防越級(jí)跳閘-2010.8.13.pptVIP

,煤礦6KV供電防越級(jí)跳閘 數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)介紹,南京磐能電力科技股份公司 2010年8月,內(nèi) 容 概 括,1.目前廠礦企業(yè)、煤礦井下存在的越級(jí)跳閘問題 2.越級(jí)跳閘原因分析 3.數(shù)字化變電站系統(tǒng)概述 4.煤礦6KV供電防越級(jí)跳閘數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng) 5.煤礦6KV供電防越級(jí)跳閘數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)成果展示 6.與傳統(tǒng)常規(guī)保護(hù)的對(duì)比 7.煤礦6KV供電防越級(jí)跳閘數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用方案（一） 8.煤礦6KV供電防越級(jí)跳閘數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用方案（二） 9.常村礦示范系統(tǒng) 10.主要業(yè)績,目前廠礦企業(yè)、煤礦井下存在的越級(jí)跳閘問題,供電系統(tǒng)復(fù)雜，線路短，存在3端線路，線路保護(hù)電流定值難以整定，尤其是煤礦井下存在多級(jí)采區(qū)變電站級(jí)聯(lián)的情況，也不能通過增加時(shí)間級(jí)差實(shí)現(xiàn)各級(jí)線路保護(hù)的整定配合，線路故障時(shí)極易出現(xiàn)越級(jí)跳閘，導(dǎo)致大面積停電，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。,越級(jí)跳閘原因分析,常規(guī)系統(tǒng)以速斷過流保護(hù)為主保護(hù)，每一個(gè)小藍(lán)色塊代表一個(gè)速斷過流保護(hù)。由于無時(shí)間級(jí)差，導(dǎo)致速斷保護(hù)必須保護(hù)線路全長，705線速斷保護(hù)的保護(hù)范圍是705開關(guān)到N3采區(qū)1變電所1進(jìn)線高開之間的線路； N3采區(qū)1變電所2高開速斷保護(hù)的保護(hù)范圍是N3采區(qū)1變電所2高開到N3采區(qū)2變電所1高開之間的線路，N3采區(qū)2變電所2高開速斷保護(hù)的保護(hù)范圍是N3采區(qū)2變電所2負(fù)荷饋出線。 由于線路較短，N3采區(qū)2變電所2負(fù)荷饋出線靠近母線處故障時(shí)的故障電流和N3采區(qū)1變電所2高開出線故障時(shí)的故障電流基本相同，這導(dǎo)致速斷保護(hù)定值難以整定，往往導(dǎo)致N3采區(qū)2變電所2負(fù)荷饋出線故障時(shí)， N3采區(qū)2變電所2#高開、705保護(hù)動(dòng)作，即“越級(jí)跳閘”，導(dǎo)致整個(gè)N3采區(qū)1變電所I段母線和N3采區(qū)2變電所I段母線全部停電。,“數(shù)字化變電站”是以變電站一、二次設(shè)備為數(shù)字化對(duì)象，以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)為基礎(chǔ)，通過對(duì)數(shù)字化信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)信息共享和互操作，并以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)測(cè)量監(jiān)視、控制保護(hù)、信息管理等自動(dòng)化功能的變電站。 “數(shù)字化變電站”具有以下優(yōu)勢(shì)： 采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)互操作； 全站同步采樣、數(shù)據(jù)共享大大簡化了現(xiàn)場接線，使實(shí)現(xiàn)以整個(gè)變電站為考慮對(duì)象的保護(hù)控制等功能成為可能。 二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，通信網(wǎng)絡(luò)取代復(fù)雜的控制電纜，消除了電纜帶來的電磁兼容等問題； 采用電子式互感器，消除了電流互感器二次開路及飽和、電壓互感器二次短路及鐵磁諧振現(xiàn)象，具有低功耗、安全環(huán)保等功能；,數(shù)字化變電站系統(tǒng)概述,數(shù)字化變電站特殊應(yīng)用 -煤礦6KV供電防越級(jí)跳閘數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng),應(yīng)用最新的基于全站網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享的數(shù)字化變電站技術(shù)，運(yùn)用高速光纖通訊和納秒級(jí)同步采樣專利技術(shù)，將精確同步采樣的井下各高爆的電流、電壓數(shù)據(jù)上送位于地面控制中心的保護(hù)主機(jī)。 