煤矿高压电网在线运行管理系统的多模式整定计算方法与流程

本发明公开了一种煤矿高压电网在线运行管理系统的多模式整定计算方法，属于煤矿高压供电网络继电保护整定计算领域。
背景技术：
：矿井高压供电系统为6kV或10kV等级，一般使用两个电源，并且这两个电源采用分列运行方式，或者是一路使用一路备用，属于单电源开式电网，为辐射形树状网络结构。本发明基于矿井高压供电系统特点，提出了一种煤矿高压电网在线运行管理系统的多模式整定计算方法；所述系统中的智能终端根据矿井高压供电系统电气设备之间的供电关系以及高压开关的分合闸状态对各种运行方式下的供电系统实现整定计算功能，在完成整定计算时，当供电系统运行方式不同时，相应高压线路负荷也会发生变化，通常使用线路的长时最大负荷电流完成整定计算，而本系统则是基于负荷分配系数和线路载流量完成过流保护整定值计算，与其它计算方法存在不同。技术实现要素：本发明公开了一种煤矿高压电网在线运行管理系统的多模式整定计算方法，所述系统由智能终端、工程师站、通信分站和高压开关综保装置组成，具体如附图1所示；作为优选，工程师站采用KJ895矿用电力监控系统的工程师站，通信分站型号为KJ895-F，高压开关综保装置型号为WGB-851；智能终端根据矿井高压供电系统电气设备之间的供电关系以及高压开关的分合闸状态对各种运行方式下的供电系统实现整定计算功能，并能够对生成的各种运行方式下的定值方案进行管理；当供电系统运行状态发生改变时，智能终端能够及时发出告警，提醒工程师站进行方案切换；工程师站能够将多套定值方案通过通信分站设置到各个高压开关的综保装置中，当运行方案发生改变时，工程师站能够通过通信分站让各个高压开关切换方案。在智能终端中，用户根据自身矿井特点，从矿井高压供电系统的进线开关和联络开关中选择n个开关作为多定值方案的定值方案识别开关，这n个开关分合闸状态的排列组合就构成了不同的定值方案。智能终端根据不同定值方案中定值方案识别开关的开关状态对智能终端保存的矿井高压供电系统中相应开关的分合闸状态进行设置，然后依据高压开关分合闸状态、矿井高压供电系统不同电气设备之间的供电关系分别计算每套方案对应的高压开关整定值，具体步骤如下：步骤1、智能终端根据不同定值方案中定值方案识别开关的开关状态对智能终端保存的矿井高压供电系统中相应开关的分合闸状态进行设置；步骤2、针对直接连接高压线路的高压开关计算高压开关定时过流的延时动作时限；按0.15s时限级差逐级向电源侧递增，其中0级为本矿的供电最上级，由矿外的上级变电所供电；由0级变电所直接供电的变电所为1级；由1级变电所直接供电的变电所为2级；其它变电所级别以此类推，如附图2所示；假定有S个直接连接高压线路的高压开关需要完成整定计算，且i＝1；步骤3、Kk为保护可靠性系数，取为1.25；Kzq为被保护线路所带高压电动机的自起动系数，取为2；步骤4、计算高压开关i的定时过流一次整定值；假定所有高压出线开关i直接控制线路对应的线路允许载流量用Iyi表示；高压开关i对应的一次整定电流(动作电流)用Iddzi表示，如果由高压开关i直接供电的下级变电所供电结构为单母线不分段供电方式，则整定值Iddzi＝KkKzqIyi；如果由高压开关i直接供电的下级变电所供电结构为单母线分段供电方式，当该变电所采用分列运行方式时，整定值Iddzi＝0.7KkKzqIyi，0.7为负荷分配系数；在分列运行方式下，当该变电所所有高压开关都由高压开关i直接供电时，整定值Iddzi＝KkKzqIyi；步骤5、对高压开关i的一次整定值进行灵敏度校验；假定所有高压出线开关i直接控制线路末端对应的最小两相短路电流用表示，最大三相短路电流用表示，高压开关i对应的一次整定值的灵敏度为如果Ksi≥1.5，则高压出线开关i定时过流保护灵敏度合格，定时过流整定值计算完成，执行步骤8；否则，则表示整定值灵敏度不合格，执行步骤6；步骤6、将Kzq的取值递减0.1，如果Kzq>＝1.3，则重复执行步骤4、步骤5；如果Kzq<1.3，则执行步骤7；步骤7、如果Ksi≥1.25，则确定Iddzi为一次整定值，执行步骤8；如果Ksi＜1.25，则Iddzi＝1.5Iyi，执行步骤8；步骤8、针对直接连接高压线路的高压开关i完成矿井高压电网的瞬时速断整定计算，如果则设置速断保护(速断定值)，否则，不设置速断保护；为本线路首端最小两相短路电流，为本线路末端最大三相短路电流；步骤9、针对直接连接高压线路的高压开关i完成矿井高压电网的过负荷保护整定计算，针对高压出线开关i计算其对应的过负荷保护二次整定值n1为高压出线开关i的电流互感器变比；高压出线开关i的过负荷保护延时时限为20s；如果i≥S，高压开关整定计算完成；如果i<S，则将i的数值加1，执行步骤3。