[发明专利]一种防止煤矿供电系统越级跳闸的方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿供电技术领域，具体涉及一种防止煤矿供电系统越级跳闸的方法。

背景技术

随着我国煤炭企业向着大型化、安全化、自动化的方向发展，煤矿供电系统可靠性成为矿井安全和生产的重要指标。由于煤矿井下供配电网络运行环境和设备的特殊性，导致煤矿井下供配电系统会发生短路、过流、漏电以及由于电压波动引起的停电故障等供电故障。当供电系统发生故障时，供电系统常常会发生越级跳闸现象，越级跳闸现象是指：供电系统发生故障时，超出故障线路以外的开关也发生跳闸停电，导致非故障线路停电，致使故障停电影响范围扩大的现象。因此，有效防止煤矿供电系统越级跳闸现象，对于煤矿供电系统的供电可靠性具有重要意义。

目前，解决煤矿供电防越级跳闸问题的方法为：如文献《基于数字化变电站技术的煤矿井下防越级跳闸方案研究》介绍，供电网络结构如图1所示，采用全站网络数据共享的数字化变电站技术，具体为：

系统在地面主控室设置I回路继电保护主机，采用高速光纤通讯和纳秒级同步采样技术，将井下各高爆开关同步采样的电流、电压数据上送至主控室的继电保护主机，保护主机上配置差动保护模块(以下简称光纤纵差)取代传统过流速断保护作为线路的主保护，差动保护范围固定，实现全系统统一的故障判别和故障切除，从而解决煤矿供电系统广泛存在的“越级跳闸”问题。

然而，此项技术应用于煤矿井下供电系统，仍然无法彻底解决供电越级跳闸问题，而且还会降低井下供电的可靠性，原因如下：

(1)系统对光纤通讯通道依赖性过强，一旦光纤中断，井下各馈电线路即会失去保护功能，严重影响供电安全。由于煤矿井下作业的特点，井下光纤中断现象时有发生，所以基于此方法的供电防越级监控系统无法很好发挥作用。

(2)系统基于同步采样技术，要求采样数据必须实时传输到地面保护主机，由于数据传输通道是公共光纤网络，网络负载比较大，经常会出现数据传输延时、网络堵塞或是光纤中断现象，直接影响继电保护主机保护判别的及时性，影响供电安全。

(3)煤矿井下供电多采取双回路或多回路供电方式，且各个矿井供电方式各不相同，所以基于上述技术的继电保护主机需要根据不同的矿井、不同的供电方式编制相应的继电保护算法程序，程序逻辑不具有通用性，很难保证继电保护的可靠性。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种防止煤矿供电系统越级跳闸的方法，为一种逐级闭锁、动态调整跳闸延时的方法，可有效解决煤矿供电系统越级跳闸问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种防止煤矿供电系统越级跳闸的方法，包括以下步骤：

S1，向煤矿井下各供电线路的继电保护装置中分别嵌入防越级保护模块；

S2，对于所述供电线路中的任意一条n级煤矿供电级联线路，共由n个继电保护装置串联而成，按由下级自上级的顺序，将n个继电保护装置依次记为：继电保护装置1、继电保护装置2…继电保护装置n；将分别嵌入到继电保护装置1、继电保护装置2…继电保护装置n中的防越级保护模块依次记为：防越级保护模块1、防越级保护模块2…防越级保护模块n；其中，n为自然数，并且，n≥2；

并且，防越级保护模块1、防越级保护模块2…防越级保护模块n通过通信线路串联，各个防越级保护模块进行独立的防越级保护判别；

S3，具体的，对于任意的防越级保护模块i，其中，i∈(1、2…n)，均执行以下步骤：

S3.1，所述防越级保护模块i实时检测所属供电线路出线侧的输电信息，并基于所述输电信息，判断所述煤矿供电级联线路是否发生故障，如果否，则循环执行本步骤；如果是，则执行S3.2；

S3.2，当所述防越级保护模块i检测到供电线路发生故障时，从检测到供电线路发生故障的时刻开始，并行执行以下两个步骤：

步骤1：所述防越级保护模块i向相邻上级的防越级保护模块i+1发送1级闭锁信号；其中，所述闭锁信号的传输时间为ts；

步骤2：所述防越级保护模块i读取已设置的一级保护延时Tset0，检测自身是否在一级保护延时Tset0内接收到来自于相邻下级防越级保护模块i-1发出的闭锁信号，如果未接收到，则执行S3.3；如果接收到，则执行S3.4；

S3.3，表明所述防越级保护模块i所在的供电节点为一级供电故障节点，所述防越级保护模块i判断故障持续时间是否超过一级保护延时Tset0，如果超过，则执行S4；否则，执行S5；