專利名稱:一種廠礦零時(shí)限防越級(jí)跳閘系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種多級(jí)供電模式保護(hù)裝置,尤其是涉及一種廠礦用的零時(shí)限防越級(jí)跳閘系統(tǒng)。
背景技術(shù):
我國(guó)廠礦企業(yè)一般采用輻射型多級(jí)供電模式,由于供電線路短延伸級(jí)數(shù)多,不同級(jí)別的短路電流很接近。采用傳統(tǒng)的電流保護(hù),無(wú)法同時(shí)兼顧保護(hù)的選擇性及快速性要求。冶金系統(tǒng)由于線路短、級(jí)數(shù)多,短路時(shí)故障電流無(wú)明顯變化,只能通過(guò)延時(shí)滿足保護(hù)的選擇性,越靠近電源側(cè)故障切除時(shí)間越長(zhǎng)。因此,嚴(yán)重故障可能無(wú)法快速切除,易引發(fā)變壓器等一次設(shè)備損壞,嚴(yán)重威脅到企業(yè)的安全生產(chǎn)。煤炭系統(tǒng)從地面變電站到最終負(fù)荷一般需要安裝3 4級(jí)保護(hù)。隨著井下大功率設(shè)備的應(yīng)用,對(duì)井下高壓供電系統(tǒng)提出了更高的要求,因此從地面到井下各級(jí)變電所及綜采工作面均采用大截面電纜,導(dǎo)致井下線路的短路電流過(guò)大;上下級(jí)母線的短路電流差別難以區(qū)分;下井線路最大最小短路電流差異較小,很難通過(guò)靈敏度校驗(yàn)。由于煤礦工作環(huán)境的特殊性,從下井線路開(kāi)始,電流保護(hù)往往要求整定為零延時(shí),因此,電流定值難以嚴(yán)格區(qū)分而造成井下電力故障“越級(jí)跳間”現(xiàn)象長(zhǎng)期普遍存在,致使事故擴(kuò)大化,不利于事故發(fā)生點(diǎn)查找。如果越級(jí)跳到采區(qū)變電所,不但影響生產(chǎn),還影響井下各級(jí)風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)送電時(shí)間,甚至影響瓦斯排放,造成瓦斯積聚以至威脅井下工人生命安全;如果越級(jí)跳到中央變電所,不僅會(huì)造成瓦斯積聚,還會(huì)造成生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓,嚴(yán)重影響礦井的安全生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)目前防越級(jí)跳閘系統(tǒng)延時(shí)性的問(wèn)題,提供了一種廠礦零時(shí)限防越級(jí)跳閘系統(tǒng),包括采集電流電壓信號(hào)的互感器、保護(hù)控制器或通信服務(wù)器、開(kāi)關(guān)以及監(jiān)控系統(tǒng)。 為了達(dá)到選擇性的技術(shù)效果,還增設(shè)了相互之間設(shè)有交互信息網(wǎng)絡(luò)的綜合保護(hù)裝置,所述交互信息網(wǎng)絡(luò)為多臺(tái)綜合保護(hù)裝置跳閘判斷的信息交互平臺(tái)。當(dāng)故障發(fā)生時(shí),多個(gè)綜合保護(hù)裝置綜合同時(shí)判斷,通過(guò)交互信息網(wǎng)絡(luò)在綜合保護(hù)裝置之間傳遞狀態(tài)信息,決定出距離故障點(diǎn)最近的綜合保護(hù)裝置下達(dá)跳間指令,然后這樣的跳間指令被故障點(diǎn)電源側(cè)相鄰開(kāi)關(guān)接收到,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了電力故障100%選擇性跳閘。由于在電力故障發(fā)生時(shí),跳閘指令下達(dá)并指導(dǎo)開(kāi)關(guān)跳閘的時(shí)效對(duì)于避免事故發(fā)生或態(tài)勢(shì)擴(kuò)大化有極其重要的作用,所以所述綜合保護(hù)裝置為還設(shè)有可將綜合保護(hù)裝置設(shè)定為Os動(dòng)作狀態(tài)的控制模塊的裝置。通過(guò)帶有這樣模塊的裝置,發(fā)明人做到可以將綜合保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間整定為Os,或者直接將其固定為Os,實(shí)現(xiàn)零時(shí)限跳閘的目的。
