专利名称：一种煤矿供电系统穿越性故障识别与隔离方法
技术领域：
本发明涉及一种煤矿供电系统继电保护方法，特别是一种煤矿供电系统穿越性故障识别与隔离方法。
背景技术：
煤矿电网同一电压等级要穿越多个变电所，由于供电线路短、运行方式差异较大、短路电流过大等造成各级开关速断保护定值无法区分，造成煤矿电网越级跳闸为普遍现象。电力系统给煤矿电网电源进线的保护时限不大造成上下级保护的整定难以配合，导致煤矿高压电网单相漏电故障发生多级穿越。智能变电站技术实现了全站信息的共享，为彻底解决煤矿电网多级串供系统发生穿越性故障提供了新的契机。
发明内容
技术问题:针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种煤矿供电系统穿越性故障识别与隔离方法，解决煤矿供电系统的多种穿越性故障尤其是越级跳闸和漏电保护无选择性的问题。技术方案:为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种煤矿供电系统穿越性故障识别与隔离方法，即站控层区域集控中心通过收集各子智能变电站信息统一处理综合判断出故障区段并隔离，包括以下步骤:
(1)地面及井下各变电站分别建成子智能变电站，在地面建成带有区域集控中心的站控层作为各子智能变电站的公共站控层，公共站控层对各个子智能变电站进行协调控制；
(2)所述的区域集控中心具有故障识别与隔离功能，区域集控中心包括集控中心主机和显示器，集控中心主机收集各子智能变电站的保护和测控模块上送的故障信息，进行综合判断，实现故障的识别与隔离，将分析结果在后台界面显示进行拓扑着色，在显示器上显示故障区段及故障类型并能发出故障报警；
(3)各子智能变电站采集或采样系统电压和各支路电流数据，计算并判断识别出各种故障类型及不正常运行状态，进而进行以下步骤；
(4)各子智能变电站的保护测控装置，根据其识别出的故障类型及不正常运行状态组织GOOSE报文上送至区域集控中心主机；
(5)集控中心主机根据各子智能变电站的保护测控装置上传的故障类型及不正常运行状态信息，通过故障区段定位软件判断出故障所在的区段，向故障区段所在的子智能变电站的保护测控装置下发保护动作“允许”信号，向其他子智能变电站的保护测控装置下发保护动作“闭锁”信号；
(6)收到保护动作“允许”信号的子智能变电站向故障区段首端的断路器下发跳闸命令，跳开对应的线路，从而实现各种类型故障的识别与隔离。
有益效果，由于采用了上述方案，基于煤矿智能变电站全站共享的底层数据，充分利用了各支路的故障信息，克服了传统微机保护装置只能使用自身获得的故障信息的不足，该发明的煤矿穿越性供电故障识别与隔离方法，能识别各种穿越性故障及不正常运行状态，有效克服了上下级保护定值无法配合的难题，运算方便，可靠性高，特别是彻底解决了煤矿供电系统短路越级跳闸与漏电保护无选择性问题，有效减少了煤矿停电的范围，提高了煤矿供电系统运行的可靠性和安全性。彻底解决了煤矿供电系统的多种穿越性故障尤其是越级跳闸和漏电保护无选择性问题，达到了本发明的目的。优点:基于区域集控式煤矿智能变电站的体系结构和共享的底层数据，通过智能变电分站和集控中心保护主机的配合，实现故障的识别与系统范围内的故障区段定位，保证了保护动作的选择性，彻底解决了煤矿供电系统穿越性供电故障问题，解决了煤矿常见的特殊供电问题，短路越级跳闸与漏电保护纵向无选择性问题，具有简单易行、判断准确、可靠性高的特点。
图1为本发明解决煤矿供电系统穿越性故障识别与隔离方法流程图。图2为本发明煤矿供电系统穿越性故障识别与隔离方案的结构图。图3为本发明子智能变电站保护测控装置的保护逻辑。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步说明。实施例1:在图1中，本发明包括以下步骤:
(1)地面及井下各变电站分别建成子智能变电站，在地面建成带有区域集控中心的站控层作为各子智能变电站的公共站控层，公共站控层对各个子智能变电站进行协调控制，各子智能变电站保护测控装置完成故障的识别，集控中心保护主机完成系统范围内故障区段的判断，穿越性供电故障识别与隔离方法的结构如图2所示；
(2)所述的区域集控中心具有故障识别与隔离功能，区域集控中心包括集控中心主机和显示器，集控中心主机收集各子智能变电站的保护和测控模块上送的故障信息，进行综合判断，实现故障的识别与隔离，将分析结果在后台界面显示进行拓扑着色，在显示器上显示故障区段及故障类型并能发出故障报警；
(3)各子智能变电站采集或采样系统电压和各支路电流数据，计算并判断识别出各种故障类型及不正常运行状态，进而进行以下步骤；
(4)各子智能变电站的保护测控装置，根据其识别出的故障类型及不正常运行状态组织GOOSE报文上送至区域集控中心主机；
