[发明专利]基于稀疏矩阵的矿井高压电网漏电保护整定计算方法有效

专利信息
申请号: 201510205572.8 申请日: 2015-04-28
公开(公告)号: CN104809346B 公开(公告)日: 2017-06-27
发明(设计)人: 王新良;张中卫;靳翔;高庆华;李辉;杨茜惠 申请(专利权)人: 河南理工大学
主分类号: G06F19/00 分类号: G06F19/00
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 454000 河南*** 国省代码: 河南;41
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摘要: 发明公开了基于稀疏矩阵的矿井高压电网漏电保护整定计算方法,包括如下步骤依据母线节点和支路节点的稀疏矩阵、母线节点和联络节点的稀疏矩阵及开关状态矩阵,计算支路节点与支路节点供电关系矩阵;依据支路节点与支路节点供电关系矩阵完成网络拓扑辨识,并以此为基础实现漏电保护自适应整定计算;本发明基于矿井高压供电系统特点,提出了基于稀疏矩阵的矿井高压电网漏电保护整定计算方法。该方法基于稀疏矩阵构造矿井高压供电系统的网络拓扑模型,能够很方便地完成矿井高压供电系统供电网络的拓扑辨识,并以此为基础实现漏电保护自适应整定计算功能。
搜索关键词: 基于 稀疏 矩阵 矿井 高压 电网 漏电 保护 计算方法
【主权项】:
基于稀疏矩阵的矿井高压电网漏电保护整定计算方法,其特征在于,所描述的漏电保护整定计算方法包括如下步骤:步骤11,在稀疏矩阵中使用三元组(,,)方式描述矩阵中的非零元素,、、分别为该非零元素的行号、列号和数值,并给出了二进制稀疏矩阵乘法运算的计算方法;默认情况下,矩阵元素与矩阵元素乘法运算为二进制与运算,元素与元素的加法运算为二进制或运算;步骤12,依据矿井高压供电系统供电关系,生成母线节点和支路节点的稀疏矩阵和;步骤13,依据稀疏矩阵和开关状态矩阵生成稀疏矩阵;步骤14,依据稀疏矩阵和开关状态矩阵生成稀疏矩阵;步骤15,依据矿井高压供电系统供电关系,生成母线节点和联络节点的稀疏矩阵和;然后由稀疏矩阵和获得稀疏矩阵;步骤16,依据单向图的连通性和二进制稀疏矩阵乘法运算的计算方法,由稀疏矩阵、稀疏矩阵、稀疏矩阵和开关状态矩阵计算支路节点与支路节点供电关系矩阵,矩阵为行列;步骤17,基于支路节点与支路节点供电关系矩阵实现矿井高压电网漏电保护整定计算;在步骤11中,具体包括如下步骤:步骤111、假定稀疏矩阵,为行列,为行列,则为行列;步骤112、从稀疏矩阵中任意取出一个元素;步骤113、该元素在中用三元组(,,1)表示,行号为,列号为;在稀疏矩阵中查找行号为的所有三元组元素,对查找得到的所有三元组元素将其行号用代替后,全部添加到矩阵中;步骤114、如果中仍然有三元组元素未被遍历,则从中取出下一个没有被遍历的三元组元素,重复执行步骤113;如果中所有元素均被遍历,执行步骤115;步骤115、针对稀疏矩阵中行号、列号和数值相同的三元组只保留一个,其余重复的全部从中删除,最终得到的稀疏矩阵即是二进制稀疏矩阵乘法运算的结果,乘法运算执行完成;在步骤16中,具体包括如下步骤:步骤161、依据单向图的连通性,将稀疏矩阵和稀疏矩阵做二进制稀疏矩阵乘法运算,得到原始的第1级支路节点与支路节点供电关系矩阵,是稀疏矩阵,为行列,且稀疏矩阵;步骤162、因为采用的是单向图结构,所以在计算获得的支路节点与支路节点供电关系矩阵中,支路节点与支路节点之间的供电关系未能得到正确反映;因此对获得的供电关系矩阵需要进行修正,将矩阵中所有元素加入到矩阵中,为行列;针对矿井高压电网中的每一个支路节点,执行步骤163;步骤163、如果支路节点对应的开关状态,则在稀疏矩阵中添加元素(,,1);步骤164、将矩阵和自身做二进制稀疏矩阵乘法运算,得到一个新的稀疏矩阵,且;步骤165、比较矩阵和矩阵是否发生变化,如果发生变化,则用矩阵替换矩阵,重复执行步骤164;反之,如果和相同,则计算所得的矩阵即是支路节点与支路节点供电关系矩阵,为行列的稀疏矩阵;步骤166、将稀疏矩阵还原成对应的二维矩阵,其第行第列的元素用表示,则;步骤167、设置矿井高压供电系统的电源支路节点,电源支路节点是指由上级供电部门直接供电的支路节点;电源支路节点矩阵用表示,矩阵为行1列,,其中,;步骤168、将矩阵中每行的个元素和矩阵中的每个元素进行与运算后得到支路节点与支路节点供电关系矩阵,矩阵为行列,;由最终的支路节点与支路节点供电关系矩阵可知支路节点与支路节点之间的供电关系,为矿井高压电网漏电保护的自适应整定计算提供了网络拓扑分析模型;在步骤17中,具体包括如下步骤:步骤171、针对矿井高压供电系统,假定个支路节点直接控制的条供电线路对应的对地电容用表示,则矩阵;假定矩阵,其中;由供电线路对地电容矩阵和供电关系矩阵可得总电容矩阵,矩阵的第个元素用表示,且:;步骤172、在矩阵中取出一个元素,执行步骤173;步骤173、假定该元素的顺序号为,其对应的总电容为;如果的数值为0,则执行步骤179;如果的数值不为0,则执行步骤174;步骤174、假定二次零序电压整定值用表示;针对6kV中性点不接地矿井高压电网,当≤6μF时,=15V;当6μF≤12μF时,=10V;当12μF≤18μF时,=5V;当>18μF,=5V;步骤175、针对10kV中性点不接地矿井高压电网,当≤6μF时,=15V;当6μF≤12μF时,=10V;当>12μF时,=5V;步骤176、假定一次零序电流整定值用表示;在6kV中性点不接地矿井高压电网中,当≤6μF时,=0.5A;当6μF≤12μF时,=1.0A;当12μF≤18μF时,=1.5A;当>18μF时,=1.5A;步骤177、在10kV中性点不接地高压电网中,当≤4.5μF时,=1.0A;当4.5μF≤6μF时,=1.5A;当6.0μF≤12μF时,=2.0A;当>12μF时,=2.0A;步骤178、依据的顺序号,在矩阵中查找列号为的列,针对该列中所有数值不为0元素的行号查找其对应的支路节点,将该支路节点高压开关的二次零序电压整定值和一次零序电流整定值分别设置为和;零序电压、零序电流两个动作参数整定值都必须达到,保护装置才判定为是漏电支路,并启动漏电保护执行电路;步骤179、在矩阵中如果还有元素未被遍历,则取出下一个元素,执行步骤173;在矩阵中如果所有元素都被遍历,矿井高压电网漏电保护计算完成。
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