作為一種改進(jìn),本發(fā)明還包括有一個(gè)或多個(gè)帶網(wǎng)絡(luò)口的轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)組件,所述轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)組件分別與綜合保護(hù)裝置聯(lián)系。由于網(wǎng)絡(luò)口包含有接收口和發(fā)送口,所以實(shí)現(xiàn)了綜合保護(hù)裝置信息轉(zhuǎn)發(fā),當(dāng)某一裝置發(fā)生動(dòng)作時(shí),與其相關(guān)的裝置可以接收到信號(hào),采取適當(dāng)?shù)拇胧?,把故障隔離在最小的范圍內(nèi)。當(dāng)然,為了能夠更好的保證生產(chǎn)安全,降低事故發(fā)生率,所以所述綜合保護(hù)裝置為還設(shè)有傳統(tǒng)保護(hù)模式啟動(dòng)模塊的裝置,所述傳統(tǒng)保護(hù)模式啟動(dòng)模塊包括具有網(wǎng)絡(luò)故障判定的判定模塊及網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將保護(hù)模式還原為傳統(tǒng)保護(hù)運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換模塊,當(dāng)通訊網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí),借助這一轉(zhuǎn)換模塊,系統(tǒng)自動(dòng)還原為傳統(tǒng)保護(hù)運(yùn)行模式,保留速斷、過(guò)流、過(guò)載、 相不平衡、過(guò)電壓、低電壓、漏電、非電量、絕緣監(jiān)視等功能。作為一種更好的改進(jìn)措施,本發(fā)明還包括與綜合保護(hù)裝置出口相關(guān)聯(lián)的報(bào)警裝置,從而在保護(hù)裝置出口閉鎖時(shí),同時(shí)發(fā)出告警信息,方便故障點(diǎn)查找,故障及時(shí)排除。上述報(bào)警裝置優(yōu)選為所述報(bào)警裝置為信號(hào)燈或網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。信號(hào)燈與保護(hù)裝置直接相連,第一時(shí)間反應(yīng)亮燈,方便故障檢查排除。而網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)則具有更好的監(jiān)控能力,報(bào)警信號(hào)借助網(wǎng)路系統(tǒng)上傳至監(jiān)控系統(tǒng),由操作人員統(tǒng)一監(jiān)控,進(jìn)而采取故障排除手段。對(duì)于廠礦企業(yè)多級(jí)供電模式,尤其是礦井井下不同級(jí)別間線路較短、短路電流接近時(shí),本發(fā)明在所述交互信息網(wǎng)絡(luò)還設(shè)有與多種綜合保護(hù)裝置及保護(hù)控制器適配的接口, 并將安裝于不同級(jí)別或作為備品的綜合保護(hù)裝置、通訊服務(wù)器(或保護(hù)控制器)配合整定為相同定值,從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要,應(yīng)用于不同級(jí)別或作為備品的同類設(shè)備間可直接互換的目的。根據(jù)保護(hù)范圍最大化及保護(hù)效果最佳化的需求,所述交互信息網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選以光導(dǎo)纖維、雙絞線、電纜、Zigbee中任意一種或幾種為介質(zhì),通過(guò)RS485協(xié)議、RS232協(xié)議、CAN協(xié)議或自定義協(xié)議,形成的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、線型、總線型或混合型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,分別選取適合的介質(zhì)、結(jié)構(gòu)及協(xié)議保證報(bào)文傳輸?shù)恼_性和有效性。譬如說(shuō)在煤礦井下這一地下封閉場(chǎng)所內(nèi),可以優(yōu)選光導(dǎo)纖維及無(wú)線通信技術(shù),配合協(xié)議形成總線型及混合型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
