多級(jí)聯(lián)放射式礦區(qū)電網(wǎng)用繼電保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于爆炸性環(huán)境中的供電安全技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種多級(jí)聯(lián)放射式 礦區(qū)電網(wǎng)用繼電保護(hù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電能是煤礦生產(chǎn)的唯一動(dòng)力能源，礦區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性直接關(guān)系到煤礦的安全 生產(chǎn)。由于礦區(qū)用電環(huán)境惡劣，井下空氣潮濕，煤塵飛揚(yáng)，W及滴水冒頂事故都會(huì)使供電電 纜和電氣設(shè)備容易發(fā)生短路，由短路故障所致引的高溫、電火花是導(dǎo)致爆炸事故發(fā)生的主 要火源，一旦發(fā)生爆炸，直接威脅全體井下工作人員的生命安全，并造成惡劣的社會(huì)影響和 重大的經(jīng)濟(jì)損失，因此煤礦生產(chǎn)對(duì)供電的安全性和可靠性要求很高。在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中，電 氣故障是不可避免的，發(fā)生故障后要求繼電保護(hù)系統(tǒng)迅速識(shí)別出故障元件，并與饋電開(kāi)關(guān) 配合將故障元件從電網(wǎng)中切除，W避免造成更大事故，我國(guó)現(xiàn)行《煤礦安全規(guī)程》的455條 和456條規(guī)定；礦井高、低壓配電線路均應(yīng)裝設(shè)短路、過(guò)電流保護(hù)裝置。
[0003] 礦區(qū)電網(wǎng)是一種典型的多級(jí)聯(lián)放射式網(wǎng)絡(luò)，同一電壓等級(jí)要穿越多個(gè)變電站，從 總變電站1到工作面負(fù)荷需要3~4級(jí)變電站，每個(gè)變電站母線又有多個(gè)饋電支路。在老 礦區(qū)，由于供電系統(tǒng)復(fù)雜且龐大，負(fù)荷容量逐年增大，短路電流過(guò)大等不利因素使得礦區(qū)繼 電保護(hù)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中拒動(dòng)、誤動(dòng)常有發(fā)生。繼電保護(hù)拒動(dòng)后，系統(tǒng)帶故障運(yùn)行，易造成 通風(fēng)機(jī)、水累等關(guān)鍵設(shè)備燒毀的惡性事故，繼電保護(hù)誤動(dòng)后，易擴(kuò)大停電范圍，造成井下大 面積停電。
[0004] 老礦區(qū)與新礦區(qū)相比較，有其特殊情況，它既要保證供電安全，又不能因更換大量 保護(hù)裝置、鋪設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)而停電，從而影響正常生產(chǎn)，加之老礦區(qū)的生產(chǎn)年限不會(huì)很長(zhǎng)，因 此要求繼電保護(hù)系統(tǒng)的改造費(fèi)用不能高。
[0005] 目前礦區(qū)繼電保護(hù)系統(tǒng)的改造主要有兩種方式，一種是基于數(shù)字化變電站思想， 在礦井大規(guī)模鋪設(shè)通信網(wǎng)，更換各饋電開(kāi)關(guān)的保護(hù)單元，安裝大量監(jiān)控主機(jī)，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò) 將各線路的參數(shù)信息送至安裝在各變電站的監(jiān)控主機(jī)，由監(jiān)控主機(jī)判斷發(fā)生故障的元件； 該種繼電保護(hù)系統(tǒng)效率高，故障定位快速準(zhǔn)確，但需更換大量保護(hù)器，建設(shè)專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)和 主機(jī)，系統(tǒng)造價(jià)大，不適用于老礦區(qū)；另外一種是采用級(jí)差原理，退出各變電站進(jìn)線開(kāi)關(guān)處 