保護(hù)主機(jī)上配置差動(dòng)保護(hù)模塊取代傳統(tǒng)過流速斷保護(hù)作為線路的主保護(hù)，差動(dòng)保護(hù)范圍固定，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)零時(shí)限全線速動(dòng)，從而徹底解決煤礦供電系統(tǒng)廣泛存在的“越級(jí)跳閘”問題，大大提高了煤礦供電系統(tǒng)的供電可靠性。,線路差動(dòng)原理,母線差動(dòng)原理,煤礦6KV供電防越級(jí)跳閘數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng),煤礦6KV供電防越級(jí)跳閘數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)成果展示,最新研究成果： 1、光纖通訊的礦用智能保護(hù)器 2、低功耗礦用隔爆型光通訊接口 3、功能強(qiáng)大的集成保護(hù)測(cè)控裝置（保護(hù)主機(jī)） 4、基于實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)的保護(hù)系統(tǒng)軟件 （含光纖縱差保護(hù)軟件） 5、基于實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)的電度計(jì)量軟件 6、新型大容量點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖數(shù)字通信網(wǎng) 完全解決煤礦供電系統(tǒng)廣泛存在的越級(jí)跳閘的問題，提高煤礦供電系統(tǒng)的供電可靠性。,礦用智能保護(hù)器(一),安裝于井下采區(qū)變電所高壓防爆配電開關(guān)內(nèi)的礦用智能保護(hù)器將就地采集到的模擬量、開入量等信息數(shù)字化后通過光纖網(wǎng)絡(luò)上送給礦用光通訊接口，接受跳閘命令，實(shí)現(xiàn)保護(hù)跳閘。 礦用智能保護(hù)器由PT（100V）供電，并且配備儲(chǔ)能電容，在失去工作電源的情況下能繼續(xù)工作，確保失壓保護(hù)可靠動(dòng)作。,礦用智能保護(hù)器（二）,就地實(shí)現(xiàn)測(cè)控功能，并能在地面的保護(hù)主機(jī)實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控及防誤操作等，遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)刷新，在地面即可完成井下高爆的分、合操作，成功率100%。 在地面保護(hù)主機(jī)上即可查閱、修改礦用智能保護(hù)器就地保護(hù)定值；保護(hù)定值采用標(biāo)準(zhǔn)文件輸出，能使用U盤方便的拷貝、下載定值。,礦用智能保護(hù)器就地保護(hù)功能,礦用智能保護(hù)器能具有保護(hù)功能，光纖網(wǎng)絡(luò)通訊正常時(shí)該保護(hù)功能不啟用，由地面的保護(hù)主機(jī)實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)保護(hù)功能；光纖網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)，礦用智能保護(hù)器自動(dòng)啟動(dòng)以下保護(hù)功能： 三段式電流保護(hù)：速斷、限時(shí)速斷、定時(shí)過流 反時(shí)限過流保護(hù) 二段零序電流保護(hù)（漏電） 三段式低電壓保護(hù) 三段式過電壓保護(hù) 零序過電壓保護(hù) 負(fù)序過流保護(hù) 電纜絕緣監(jiān)視。 非電量保護(hù)（瓦斯閉鎖，風(fēng)電閉鎖）,礦用光通訊接口（一）,將來自礦用智能保護(hù)器的數(shù)據(jù)合并打包后通過光纜送往地面控制中心的集成保護(hù)測(cè)控裝置，接受集成保護(hù)測(cè)控裝置下發(fā)的控制命令并轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的礦用智能保護(hù)器。,礦用光通訊接口（二）,礦用光通訊接口工作電源由采區(qū)變電站所變提供（127V交流），配備儲(chǔ)能電容盒，在失去工作電源的情況下能繼續(xù)工作。 每臺(tái)礦用光通訊接口有： 兩對(duì)上行單模光纖以太網(wǎng)口（一對(duì)和集成保護(hù)測(cè)控裝置通訊、一對(duì)和集成電度計(jì)量裝置通訊） 一芯和GPS時(shí)鐘服務(wù)器對(duì)時(shí)的單模光口、 一對(duì)和其他礦用網(wǎng)絡(luò)接入器同步的單模光口。 