圖1為簡(jiǎn)單井下網(wǎng)絡(luò)式防越級(jí)跳繼電保護(hù)系統(tǒng)框圖。圖2復(fù)雜井下網(wǎng)絡(luò)式防越級(jí)跳繼電保護(hù)系統(tǒng)框圖。其中0,00,000-供電末端、廣5,2廣24,3廣33,4廣42-繼電保護(hù)裝置、 1Γ15, 12廣124,13廣133,14廣142-開(kāi)關(guān)、9廣93-通信服務(wù)器或保護(hù)控制器。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
如圖1所示簡(jiǎn)單的煤礦井下供電系統(tǒng),每級(jí)變電站只有一路出線,在各個(gè)變電站均配有本發(fā)明所述繼電保護(hù)裝置廣5,各裝置之間通過(guò)光纖串聯(lián),繼電保護(hù)裝置1 5可根據(jù)負(fù)載計(jì)算定值,級(jí)差不大時(shí)可簡(jiǎn)單整定為相同定值,由物理接線決定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在供電末端0 發(fā)生短路故障時(shí),5保護(hù)Os動(dòng)作,15斷路器跳開(kāi);4接收到5動(dòng)作狀態(tài),保護(hù)可啟動(dòng)但不出口 ;同理,繼電保護(hù)裝置廣3接收到繼電保護(hù)裝置4和5動(dòng)作狀態(tài),保護(hù)不跳閘。這種運(yùn)行模式下,綜合保護(hù)裝置本身集成保護(hù)控制器功能,各級(jí)綜合保護(hù)裝置整定為相同定值時(shí),不同級(jí)同型號(hào)綜合保護(hù)裝置直接互換。若5動(dòng)作后15拒動(dòng),則4經(jīng)過(guò)Ks延時(shí)后動(dòng)作出口,跳開(kāi)本級(jí)開(kāi)關(guān),限制事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。綜合保護(hù)裝置1、2、3接收到綜合保護(hù)裝置4動(dòng)作狀態(tài),可啟動(dòng)但不跳閘,K為可靠系數(shù)。實(shí)施例2
如圖2所示復(fù)雜的煤礦井下供電系統(tǒng),每級(jí)變電站都有多路出線,同時(shí)存在雙回路供電方式。在每級(jí)變電站裝設(shè)一臺(tái)通信服務(wù)器或保護(hù)控制器,分別為服務(wù)器9廣93,將所有保護(hù)裝置通過(guò)光纖連接至服務(wù)器9廣93,各級(jí)變電所的服務(wù)器9廣93之間通過(guò)光纖連接,最上級(jí)服務(wù)器91與地面繼電保護(hù)裝置1通過(guò)光纖連接。繼電保護(hù)裝置2、3、4整定為進(jìn)線裝置, 繼電保護(hù)裝置1、21、22、23、24、31、32、33、41、42整定為出線裝置,裝置5整定為分段裝置。在供電末端0處發(fā)生短路時(shí),保護(hù)裝置22、2、1均啟動(dòng),啟動(dòng)信息由通信服務(wù)器91 同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)到同級(jí)及上級(jí)綜合保護(hù)裝置,故障點(diǎn)電源側(cè)以上級(jí)綜合保護(hù)裝置2、1判斷22發(fā)出跳閘指令后在Ks時(shí)間內(nèi)均不再出口。122斷路器收到出口指令進(jìn)行跳閘,切除故障點(diǎn),K為可靠系數(shù)。在供電末端00處發(fā)生母線短路時(shí),若此時(shí)線路通過(guò)進(jìn)線13供電,則3跳閘,動(dòng)作信息傳送給服務(wù)器92,通過(guò)92分發(fā)至同級(jí)的所有裝置及上級(jí)服務(wù)器,上級(jí)對(duì)應(yīng)出線開(kāi)關(guān)級(jí)地面保護(hù)裝置在K時(shí)間內(nèi)均不出口 ;若此時(shí)線路通過(guò)分段開(kāi)關(guān)15供電,則5跳閘出口,動(dòng)作信息分別傳送至服務(wù)器92和93,同級(jí)其他保護(hù)不再出口。在供電末端000處發(fā)生短路時(shí),保護(hù)裝置32動(dòng)作,動(dòng)作信息通過(guò)92傳送給同級(jí)其他裝置和上級(jí)服務(wù)器,并最終傳送至地面保護(hù)裝置。須說(shuō)明的是,上述實(shí)施舉例的說(shuō)明并非限制本創(chuàng)作之應(yīng)用,僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及功效,而非用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍,應(yīng)如權(quán)利要求書(shū)中所述。
權(quán)利要求
