳定性。 1.防越级跳闸原理在煤矿供电系统进行监控期间，采用的解决方案就是与供电系统的日常情况相结合，通过相应的分析与研究得到的相应的方案。煤矿作业期间，在中央变电区域，或者其采煤变电区域，如果因为保护煤矿中采用供电系统的安全性，出现了一些紧急情况。或者在长久应用后，进行保护时，形成具有较强冲击电能的负荷现象，导致煤矿供电系统中驱动继电器可以正常运行，而驱动继电器除了具有单项输出点外，还有其他辅助输出节点。在应用辅助节点时，要对煤矿供电系统中输出电缆进行应用，将电力系统合理的进入到中央变电区域，再并入进线侧保护设施，在间隔应用煤矿供电系统时，应加强对内部保护设施的重视，其对于确保煤矿供电系统运行的安全性来说意义重大。这主要因为，保护设施在具体运行过程中，能够将煤矿系统中出现间隔的起动继电器的各项动作作为一种类似遥信输出处理，因此，发现煤矿供电系统在运行期间发出保护起动信号后，可以快速起动电路隔断，实现防越级跳闸。 2.产生越级跳闸的主要原因随着国内煤矿行业的发展，煤矿井上井下供电系统越来越庞大、复杂。矿井有多个采区，每个采区有多个分区变电所担负工作面供电，供电系统也随之分布区域扩大、供电设备增多多、供电距离增长。基于以上特点，煤矿供电事故屡有发生开关越级跳闸现象，严重时造成大面积停电，影响矿井安全生产。（1）井下供电设备保护器基本上是半模拟半数字保护，易出现定值漂移现象，造成保护误动或拒动，同时保护器精度差，定值不能连续调整，无法实现上下级保护的配合，导致越级跳闸。（2）保护没有解决低电压的问题，使之电网系统的电压波动而造成大面积停电。（3）保护配备不具有选择性漏电保护、故障录波、PT断线等保护功能。煤矿井下越级跳闸问题是长期困扰煤矿安全生产的大问题，目前大部分矿井是靠将上级开关短路速断保护增加一段小延时(10～200ms)，短路时下级开关短路速断保护先启动，以保证下级开关先动作。但由于开关机构的差异造成开关跳闸灵敏度不同，其延时能否完全保证下级开关都先于上级开关动作则有待试验。 3.煤矿井下供电系统防越级跳闸技术 3.1分布式网络保护，电缆短路防越级网络优先技术，即防越级网络识别信号在网络中优先传输，防越级零延时。故障定位，根据故障位置动态调整各级防越级延时，可在0.5s时延内，实现7级以上级联线路防越级。开关可靠性在线监测，机构异常自动报警，提高开关分段可靠性。 3.2健全线网架结构的原理特点 1)对每条线路进行建模，利用故障时本线路的零序电压、电流等信号，求解本线路的模型参数，识别模型符合性识别故障，具有自举性。目前其他方法均需对所有线路进行比较，方能选出故障线路。2)在模型参数识别时能利用全频带信息，为准确选线提供了可靠基础，灵敏度高、耐过渡电阻能力强;而目前其他方法或只用稳态信号、或某几次谐波、或某一频带信号等，算法判据利用信息量有限，灵敏度、实用性受到限制。3)对于间歇性电弧接地故障，该原理有着天然的适应性与优越性，这是因为无论电弧间歇程度如何，该方法将健全线等效成的电容模型都未发生变化，即健全线的结构并未变化，方法仍然成立，而对于电气量比较的方法，由于电弧间歇会导致的电气量变化，进而影响其判别的稳定性和正确性。4)变压器中性点接地方式与配电网规模对本方法没有影响。传统的基于电气量的方法，受中性点接地方式与电网规模影响，电气量变化范围巨大，影响判据的整定，适用性差。该方法识别的是健全线的网架结构，不受上述因素的影响，适用性强。 3.3基于电压波动识别技术的电压波动防越级通过微机保护装置智能识别短路引起的欠电压、瞬间电压波动以及长时间欠压故障，自动投入电压波动保护，躲避电压波动，防止欠压释放动作引起大面积停电。该技术可防止由于短路故障引起的母线欠电压或地面电网电压波动引起的大面积停电。通过电压波动智能识别技术可以解决由于电动机群起、短路故障欠电压、地面电网瞬时故障欠电压引起的越级跳闸问题，提高防越级跳闸可靠性。 3.4光纤环网复用技术降低维护成本光纤环网复用技术利用环网实时监控供电系统信息，不但提高了供电系统的可靠性，且因为故障风降低使得维护成本投入减少。光纤环网复用技术是基于两层网络协议所研发的光纤复用技术，与TCP/IP的7层网络协议相比，优先级更高，传输更快（防越级信号传输时间＜1ms）。为防止网络堵塞，保证网络传输实时性，防越级网络应避免与视频监控网络共用同一芯光纤。 3.5监控系统软件防病毒，可靠性高 Windows操作系统应用普遍，流行病毒多，很容易受到黑客攻击，安全性差。为此，该系统特采用了最安全的军工安全级Linux操作系统的监控软件平台，Linux操作系统源码开源，安全分区管理，安全级别高，病毒少，不容易被黑客攻击；采用基于Linux操作系统的煤矿供电监控系统，对于保证煤矿供电安全具有重要意义。 3.6隔爆型短路闭锁控制器第一，闭锁控制信号可以通过电缆来进行传输，同时也可以通过光缆来进行传输，可以适用在各种不同环境的景象布线形式；第二，防越级跳闸闭锁控制器在工作过程当中的通讯能力相对较强，可以直接通过进入以太网或者是电力监控系统来进行工作；第三，防越级跳