给得到的每套定值方案分配一个不同的方案号；将该方案号对应的所有定值方案识别开关分合闸状态存入数据库库表DingZhiPlan中，将该方案号对应的所有高压开关定值存入到库表DingZhiPlan中；具体步骤如下：步骤1、给得到的每套定值方案分配一个不同的方案号；将该方案号对应的所有定值方案识别开关分合闸状态存入数据库库表DingZhiPlan中；库表DingZhiPlan中字段如表1所示，Id为该库表的主键，拥有自动编号功能(在向该库表添加记录时，Id字段不用设置，ACCESS数据库会为每条记录生成不同的Id序号)；在煤矿高压供电系统中，每个设备都有一个唯一的编号DeviceId；用户生成的每套方案都有一个唯一的方案号PlanId；每一台高压开关设备的设备状态DeviceStatus可能的取值为分闸和合闸；在用户生成的第i套方案中，方案号为i，如果定义了n个定值方案识别开关，则将这n个开关的设备编号和对应的设备分合闸状态全部加入到库表DingZhiPlan中，每条记录的PlanId均为i，共生成n条记录；表1库表DingZhiPlan步骤2、将该方案号对应的所有开关定值存入到库表DingZhiPlan中；库表DingZhiPlan中字段如表2所示，Id为该库表的主键，拥有自动编号功能；每台开关设备对应的参数名称包括：瞬时速断定值、定时过流定值、定时过流延时动作时限、过负荷保护整定值、过负荷保护延时时间；针对第i套方案中每个高压开关定值执行如下过程：将高压开关编号用j表示，则高压开关j的所有定值参数的参数名称和该参数对应的值全部加入到库表DingZhiPlan中，每条记录的DeviceId为j，PlanId为i。表2库表DingZhi字段名称数据类型含义Id自动编号PlanId整数方案号DeviceId字符串设备编号ParameterName字符串参数名称ParameterValue字符串参数数值假定每个高压开关综保装置中可以保存m套定值，用户根据自身矿井特点，从智能终端保存的多套定值方案中选出m套定值通过工程师站将m套定值设置到相应高压开关的综保装置中。将智能终端中保存的矿井高压供电系统中所有开关状态和供电系统实际的开关分合闸状态设置为一致，并依据当前定值方案识别开关的分合闸状态查询数据库库表DingZhiPlan，获取其对应的定值方案号，该定值方案号为当前定值方案号Cp；工程师站依据获取的当前定值方案号Cp通过所有的通信分站将方案激活命令发送给各个高压开关综保装置，高压开关综保装置执行方案切换动作。智能终端进入联机状态，按照固定时间间隔T周期性获取所有高压开关的分合闸状态，然后依据定值方案识别开关的分合闸状态判断供电系统运行方式是否改变；如果供电系统运行方式发生变化，则通过工程师站及时进行方案切换，具体步骤如下：步骤1，智能终端会对每个通信分站进行轮询获取每个高压开关当前的分合闸状态；假定在煤矿供电系统中有p个分站，且k＝1；智能终端将每个通信分站作为服务器，智能终端和每个通信分站之间使用TCP协议进行数据通信，每个通信分站默认使用的服务器端口用q表示；步骤2、智能终端和第k个通信分站的q端口建立一条TCP连接，生成该分站所有开关的分合闸状态查询命令，状态查询命令格式如表3所示，将获得的状态查询命令作为TCP报文的数据部分，添加上相应的TCP首部封装成一个TCP报文后发送给通信分站k；在状态查询命令中，第一个字段为0xDB，作为状态查询命令的起始符，第二个字段为0x02，表示该命令为状态查询命令；表3状态查询命令格式字段字段长度0xDB1个字节0x021个字节步骤3、通信分站k从智能终端收到该TCP报文后对其按照状态查询命令格式进行报文解析，根据解析结果对该分站连接的所有高压开关综保装置使用RS485协议获取所有综保装置当前的分合闸状态；步骤4、通信分站k将得到的所有综保装置当前的分合闸状态按照表4所示的状态响应命令格式生成状态响应命令，将获得的状态响应命令作为TCP报文的数据部分，添加上相应的TCP首部封装成一个TCP报文后发送给智能终端；在状态响应命令中，第一个字段为0xDB，作为状态查询命令的起始符，第二个字段为0x03，表示该命令为状态响应命令；第三个字段和第四个字段用来表示后续数据部分