1.一種廠礦零時(shí)限防越級(jí)跳閘系統(tǒng),包括采集電流電壓信號(hào)的互感器、保護(hù)控制器或通信服務(wù)器、開(kāi)關(guān)以及監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于還包括有相互之間設(shè)有交互信息網(wǎng)絡(luò)的綜合保護(hù)裝置,所述的交互信息網(wǎng)絡(luò)為多臺(tái)綜合保護(hù)裝置跳閘判斷的信息交互平臺(tái)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種廠礦零時(shí)限防越級(jí)跳閘系統(tǒng),其特征在于所述綜合保護(hù)裝置為還設(shè)有可將綜合保護(hù)裝置設(shè)定為Os動(dòng)作狀態(tài)的控制模塊的裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的一種廠礦零時(shí)限防越級(jí)跳閘系統(tǒng),其特征在于還包括有一個(gè)或多個(gè)帶網(wǎng)絡(luò)口的轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)組件,所述轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)組件分別與綜合保護(hù)裝置聯(lián)系。
4.如權(quán)利要求2所述的一種廠礦零時(shí)限防越級(jí)跳閘系統(tǒng),其特征在于所述綜合保護(hù)裝置為還設(shè)有傳統(tǒng)保護(hù)模式啟動(dòng)模塊的裝置,所述傳統(tǒng)保護(hù)模式啟動(dòng)模塊包括具有網(wǎng)絡(luò)故障判定的判定模塊及網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將保護(hù)模式還原為傳統(tǒng)保護(hù)運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的一種廠礦零時(shí)限防越級(jí)跳閘系統(tǒng),其特征在于還包括與綜合保護(hù)裝置出口相關(guān)聯(lián)的報(bào)警裝置。
6.如權(quán)利要求4所述的一種廠礦零時(shí)限防越級(jí)跳閘系統(tǒng),其特征在于所述報(bào)警裝置為信號(hào)燈或網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種廠礦零時(shí)限防越級(jí)跳閘系統(tǒng),其特征在于所述交互信息網(wǎng)絡(luò)還設(shè)有與多種綜合保護(hù)裝置及保護(hù)控制器適配的接口。
8.如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的一種廠礦零時(shí)限防越級(jí)跳閘系統(tǒng),其特征在于所述交互信息網(wǎng)絡(luò)是以光導(dǎo)纖維、雙絞線、電纜、Zigbee中任意一種或幾種為介質(zhì),通過(guò)RS485協(xié)議、RS232協(xié)議、CAN協(xié)議或自定義協(xié)議,形成的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、 線型、總線型或混合型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廠礦用的零時(shí)限防越級(jí)跳閘系統(tǒng)。針對(duì)目前防越級(jí)跳閘系統(tǒng)延時(shí)性的問(wèn)題,提供了一種廠礦零時(shí)限防越級(jí)跳閘系統(tǒng),包括采集電流電壓信號(hào)的互感器、保護(hù)控制器或通信服務(wù)器、開(kāi)關(guān)以及監(jiān)控系統(tǒng),為了達(dá)到零時(shí)限的技術(shù)效果,還包括相互之間設(shè)有交互信息網(wǎng)絡(luò)的綜合保護(hù)裝置,所述交互信息網(wǎng)絡(luò)為多臺(tái)綜合保護(hù)裝置跳閘判斷的信息交互平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)了零時(shí)限、選擇性跳閘,進(jìn)而保證故障及時(shí)隔離,故障損失最小化。
文檔編號(hào)H02H7/22GK102593800SQ201110005049
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者李從飛, 陳應(yīng)林, 魯雅斌 申請(qǐng)人:南京弘毅電氣自動(dòng)化有限公司