楊萬慶 趙丙慶 李 濤 肖國輝 李玉偉

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

楊萬慶1,2趙丙慶1，2李 濤1,2肖國輝3李玉偉3

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

煤礦井下供電系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)特點以及現(xiàn)有設(shè)備的局限性，在實際運用中經(jīng)常出現(xiàn)越級跳閘，引起井下停風(fēng)、停電等問題。通過對煤礦現(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，對井下變電所現(xiàn)場通信系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，以消除煤礦現(xiàn)場設(shè)備的弊端。通過實際運行，該方法有效解決了煤礦井下越級跳閘等問題，且使用、維護(hù)簡單，不需要額外增加設(shè)備或線纜。

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

北京廣大泰祥自動化技術(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)，消除了越級跳閘現(xiàn)象，提高了供電系統(tǒng)的可靠性，實現(xiàn)了變電所無人值守遠(yuǎn)程操作管理。

1 智能網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)

以往治理越級跳閘主要采用兩種定值延時級差和區(qū)間保護(hù)，這兩種保護(hù)方式一種存在級數(shù)越多延時越長的弊端，另一種只能保護(hù)上下兩級或一條母線，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)，實現(xiàn)了三者或兩兩之間故障信號、供電系統(tǒng)拓?fù)潢P(guān)系等信息共享，網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了故障信息在監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)各個保護(hù)器之間的共享。每個保護(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))，實現(xiàn)離故障點最近的開關(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“越級跳閘”。

實際運用證明，該保護(hù)在供電系統(tǒng)中任一點發(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，整個系統(tǒng)后備保護(hù)的延時隨故障點位置的不同而動態(tài)調(diào)整，保證用最短的時間切除故障。

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)見圖1。高速雙向GD-BUS總線通過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)場總線，監(jiān)測點之間實時通訊，并帶有通訊標(biāo)示，即使在脫離系統(tǒng)時，也能夠分辨出在整個供電系統(tǒng)中的位置。

圖1 -315 m水平供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

實際應(yīng)用表明，該監(jiān)控方式能夠?qū)崿F(xiàn)無死角監(jiān)控，有效避免了區(qū)間保護(hù)的限制，實現(xiàn)了供電系統(tǒng)的全面保護(hù)。當(dāng)任意一點發(fā)生短路故障時，開關(guān)保護(hù)器能夠立即發(fā)出故障信號，使與故障點相關(guān)的開關(guān)和系統(tǒng)能明確故障的發(fā)生點和故障線路開關(guān)級別，采用合理的保護(hù)方式防止越級跳閘。即：故障開關(guān)動作與速斷跳閘；上級開關(guān)收到下級發(fā)出的故障信號后，處于后備保護(hù)狀態(tài)；上上級開關(guān)收到下兩級故障信號，處于遠(yuǎn)后備保護(hù)狀態(tài)；其他開關(guān)則處于閉鎖狀態(tài)。

處于后備、遠(yuǎn)后備狀態(tài)的開關(guān)，在收到下級分閘信號且無故障信號后，認(rèn)為故障消失則解除后備狀態(tài)，反之則認(rèn)為下級開關(guān)拒動，立即動作與跳閘切斷故障。該套技術(shù)采用了動態(tài)時間調(diào)整技術(shù)，當(dāng)線路中任意一點發(fā)生故障時，均能保證開關(guān)速度動作，有效避免了以往定值延時級差造成的延時問題。

3 結(jié) 語

岱莊煤礦在-315m水平中采用了具有后備電源支持的延時失壓保護(hù)，延時時間可調(diào)，在瞬時失壓失電情況下，利用保護(hù)器內(nèi)置后備電源和失壓延時保護(hù)功能，躲過電壓波動時間，防止電壓波動造成誤動跳閘，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“越級跳閘”。

岱莊煤礦智能網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)3a的使用實踐證明，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)越級跳閘的目的。

2014-07-04)

楊萬慶(1965—)，男，副礦長，高級工程師，272175 山東省濟(jì)寧。