智能網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)在岱莊煤礦供電系統(tǒng)的應(yīng)用

楊萬(wàn)慶 趙丙慶 李 濤 肖國(guó)輝 李玉偉

(1.淄礦集團(tuán)公司岱莊煤礦；2.山東省充填開(kāi)采工程技術(shù)研究中心；3.北京廣大泰祥自動(dòng)化技術(shù)有限公司)

智能網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)在岱莊煤礦供電系統(tǒng)的應(yīng)用

楊萬(wàn)慶1,2趙丙慶1，2李 濤1,2肖國(guó)輝3李玉偉3

(1.淄礦集團(tuán)公司岱莊煤礦；2.山東省充填開(kāi)采工程技術(shù)研究中心；3.北京廣大泰祥自動(dòng)化技術(shù)有限公司)

煤礦井下供電系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及現(xiàn)有設(shè)備的局限性，在實(shí)際運(yùn)用中經(jīng)常出現(xiàn)越級(jí)跳閘，引起井下停風(fēng)、停電等問(wèn)題。通過(guò)對(duì)煤礦現(xiàn)有基礎(chǔ)條件的分析，結(jié)合目前比較成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立了一套網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)方法，對(duì)井下變電所現(xiàn)場(chǎng)通信系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，以消除煤礦現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的弊端。通過(guò)實(shí)際運(yùn)行，該方法有效解決了煤礦井下越級(jí)跳閘等問(wèn)題，且使用、維護(hù)簡(jiǎn)單，不需要額外增加設(shè)備或線纜。

井下供電 越級(jí)跳閘 網(wǎng)絡(luò)保護(hù)

岱莊煤礦井下供電環(huán)境復(fù)雜，電磁干擾、供電線路、保護(hù)精度等，都是引起井下越級(jí)跳閘的潛在隱患。在越級(jí)跳閘事故中，因短路及由此引發(fā)的電壓降低為主要因素。由于我國(guó)煤礦井下大部分供電系統(tǒng)均是短線路供電，且開(kāi)關(guān)級(jí)多，當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，短路點(diǎn)與下井電源兩處短路電流基本一致，而地面使用的開(kāi)關(guān)柜在開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)和保護(hù)精度上都比井下開(kāi)關(guān)可靠，所以極易引起地面開(kāi)關(guān)直接跳閘，從而導(dǎo)致越級(jí)跳閘；另外井下使用的防爆開(kāi)關(guān)大都配置有失壓脫扣器，在電壓低至一定程度時(shí)，脫扣器會(huì)立即動(dòng)作跳閘，由于沒(méi)有延時(shí)，當(dāng)發(fā)生短路而造成線路電壓壓降時(shí)，同樣也會(huì)引起越級(jí)跳閘和誤動(dòng)作事故。

北京廣大泰祥自動(dòng)化技術(shù)有限公司研發(fā)了具有智能網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)的SGZB-07A高壓配電綜合監(jiān)控保護(hù)裝置和KJ516電力監(jiān)控管理系統(tǒng)，將該系統(tǒng)應(yīng)用到岱莊煤礦-315 m水平供電系統(tǒng)，消除了越級(jí)跳閘現(xiàn)象，提高了供電系統(tǒng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)了變電所無(wú)人值守遠(yuǎn)程操作管理。

1 智能網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)

以往治理越級(jí)跳閘主要采用兩種定值延時(shí)級(jí)差和區(qū)間保護(hù)，這兩種保護(hù)方式一種存在級(jí)數(shù)越多延時(shí)越長(zhǎng)的弊端，另一種只能保護(hù)上下兩級(jí)或一條母線，保護(hù)范圍不全面。

岱莊煤礦所采用的網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)技術(shù)，基于網(wǎng)絡(luò)，綜保、分站和監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了三者或兩兩之間故障信號(hào)、供電系統(tǒng)拓?fù)潢P(guān)系等信息共享，網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了故障信息在監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)各個(gè)保護(hù)器之間的共享。每個(gè)保護(hù)器根據(jù)收到的故障信息以及自身在供電系統(tǒng)中的位置，智能判斷與故障點(diǎn)之間的關(guān)系，確定采用何種保護(hù)方式(速斷保護(hù)、后備保護(hù))，實(shí)現(xiàn)離故障點(diǎn)最近的開(kāi)關(guān)速斷，保護(hù)跳閘切除故障，保證非故障區(qū)域的正常供電，避免了“越級(jí)跳閘”。