越级跳闸成因及防范对策

越级跳闸成因及防范对策探讨浅谈继电保护是电力系统的重要组成部分，是保证电网安全稳定运行的重要手段。随着集团各公司电力系统的不断发展和电力系统故障对安全生产带来的巨大损失，对继电保护动作正确性的要求越来越高。作为专业管理和执行部门对保护定值的正确性、保护装置的可靠性及二次回路的完好性越来越重视，判断电力系统保护优劣的一个重要依据就是当电力系统故障时是否会发生越级跳闸，此次协会会议的主题就是探讨如何防止越级跳闸，就这个主题谈一下自己的肤浅的认识：一、越级跳闸的成因： 1、名词术语：越级跳闸：是指电力系统故障时，应由保护整定优先跳闸的断路器来切除故障，但因故由其它断路器跳闸来切除故障，这样的跳闸行为称为越级跳闸。 2、越级跳闸的成因：（1）、保护定值整定不当，特别是上下级保护定值配合不当，当下级发生故障时本级保护不动作或上下级保护同时动作；案例一：2002年10月楚星硫磺制酸10KV站2000KW主风机在启动过程中因热变电阻柜多次启动后水阻沸腾而发生三相短路，主风机出线柜和10KV进线柜同时跳闸，至使磷复肥系统断电停车。事故后经查，主风机出线柜差动速断整定为16.88A，时限0S，（变比为200/5），折算到一次侧电流为675.2A；一段进线柜速断整定值为17.32A，时限为0S，（变比为1000/5），折算到一次侧电流为3464A，而装置上的故障电流记录为10.23KA，所以当馈出线发生故障时两级保护同时动作。现将进线柜速断保护改为49.34A，时限0.3S，

短延时定值15.52A，时限0.5S，长延时定值为8.36A，时限9S，当2004年1#尾气风机电机接线盒处发生三相弧光短路时，本柜保护可靠动作，没有发生越级现象。案例二：2005年11月3日，磷复肥6#磨机（10KV绕线电机，功率900KW）转子滑环在启动时击穿，本柜保护未动作，而使阳合岭变电站岭02线二段过流动作将岭02磷铵线跳掉，事故后查6#磨机保护定值发现电流速断为23.8A，时限0S，反时限过流3.4A，时限2.44S，（变比为100/5），延时30S，阳合岭岭02线过流二段定值为5.2A，时限为1.5S，（变比为150/5），当电机滑环短路时，电机处于带载堵转直接启动，但由于滑环不是三相金属固接同时磨机是重载设备，所以滑环故障启动时启动电流达不到速断动作值，又达不到反时限动作时间，查阳合岭岭02线动作值为10.23A，折算到一次侧电流为306.9A，此值达不到6#磨机速断定值，但满足岭02线二段过流动作值，当时限达到1.5S时使其动作跳闸。现将速断定值改为11.8A，当12月28日6#磨机再次发生滑环击穿时，本柜速断保护可靠动作没有发生越级事故。（2）、上下级保护时限配合不当，当发生故障时下级保护时限未到而达到上级时限使上级保护动作；进线与出线的继电保护的整定值和时限的配合很重要，否则很容易发生越级跳闸。为了保证电力系统的稳定运行，供电部门对用户进线的继电保护要求都比较高，进线的速断与过流必须满足上一级电网的要求，时间越短越好。这就给出线开关的保护整定带来一定困难，有些地方用户变电站进线与出线的速断只靠动作电流来配合，速断没有时间差，当电网短路容量大时，完全靠动作电流来配合，就容易出现越级跳闸。在变压器高压侧出现短路故障，其短路电流与母线基本相等，如果速断没有时间配

