智能网络保护技术在岱庄煤矿供电系统的应用

杨万庆 赵丙庆 李 涛 肖国辉 李玉伟

(1.淄矿集团公司岱庄煤矿；2.山东省充填开采工程技术研究中心；3.北京广大泰祥自动化技术有限公司)

智能网络保护技术在岱庄煤矿供电系统的应用

杨万庆1,2赵丙庆1，2李 涛1,2肖国辉3李玉伟3

(1.淄矿集团公司岱庄煤矿；2.山东省充填开采工程技术研究中心；3.北京广大泰祥自动化技术有限公司)

煤矿井下供电系统由于其结构特点以及现有设备的局限性，在实际运用中经常出现越级跳闸，引起井下停风、停电等问题。通过对煤矿现有基础条件的分析，结合目前比较成熟的网络技术，建立了一套网络继电保护方法，对井下变电所现场通信系统进行调整，以消除煤矿现场设备的弊端。通过实际运行，该方法有效解决了煤矿井下越级跳闸等问题，且使用、维护简单，不需要额外增加设备或线缆。

井下供电 越级跳闸 网络保护

岱庄煤矿井下供电环境复杂，电磁干扰、供电线路、保护精度等，都是引起井下越级跳闸的潜在隐患。在越级跳闸事故中，因短路及由此引发的电压降低为主要因素。由于我国煤矿井下大部分供电系统均是短线路供电，且开关级多，当发生短路故障时，短路点与下井电源两处短路电流基本一致，而地面使用的开关柜在开关机构和保护精度上都比井下开关可靠，所以极易引起地面开关直接跳闸，从而导致越级跳闸；另外井下使用的防爆开关大都配置有失压脱扣器，在电压低至一定程度时，脱扣器会立即动作跳闸，由于没有延时，当发生短路而造成线路电压压降时，同样也会引起越级跳闸和误动作事故。

北京广大泰祥自动化技术有限公司研发了具有智能网络保护技术的SGZB-07A高压配电综合监控保护装置和KJ516电力监控管理系统，将该系统应用到岱庄煤矿-315 m水平供电系统，消除了越级跳闸现象，提高了供电系统的可靠性，实现了变电所无人值守远程操作管理。

1 智能网络保护技术

以往治理越级跳闸主要采用两种定值延时级差和区间保护，这两种保护方式一种存在级数越多延时越长的弊端，另一种只能保护上下两级或一条母线，保护范围不全面。

岱庄煤矿所采用的网络继电保护技术，基于网络，综保、分站和监控系统，实现了三者或两两之间故障信号、供电系统拓扑关系等信息共享，网络实现了故障信息在监控保护系统各个保护器之间的共享。每个保护器根据收到的故障信息以及自身在供电系统中的位置，智能判断与故障点之间的关系，确定采用何种保护方式(速断保护、后备保护)，实现离故障点最近的开关速断，保护跳闸切除故障，保证非故障区域的正常供电，避免了“越级跳闸”。

实际运用证明，该保护在供电系统中任一点发生短路故障都由速断保护作为主保护，并集母差、纵差保护功能于一体，整个系统后备保护的延时随故障点位置的不同而动态调整，保证用最短的时间切除故障。

2 智能网络保护技术的应用

岱庄煤矿井下-315 m水平供电系统的智能网络见图1。高速双向GD-BUS总线通过通讯分站接入岱庄煤矿光纤网络中，由于采用了全双工高速现场总线，监测点之间实时通讯，并带有通讯标示，即使在脱离系统时，也能够分辨出在整个供电系统中的位置。

图1 -315 m水平供电系统结构示意

实际应用表明，该监控方式能够实现无死角监控，有效避免了区间保护的限制，实现了供电系统的全面保护。当任意一点发生短路故障时，开关保护器能够立即发出故障信号，使与故障点相关的开关和系统能明确故障的发生点和故障线路开关级别，采用合理的保护方式防止越级跳闸。即：故障开关动作与速断跳闸；上级开关收到下级发出的故障信号后，处于后备保护状态；上上级开关收到下两级故障信号，处于远后备保护状态；其他开关则处于闭锁状态。

处于后备、远后备状态的开关，在收到下级分闸信号且无故障信号后，认为故障消失则解除后备状态，反之则认为下级开关拒动，立即动作与跳闸切断故障。该套技术采用了动态时间调整技术，当线路中任意一点发生故障时，均能保证开关速度动作，有效避免了以往定值延时级差造成的延时问题。

3 结 语

岱庄煤矿在-315m水平中采用了具有后备电源支持的延时失压保护，延时时间可调，在瞬时失压失电情况下，利用保护器内置后备电源和失压延时保护功能，躲过电压波动时间，防止电压波动造成误动跳闸，并在失电情况下能提供分闸操作电源，保证失压可靠分闸，确保重要馈线的供电，避免“越级跳闸”。

岱庄煤矿智能网络保护技术3a的使用实践证明，KJ516电力监控管理系统所使用的智能网络继电保护技术，能够达到防止井下供电系统越级跳闸的目的。

2014-07-04)

杨万庆(1965—)，男，副矿长，高级工程师，272175 山东省济宁。