實(shí)際運(yùn)用證明，該保護(hù)在供電系統(tǒng)中任一點(diǎn)發(fā)生短路故障都由速斷保護(hù)作為主保護(hù)，并集母差、縱差保護(hù)功能于一體，整個(gè)系統(tǒng)后備保護(hù)的延時(shí)隨故障點(diǎn)位置的不同而動(dòng)態(tài)調(diào)整，保證用最短的時(shí)間切除故障。

2 智能網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

岱莊煤礦井下-315 m水平供電系統(tǒng)的智能網(wǎng)絡(luò)見(jiàn)圖1。高速雙向GD-BUS總線通過(guò)通訊分站接入岱莊煤礦光纖網(wǎng)絡(luò)中，由于采用了全雙工高速現(xiàn)場(chǎng)總線，監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)通訊，并帶有通訊標(biāo)示，即使在脫離系統(tǒng)時(shí)，也能夠分辨出在整個(gè)供電系統(tǒng)中的位置。

圖1 -315 m水平供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

實(shí)際應(yīng)用表明，該監(jiān)控方式能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)死角監(jiān)控，有效避免了區(qū)間保護(hù)的限制，實(shí)現(xiàn)了供電系統(tǒng)的全面保護(hù)。當(dāng)任意一點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，開(kāi)關(guān)保護(hù)器能夠立即發(fā)出故障信號(hào)，使與故障點(diǎn)相關(guān)的開(kāi)關(guān)和系統(tǒng)能明確故障的發(fā)生點(diǎn)和故障線路開(kāi)關(guān)級(jí)別，采用合理的保護(hù)方式防止越級(jí)跳閘。即：故障開(kāi)關(guān)動(dòng)作與速斷跳閘；上級(jí)開(kāi)關(guān)收到下級(jí)發(fā)出的故障信號(hào)后，處于后備保護(hù)狀態(tài)；上上級(jí)開(kāi)關(guān)收到下兩級(jí)故障信號(hào)，處于遠(yuǎn)后備保護(hù)狀態(tài)；其他開(kāi)關(guān)則處于閉鎖狀態(tài)。

處于后備、遠(yuǎn)后備狀態(tài)的開(kāi)關(guān)，在收到下級(jí)分閘信號(hào)且無(wú)故障信號(hào)后，認(rèn)為故障消失則解除后備狀態(tài)，反之則認(rèn)為下級(jí)開(kāi)關(guān)拒動(dòng)，立即動(dòng)作與跳閘切斷故障。該套技術(shù)采用了動(dòng)態(tài)時(shí)間調(diào)整技術(shù)，當(dāng)線路中任意一點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，均能保證開(kāi)關(guān)速度動(dòng)作，有效避免了以往定值延時(shí)級(jí)差造成的延時(shí)問(wèn)題。

3 結(jié) 語(yǔ)

岱莊煤礦在-315m水平中采用了具有后備電源支持的延時(shí)失壓保護(hù)，延時(shí)時(shí)間可調(diào)，在瞬時(shí)失壓失電情況下，利用保護(hù)器內(nèi)置后備電源和失壓延時(shí)保護(hù)功能，躲過(guò)電壓波動(dòng)時(shí)間，防止電壓波動(dòng)造成誤動(dòng)跳閘，并在失電情況下能提供分閘操作電源，保證失壓可靠分閘，確保重要饋線的供電，避免“越級(jí)跳閘”。

岱莊煤礦智能網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)3a的使用實(shí)踐證明，KJ516電力監(jiān)控管理系統(tǒng)所使用的智能網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)技術(shù)，能夠達(dá)到防止井下供電系統(tǒng)越級(jí)跳閘的目的。

2014-07-04)

楊萬(wàn)慶(1965—)，男，副礦長(zhǎng)，高級(jí)工程師，272175 山東省濟(jì)寧。