煤矿井下高压电网越级跳闸的原因及防治措施浅议参考文本

煤矿井下高压电网越级跳闸的原因及防治措施浅议参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

煤矿井下高压电网越级跳闸的原因及防治措施浅议参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。随着经济的发展对能源的需求量的逐渐增加，煤矿开采规模也越来越大，但一些安全隐患也逐渐暴露出来。尤其是当煤矿井下发生短路故障时，往往发生高压网络越级跳闸的事故，造成井下大面积停电，引起瓦斯积聚和排水缓慢，直接影响到井下作业工人的生命安全，如果越级跳闸到井下中央变电所，甚至会造成整个生产系统的瘫痪。为了提高煤矿井下生产的安全性，本文浅析了煤矿井下高压电越级跳闸的原因以及相应防治措施。煤矿井下高压电网越级跳闸的原因 1.1开关机构配置不当随着对煤矿开采量和开采深度的不断增加，所需机电

设备相应投入使用增多，用电负荷也逐渐加大，井下所选用的防爆开关也在不断的更换，但很难做到与地上供电所的电路十分匹配的。但煤矿开采环境都位于在地下深处，环境比较潮湿很容易造成高压防爆机构卡容易卡涩、不灵活，增加开关的固有动作时间，当发生短路时，地面的高压开关动作快于井下高压防爆开关从而造成越级跳闸现象。 1.2电流保护电流动作值无法配合井下馈线线路多数有两个及以上分段负荷，节点间线路较短，电流速度保护没有规定范围，从而使节点间在电流动作值上无法配合，造成节点间的电流速断保护误动作。 1.3电流保护时间极差无法配合煤矿企业为了及时准确的切除故障一般6KV电源愦出线电流速断保护的动作时限整定为0s动作时限，这样并下