礦用光通訊接口安裝于井下采區(qū)變電所內(nèi)，通過礦用阻燃光纜和礦用智能保護(hù)器通訊。,集成保護(hù)測(cè)控裝置（保護(hù)主機(jī)）,基于最新超大規(guī)模FPGA和多DSP內(nèi)核并行處理技術(shù) ，研發(fā)了計(jì)算能力相當(dāng)于100余臺(tái)微機(jī)保護(hù)裝置的保護(hù)主機(jī)。在常村礦示范系統(tǒng)中，單臺(tái)即實(shí)現(xiàn)了8條線路光差，50條線路的保護(hù)和測(cè)控運(yùn)算。,光纖縱差保護(hù)軟件,1）保護(hù)動(dòng)作速度快，平均動(dòng)作速度小于25ms，大大小于36ms的科技立項(xiàng)目標(biāo)。 2）針對(duì)煤礦井下線路短，短路電流大的特點(diǎn)，開發(fā)了CT飽和識(shí)別技術(shù)，能避免穿越性故障時(shí)由于CT飽和導(dǎo)致的光差誤動(dòng)。,高級(jí)擴(kuò)展應(yīng)用軟件,保護(hù)主機(jī)上還可配置母線差動(dòng)保護(hù)，在母線故障時(shí)提供速斷保護(hù)，填補(bǔ)了目前采區(qū)變母線沒有專有保護(hù)的空白。 基于采區(qū)變所有饋出線的零序電流數(shù)據(jù)可以開發(fā)專用漏電保護(hù)模塊，采用光纖傳輸，全站數(shù)據(jù)共享保護(hù)系統(tǒng)，解決了原漏電保護(hù)中存在的抗干擾能力差、傳輸速率慢及數(shù)據(jù)處理速度慢、各支路零序電流無法進(jìn)行比較的問題。 基于零序電壓，全站零序電流和消弧線圈數(shù)據(jù)的綜合處理。先選出所有線路中零序電流5次諧波和基波幅值變化最大的三條，再和記憶的零序電流5次諧波和基波幅值比較，如果最大的一條的幅值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其余兩條，則選出幅值最大的為漏電故障支路，有助于解決漏電保護(hù)準(zhǔn)確性和可靠性的問題。,電度計(jì)量裝置,基于精確的同步測(cè)量電流和電壓數(shù)據(jù)，可在地面控制中心配置電度主機(jī)實(shí)現(xiàn)采區(qū)變饋線的電度計(jì)量。和目前煤礦普遍采用在各高爆安裝電度表，人工抄表的方式相比，本系統(tǒng)可大大減小運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，提高電度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。 最多集成96個(gè)電能計(jì)量單元，可以實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)端口電度計(jì)量。 電度功能模塊化，系統(tǒng)的電度計(jì)量、監(jiān)測(cè)配置由圖形操作完成，配置靈活，便于擴(kuò)展升級(jí)改造。,新型大容量點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖數(shù)字通信網(wǎng),1）獨(dú)有的點(diǎn)到多點(diǎn)的同步采樣控制技術(shù)，保證了所有采集控制裝置同步采樣誤差200ns級(jí)，同步穩(wěn)定且不受鏈路長度影響； 2）采用多種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)過濾規(guī)則，有效杜絕未經(jīng)授權(quán)的下行訪問，極大地提高了系統(tǒng)安全； 3）采用最新的數(shù)據(jù)鏈路糾錯(cuò)技術(shù)，誤碼率下降1000倍 。 3）32位CRC數(shù)據(jù)檢錯(cuò)技術(shù)，避免數(shù)據(jù)誤碼對(duì)系統(tǒng)造成的影響。 4）支持任意速率的二次采樣和在線數(shù)據(jù)訂閱； 5）自動(dòng)檢測(cè)光纖信號(hào)質(zhì)量并給出實(shí)時(shí)狀態(tài)指示； 6）通訊距離達(dá)40KM。,全系統(tǒng)故障錄波,1）實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)數(shù)百個(gè)模擬量通道和開關(guān)量的故障錄波，錄波通道數(shù)大大超過專用故障錄波器。 2）支持高達(dá)20次諧波分析，大大提高了故障分析的準(zhǔn)確性。 3）保護(hù)主機(jī)采用“海量”存儲(chǔ)器，能保存多達(dá)4096條故障記錄，記憶最新32套故障波形。,與傳統(tǒng)常規(guī)保護(hù)的對(duì)比,采用傳統(tǒng)保護(hù)模式： 由于定值難以整定，無時(shí)間級(jí)差，無論在開關(guān)正?