的长度，长度用L表示；每个开关的分合闸状态用1个字节表示，如表5所示，开关r(1≤r≤L)对应的字节包含8个bit，其中Bit1为0表示开关r分闸，Bit1为1表示开关r合闸；表4状态响应命令字段字段长度0xDB1个字节0x031个字节数据长度L低字节1个字节数据长度L高字节1个字节开关11个字节开关21个字节……开关L1个字节表5开关状态Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0步骤5、智能终端收到该TCP报文后，对其按照状态响应命令格式进行报文解析，获得该分站连接的所有高压开关的分合闸状态信息；如果k<p，将k的数值加1，执行步骤2；如果k和p相等，执行步骤6；步骤6、从轮询中获取的所有高压开关状态中，找出定值方案识别开关的分合闸状态，然后依据定值方案识别开关的分合闸状态查询数据库库表DingZhiPlan，获取其最新的定值方案号Np；步骤7，如果Np和Cp相同，等待时间T，重复执行步骤1；如果Np和Cp不同，则执行步骤8；步骤8，用Np的数值替换Cp，然后依据新的定值方案号Cp通过工程师站激活相应的定值方案；等待时间T，执行步骤1。本发明具有以下效果：本发明提出的煤矿高压电网在线运行管理系统的多模式整定计算方法能够对生成的各种运行方式下的定值方案进行管理，由用户通过设置定值方案识别开关对各种不同的定值方案实现自定义，使不同的用户可以根据现场需要预先生成多种不同的定值方案；同时，该系统的工程师站能够将多套定值方案通过通信分站设置到各个高压开关的综保装置中，当供电系统运行状态发生改变时，系统的智能终端能够及时发出告警，提醒工程师站进行方案切换，而不需要当运行方式发生变化时再给综保装置重新设置定值，能够较快地完成定值方案的切换。附图说明图1是多模式整定计算的煤矿高压电网在线运行管理系统原理图；图2是某矿井高压供电系统图。具体实施方式一种煤矿高压电网在线运行管理系统的多模式整定计算方法，所述系统由智能终端、工程师站、通信分站和高压开关综保装置组成；作为优选，工程师站采用KJ895矿用电力监控系统的工程师站，通信分站型号为KJ895-F，高压开关综保装置型号为WGB-851；智能终端根据矿井高压供电系统电气设备之间的供电关系以及高压开关的分合闸状态对各种运行方式下的供电系统实现整定计算功能，并能够对生成的各种运行方式下的定值方案进行管理；当供电系统运行状态发生改变时，智能终端能够及时发出告警，提醒工程师站进行方案切换；工程师站能够将多套定值方案通过通信分站设置到各个高压开关的综保装置中，当运行方案发生改变时，工程师站能够通过通信分站让各个高压开关切换方案。在智能终端中，用户根据自身矿井特点，从矿井高压供电系统的进线开关和联络开关中选择n个开关作为多定值方案的定值方案识别开关，这n个开关分合闸状态的排列组合就构成了不同的定值方案。智能终端根据不同定值方案中定值方案识别开关的开关状态对智能终端保存的矿井高压供电系统中相应开关的分合闸状态进行设置，然后依据高压开关分合闸状态、矿井高压供电系统不同电气设备之间的供电关系分别计算每套方案对应的高压开关整定值，具体步骤如下：步骤1、智能终端根据不同定值方案中定值方案识别开关的开关状态对智能终端保存的矿井高压供电系统中相应开关的分合闸状态进行设置；步骤2、针对直接连接高压线路的高压开关计算高压开关定时过流的延时动作时限；按0.15s时限级差逐级向电源侧递增，其中0级为本矿的供电最上级，由矿外的上级变电所供电；由0级变电所直接供电的变电所为1级；由1级变电所直接供电的变电所为2级；其它变电所级别以此类推，如附图2所示；假定有S个直接连接高压线路的高压开关需要完成整定计算，且i＝1；附图2所示的矿井高压供电系统中高压开关(12)、(5)、(2)对应的定时过流延时时间分别为0.15s、0.3s和0.45s；步骤3、Kk为保护可靠性系数，取为1.25；Kzq为被保护线路所带高压电动机的自起动系数，取为2；步骤4、计算高压开关i的定时过流一次整定值；假定所有高压出线开关i直接控制线路对应的线路允许载流量用Iyi表示；高压开关i对应的一次整定电流(动作电流)用Iddzi表示，如果由高压开关i直接供电的下级变电所供电结构为单母线不分段供电方式，则整定值如果由高压开关i直接供电的下级变电所供电结构为单母线分段供电方式，当该变电所采用分列运行方式时，整定值Iddzi＝0.7KkKzqIyi，0.7为负荷分配系数；在分列运行方式下，当