井下防越级跳闸与电力监控系统项目设计与实施方案.pdf

井下防“越级跳闸”与电力监控系统 项目设计与实施方案 煤矿井下防“越级跳闸”与电力监控系统 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。 1 煤矿井下防“越级跳闸”与电力监控系统 1.3 项目实施的目标 采用新型的网络保护技术，解决煤矿井下供电系统继电保护选择性和速动性的矛盾，从根本上解决 矿井电网继电保护的 “越级跳闸”问题，提高煤矿供电系统可靠性和安全性，为煤矿安全生产提供有力 保障。 采用新型的漏电保护技术，解决矿井电网漏电保护的可靠性问题，避免漏电保护动作不可靠造成的 系统保护“误动”和 “越级跳闸”，提高供电系统可靠性。 构建集成的矿用电站自动化系统，实时监控矿井电网的运行状态，提高矿井电网的自动化水平、运 行效率和经济效益，为矿井电网的安全运行提供决策支持。 2 防“越级跳闸”与电力监控系统技术简介 2.1 概述 弘毅电气矿用电站自动化系统融入了智能零时限电流