井下防越级跳闸与电力监控系统项目设计与实施方案

井下防“越级跳闸”与电力监控系统项目设计与实施方案

1 项目的必要性 1.1 矿井电网目前存在的主要问题 1.1.1 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煤炭企业电网普遍存在多级辐射状供电模式，其特点为：一方面由于延伸级数多，电网配合时限不足，以致保护时限无法配合；另一方面由于系统容量增大、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由于无选择性配合，造成井下供电系统大面积停电，引发停电停风事故，严重影响煤炭安全生产。 1.1.2 矿井电网漏电保护的可靠性问题，影响供电可靠性我国3～35kV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，在单装置中实现可靠的漏电保护功能则更加困难，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脱谐度等因素的影响，造成漏电保护功能不可靠，影响矿井电网的供电可靠性。 1.1.3 矿井电网的自动化水平偏低，技术管理手段落后随着技术的发展，煤炭企业开始采用一些监控技术提高生产效率和安全性，矿井电网的地面变电站逐步实现了综合自动化系统，但由于煤矿井下电网的特殊性，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。 1.2 项目实施的必要性以上问题已成为制约煤炭安全生产的技术难题，解决这些难题、提高矿井电网的可靠性已势在必行。传统的电流保护技术采用定值与时限配合的原则实现保护选择性，鉴于上述分析的原因，这种配合原则已无法从原理上解决煤矿电网的保护选择性问题；随着矿井供电规模的增大，越来越多的矿井电网采用消弧线圈接地方式，而现场的许多保护装置仍沿用功率方向型漏电保护技术原理，当系统发生接地故障时，则势必造成系统“误动”现象频繁。针对上述技术难题弘毅电气开发了智能零时限电流保护、光纤差动保护和改进型零序导纳原理的漏电保护技术，从原理上解决了矿井电网的“越级跳闸”问题。智能零时限电流保护技术不需要定值和时限的严格配合，采用网络通信技术自下而上地传递保护故障信息的方法实现保护的选择性；改进型零序导纳原理的漏电保护能自适应矿井电网的中性点接地方式；井下应用的综合保护装置采用高性能的软硬件平台、国际标准的通信协议，提高了保护装置的可靠性和适用性。通过长期的现场试运行证明，能有效地解决矿井电网的存在技术问题，提高煤矿供电系统的运行可靠性。电力作为煤炭开采活动的主要动力，在煤炭生产过程中占有重要地位，矿井电网的运行安全和可靠性是煤炭安全生产的重要保障。特别是对于高瓦斯矿井，因无计划停电、停风而导致的瓦斯、煤尘等重大恶性事故时有发生，矿井电网的供电可靠性已成为影响煤矿安全生产的重大安全隐患。因此，矿井电网有必要建成一个智能化、数字化和自动化的坚强电网，提高矿井电网的可靠性和自动化水平，保障煤炭企业的安全生产。

防止越级跳闸研讨会

防止越级跳闸研讨会一、术语：越级跳闸：是指电力系统故障时，应由保护整定优先跳闸的断路器来切除故障，但因故由其它断路器跳闸来切除故障，这样的跳闸行为称为越级跳闸。短路是指电力系统运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接。包括对称性（三相短路）和不对称性（两相短路、两相接地短路、单相接地短路）。若供电电源的内阻抗小于短路回路总阻抗的5%～10%时，则可认为供电电源为无限大功率电源，则可认为这种情况下外部发生短路对电源影响很小，近似为电源电压幅值和频率保持恒定。短路电压残压计算=本线路电抗值*Un/本线路电抗值+系统电抗值系统短路容量=sj基准容量/系统电抗值二、越级跳闸的成因： 2.1、保护定值整定不当，特别是上下级保护定值配合不当，当下级发生故障时本级保护不动作或上下级保护同时动作； 2.2、上下级保护时限配合不当，当发生故障时下级保护时限未到而达到上级时限使上级保护动作；进线与出线的继电保护的整定值和时限的配合很重要，否则很容易发生越级跳闸。进线与出线的过流靠过流值与时间差来保证继电保护的选样性。过流配合的时间差一般应小于0.5秒，虽然现在高压开关都选用真空断路器，其固有动作时间比较小，但开关的固有动作时间、继电保护出口

时间、中间继电器的动作时间以及操作机构的动作时间与继电保护整定时间都有一定关系。所以进线与出线过流保护的时间差整定太小，也容易发生越级跳闸。 2.3、继电保护回路接线错误，如将电流继电器串联结成并联而使保护定值增大一倍，将电流继电器并接结成串接而使保护定值缩小一倍，保护二次回路接线错误将速断接为过流，将过流结为速断，当回路故障而整定值正确时不能正确动作； 2.4、继电器、断路器可动系统卡涩，触点接触不良，跳闸线圈烧毁，当保护正常动作时不能接通跳闸回路； 2.5、用于继电保护的电流互感器参数选择不当，特别是电流互感器的抗饱和能力不足，当系统的短路电流很大时，电流互感器铁心将发生严重过饱和现象，在稳态对称短路电流（无非周期分量）下，影响互感器饱和的主要因素是：短路电流幅值、二次回路（包括互感器二次绕组）的阻抗、TA的励磁阻抗、TA匝数比和剩磁等。我公司选用5p10或10p20、0.5或0.2级精度。0.5级误差就是正负0.5%. 0.2级误差就是正负0.2%。 2.6、直流系统设计缺陷或故障。三、公司变配电系统简介本公司变电系统采用110/10kv电压等级单回路进线，10kv母线侧采用两主变并列运行，至各车间电气室线路采用放射式结构。以高枧站965开关为例见下图。