所述的 GOOSE 缩写为 Generic Object Oriented Substation Event,中文的意思是:通用面向对象的变电站事件；
(5)集控中心保护主机根据各子智能变电站保护测控装置上传的故障类型及不正常运行状态信息，通过故障区段定位软件进行故障区段定位，向故障区段所在的子智能变电站的保护测控装置下发保护动作“允许”信号，向其他子智能变电站保护测控装置下发保护动作“闭锁”信号。集控中心保护主机完成系统范围内故障区段的判断，并不影响各子智能变电站独立的故障判断与继电保护功能，这通过配置在间隔层保护测控装置上的保护逻辑实现，如图3所示，“就地信号”正常时为“0”，发生故障时为“1”，“延时T”在延时时间T未到时为“O”，延时结束后为“1”，“闭锁”在收到来自集控中心保护主机的“动作允许”信号时为“ 1”，收到“动作闭锁”信号时为“O”，当短暂的临时性故障消失后或者保护装置误启动恢复后，“就地信号”从“I”变为“O”，即使收到集控中心下发的“动作允许”信号，保护测控装置也不会使保护动作，可见主机的“动作允许”或“动作闭锁”信号只是辅助各间隔层保护测控装置完成全矿多智能变电站范围内故障区段的定位，保证保护的纵向选择性，但不会影响间隔层保护测控装置对故障判断的结果。如果该保护测控装置未收到“动作允许”信号，但是“就地信号”为“ 1”，并且延时时间T结束，说明下级保护的开关拒动，此时“延时T”变为“1”，间隔层保护测控装置保护逻辑输出“1”，此时该保护作为下级保护的后备保护切除故障；
(6)收到来自集控中心保护主机下发的“动作允许”信号的子智能变电站向故障区段首端的智能终端下发跳闸命令，智能终端跳开对应的开关，从而保证保护动作的选择性，实现多级穿越故障的识别与隔离。本发明对于煤矿供电系统的各种穿越故障尤其是越级跳闸和漏电保护无选择性问题，基于区域集控式煤矿智能变电站的体系结构和共享的底层数据，通过子智能变电站和集控中心保护主机的配合，实现故障的识别与系统范围内的故障区段定位，保证了保护动作的选择性，彻底解决了煤矿供电系统穿越性供电故障问题，具有简单易行、判断准确、可靠性高的特点。
权利要求
1.一种煤矿供电系统穿越性故障识别与隔离方法，其特征在于:故障识别与隔离方法，即站控层区域集控中心通过收集各子智能变电站信息统一处理综合判断出故障区段并隔离，包括以下步骤: (1)地面及井下各变电站分别建成子智能变电站，在地面建成带有区域集控中心的站控层作为各子智能变电站的公共站控层，公共站控层对各个子智能变电站进行协调控制； (2)所述的区域集控中心具有故障识别与隔离功能，区域集控中心包括集控中心主机和显示器，集控中心主机收集各子智能变电站的保护和测控模块上送的故障信息，进行综合判断，实现故障的识别与隔离，将分析结果在后台界面显示进行拓扑着色，在显示器上显示故障区段及故障类型并能发出故障报警； (3)各子智能变电站采集或采样系统电压和各支路电流数据，计算并判断识别出各种故障类型及不正常运行状态，进而进行以下步骤； (4)各子智能变电站的保护测控装置，根据其识别出的故障类型及不正常运行状态组织GOOSE报文上送至区域集控中心主机； (5)集控中心主机根据各子智能变电站的保护测控装置上传的故障类型及不正常运行状态信息，通过故障区段定位软件判断出故障所在的区段，向故障区段所在的子智能变电站的保护测控装置下发保护动作“允许”信号，向其他子智能变电站的保护测控装置下发保护动作“闭锁”信号； (6)收到保护动作“允许”信号的子智能变电站向故障区段首端的断路器下发跳闸命令，跳开对应的线路，从而实现各种类型故障的识别与隔离。
全文摘要
一种煤矿供电系统穿越性故障识别与隔离方法，属于煤矿供电系统继电保护方法。方法步骤(1)地面及井下各变电站分别建成子智能变电站，在地面建成带有区域集控中心的站控层作为各子智能变电站的公共站控层，公共站控层对各个子智能变电站进行协调控制；(2)集控中心主机收集各子智能变电站的保护和测控模块上送的故障信息，进行综合判断，实现故障的识别与隔离，在显示器上显示故障区段及故障类型并能发出故障报警；(3)各子智能变电站采集或采样系统电压和各支路电流数据，计算并判断识别出各种故障类型及不正常运行状态；子智能变电站向故障区段的断路器下发跳闸命令，实现各种类型故障的隔离。优点具有简单易行、判断准确、可靠性高。
文档编号H02J13/00GK103094987SQ201310062689
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日
发明者刘建华, 张栋梁, 臧其威, 刘鹏, 唐全, 宋祖磊, 关侠, 元航, 张少冉, 王冬 申请人:中国矿业大学