；蚴ъ`情況下均會(huì)出現(xiàn)“越級(jí)跳閘”，井下采區(qū)變電站末端饋出故障時(shí)導(dǎo)致6KV開閉所饋出“越級(jí)跳閘”；在CT飽和的情況下會(huì)導(dǎo)致保護(hù)延時(shí)數(shù)十毫秒動(dòng)作。 采用煤礦6KV供電防越級(jí)跳閘數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)模式： 采用光纖差動(dòng)作為線路主保護(hù)，動(dòng)作區(qū)固定，不需要時(shí)間級(jí)差的配合，在任何地點(diǎn)故障均無越級(jí)跳閘；即使開關(guān)失靈，只開放上一級(jí)后備保護(hù)，由上一級(jí)后備保護(hù)動(dòng)作切除故障，不會(huì)造成越級(jí)跳閘；在CT飽和的情況下保護(hù)動(dòng)作速度不受影響；在平時(shí)保護(hù)動(dòng)作情況下比常規(guī)保護(hù)快10ms。,煤礦6KV供電防越級(jí)跳閘數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用方案(一),完全的數(shù)字式系統(tǒng)方案： 該方案在井下配電系統(tǒng)和可能出現(xiàn)越級(jí)跳閘的地面6KV線路安裝礦用智能保護(hù)器，采用高速光纖網(wǎng)絡(luò)將采樣的數(shù)據(jù)上送至位于地面開閉所或變電站的集成保護(hù)測(cè)控裝置，基于全站數(shù)據(jù)共享的保護(hù)裝置按如下原則配置保護(hù)和自動(dòng)裝置。具體為： 在各變電所之間的聯(lián)絡(luò)線配置雙側(cè)線路差動(dòng)保護(hù)、三端線路差動(dòng)保護(hù)； 在各變電所母線配置母線差動(dòng)保護(hù)； 在負(fù)荷線路配置保護(hù)線路全長的過流速斷保護(hù)。 由于以上速動(dòng)保護(hù)完全覆蓋了整個(gè)配電系統(tǒng)且均有明確的動(dòng)作區(qū)，配電系統(tǒng)任一處故障時(shí)保護(hù)均能按最小停電原則立即動(dòng)作，因此完全解決了越級(jí)跳閘問題。 本方案的優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)了保護(hù)和測(cè)控系統(tǒng)的全數(shù)字化，保護(hù)配置靈活，完全擁有DMP5000系統(tǒng)的所有優(yōu)點(diǎn)，徹底解決了越級(jí)跳閘的問題，并且能提供基于全系統(tǒng)零序電流的漏電保護(hù)功能。,煤礦6KV供電防越級(jí)跳閘數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用方案(二),和傳統(tǒng)微機(jī)保護(hù)相結(jié)合的方案： 考慮到大部分故障均為線路故障，母線故障概率較小。本方案在各變電所之間的聯(lián)絡(luò)線兩端安裝礦用智能保護(hù)器，采用高速光纖網(wǎng)絡(luò)將采樣的數(shù)據(jù)上送至位于地面開閉所或變電站的保護(hù)裝置，基于全站數(shù)據(jù)共享的保護(hù)裝置配置雙側(cè)線路差動(dòng)保護(hù)、三端線路差動(dòng)保護(hù)作為這些聯(lián)絡(luò)線的主保護(hù)，并且把聯(lián)絡(luò)線四遙信息送至監(jiān)控主機(jī)，而在各變電所保留大量的原微機(jī)保護(hù)裝置，通過光端機(jī)把四遙信息送至監(jiān)控主機(jī) 本方案相對(duì)完全的數(shù)字式系統(tǒng)方案，由于礦用智能保護(hù)器數(shù)量大大減少，需要的礦用光通訊接口數(shù)量也大大減少，費(fèi)用大大降低，具有較高的性價(jià)比。本方案尤其適合已經(jīng)安裝了微機(jī)保護(hù)裝置，只需要解決越級(jí)跳閘問題的煤礦供電系統(tǒng)，這樣大部分微機(jī)保護(hù)裝置不需要更換，可以用較少的費(fèi)用達(dá)到大大減少越級(jí)跳閘的目的。,潞安常村礦示范系統(tǒng),N3采區(qū)1#變電所： 29臺(tái)高壓防爆配電開關(guān)，配置29臺(tái)井下礦用智能保護(hù)器、2臺(tái)礦用光通訊接口。 N3采區(qū)2#變電所： 21臺(tái)高壓防爆配電開關(guān)，配置21臺(tái)井下礦用智能保護(hù)器、2臺(tái)礦用光通訊接口。 在主控室內(nèi)設(shè)置： 保護(hù)測(cè)控屏A和B以及綜合屏各1面，共計(jì)3面屏。配置2臺(tái)集成保護(hù)測(cè)控裝置，1臺(tái)圖形終端主機(jī)，1臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)，1臺(tái)GPS時(shí)鐘服務(wù)器。,常村礦典型配置圖,主要業(yè)績,煤礦6KV供電防越級(jí)跳