该变电所所有高压开关都由高压开关i直接供电时，整定值Iddzi＝KkKzgIyi；步骤5、对高压开关i的一次整定值进行灵敏度校验；假定所有高压出线开关i直接控制线路末端对应的最小两相短路电流用表示，最大三相短路电流用表示，高压开关i对应的一次整定值的灵敏度为如果Ksi≥1.5，则高压出线开关i定时过流保护灵敏度合格，定时过流整定值计算完成，执行步骤8；否则，则表示整定值灵敏度不合格，执行步骤6；步骤6、将Kzq的取值递减0.1，如果Kzq>＝1.3，则重复执行步骤4、步骤5；如果Kzq<1.3，则执行步骤7；步骤7、如果Ksi≥1.25，则确定Iddzi为一次整定值，执行步骤8；如果Ksi＜1.25，则Iddzi＝1.5Iyi，执行步骤8；步骤8、针对直接连接高压线路的高压开关i完成矿井高压电网的瞬时速断整定计算，如果则设置速断保护(速断定值)，否则，不设置速断保护；为本线路首端最小两相短路电流，为本线路末端最大三相短路电流；步骤9、针对直接连接高压线路的高压开关i完成矿井高压电网的过负荷保护整定计算，针对高压出线开关i计算其对应的过负荷保护二次整定值n1为高压出线开关i的电流互感器变比；高压出线开关i的过负荷保护延时时限为20s；如果i≥S，高压开关整定计算完成；如果i<S，则将i的数值加1，执行步骤3。给得到的每套定值方案分配一个不同的方案号；将该方案号对应的所有定值方案识别开关分合闸状态存入数据库库表DingZhiPlan中，将该方案号对应的所有高压开关定值存入到库表DingZhiPlan中；具体步骤如下：步骤1、给得到的每套定值方案分配一个不同的方案号；将该方案号对应的所有定值方案识别开关分合闸状态存入数据库库表DingZhiPlan中；步骤2、将该方案号对应的所有开关定值存入到库表DingZhi中。假定每个高压开关综保装置中可以保存m套定值，用户根据自身矿井特点，从智能终端保存的多套定值方案中选出m套定值通过工程师站将m套定值设置到相应高压开关的综保装置中。将智能终端中保存的矿井高压供电系统中所有开关状态和供电系统实际的开关分合闸状态设置为一致，并依据当前定值方案识别开关的分合闸状态查询数据库库表DingZhiPlan，获取其对应的定值方案号，该定值方案号为当前定值方案号Cp；工程师站依据获取的当前定值方案号Cp通过所有的通信分站将方案激活命令发送给各个高压开关综保装置，高压开关综保装置执行方案切换动作。智能终端进入联机状态，按照固定时间间隔T周期性获取所有高压开关的分合闸状态，然后依据定值方案识别开关的分合闸状态判断供电系统运行方式是否改变；如果供电系统运行方式发生变化，则通过工程师站及时进行方案切换，具体步骤如下：步骤1，智能终端会对每个通信分站进行轮询获取每个高压开关当前的分合闸状态；假定在煤矿供电系统中有p个分站，且k＝1；智能终端将每个通信分站作为服务器，智能终端和每个通信分站之间使用TCP协议进行数据通信，每个通信分站默认使用的服务器端口用q表示；步骤2、智能终端和第k个通信分站的q端口建立一条TCP连接，生成该分站所有开关的分合闸状态查询命令，将获得的状态查询命令作为TCP报文的数据部分，添加上相应的TCP首部封装成一个TCP报文后发送给通信分站k；步骤3、通信分站k从智能终端收到该TCP报文后对其按照状态查询命令格式进行报文解析，根据解析结果对该分站连接的所有高压开关综保装置使用RS485协议获取所有综保装置当前的分合闸状态；步骤4、通信分站k将得到的所有综保装置当前的分合闸状态按照状态响应命令格式生成状态响应命令，将获得的状态响应命令作为TCP报文的数据部分，添加上相应的TCP首部封装成一个TCP报文后发送给智能终端；步骤5、智能终端收到该TCP报文后，对其按照状态响应命令格式进行报文解析，获得该分站连接的所有高压开关的分合闸状态信息；如果k<p，将k的数值加1，执行步骤2；如果k和p相等，执行步骤6；步骤6、从轮询中获取的所有高压开关状态中，找出定值方案识别开关的分合闸状态，然后依据定值方案识别开关的分合闸状态查询数据库库表DingZhiPlan，获取其最新的定值方案号Np；步骤7，如果Np和Cp相同，等待时间T，重复执行步骤1；如果Np和Cp不同，则执行步骤8；步骤8，用Np的数值替换Cp，然后依据新的定值方案号Cp通过工程师站激活相应的定值方案；等待时间T，执行步骤1。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3