的繼電保護(hù)，減少級(jí)聯(lián)的級(jí)數(shù)，通過(guò)上下級(jí)保護(hù)時(shí)間級(jí)差配合來(lái)提高繼電保護(hù)的可靠性，該 種繼電保護(hù)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，無(wú)需額外投資，但對(duì)于復(fù)雜礦區(qū)供電系統(tǒng)，會(huì)使得靠近電源端的保護(hù) 動(dòng)作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種多級(jí) 聯(lián)放射式礦區(qū)電網(wǎng)用繼電保護(hù)系統(tǒng)，其改造實(shí)施時(shí)工作量小，基本不影響煤礦的正常生產(chǎn)， 投資小，費(fèi)用低，具有較高的動(dòng)作可靠性、靈敏性和快速性，能有效提高礦區(qū)供電的安全性 和穩(wěn)定性，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是；一種多級(jí)聯(lián)放射式礦區(qū)電 網(wǎng)用繼電保護(hù)系統(tǒng)，所述多級(jí)聯(lián)放射式礦區(qū)電網(wǎng)包括通過(guò)礦區(qū)電網(wǎng)總輸電線連接到公共電 網(wǎng)上的級(jí)聯(lián)的多級(jí)變電站，所述礦區(qū)電網(wǎng)總輸電線上連接有礦區(qū)電網(wǎng)總開(kāi)關(guān)，不同級(jí)變電 站具有上下級(jí)關(guān)系，上下級(jí)變電站通過(guò)聯(lián)絡(luò)線路連接，每條所述聯(lián)絡(luò)線路的首端均連接有 聯(lián)絡(luò)線首端饋電開(kāi)關(guān)，每條所述聯(lián)絡(luò)線路的末端均連接有聯(lián)絡(luò)線末段饋電開(kāi)關(guān)，每一級(jí)變 電站均連接有多條饋電分支線路，每一條所述饋電分支線路的首端均連接有支路饋電開(kāi) 關(guān)；其特征在于；所述繼電保護(hù)系統(tǒng)包括與礦區(qū)電網(wǎng)總開(kāi)關(guān)連接的總開(kāi)關(guān)限時(shí)電流速斷保 護(hù)器，與聯(lián)絡(luò)線首端饋電開(kāi)關(guān)連接的首端縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)器和首端限時(shí)電流速斷保護(hù)器，與 聯(lián)絡(luò)線末端饋電開(kāi)關(guān)連接的末端縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)器和末端限時(shí)電流速斷保護(hù)器，W及與支路 饋電開(kāi)關(guān)連接的過(guò)電流保護(hù)器；同一條聯(lián)絡(luò)線路上的首端縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)器和末端縱聯(lián)差動(dòng) 保護(hù)器通過(guò)光纖連接，與礦區(qū)電網(wǎng)總輸電線連接的聯(lián)絡(luò)線路上的首端限時(shí)電流速斷保護(hù)器 通過(guò)銅線與總開(kāi)關(guān)限時(shí)電流速斷保護(hù)器連接，其余各級(jí)聯(lián)絡(luò)線路上的首端限時(shí)電流速斷保 護(hù)器均通過(guò)銅線與其上一級(jí)聯(lián)絡(luò)線路上的末端限時(shí)電流速斷保護(hù)器連接，與礦區(qū)電網(wǎng)總輸 電線連接的饋電分支線路上的過(guò)電流保護(hù)器通過(guò)銅線與總開(kāi)關(guān)限時(shí)電流速斷保護(hù)器連接， 其余各級(jí)饋電分支線路上的過(guò)電流保護(hù)器均通過(guò)銅線與與其相連的上一級(jí)聯(lián)絡(luò)線路上的 末端限時(shí)電流速斷保護(hù)器連接，同一級(jí)聯(lián)絡(luò)線路上的首端縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)器和末端縱聯(lián)差動(dòng) 保護(hù)器為本級(jí)聯(lián)絡(luò)線路的主保護(hù)器，同一級(jí)聯(lián)絡(luò)線路上的首端限時(shí)電流速斷保護(hù)器和末端 限時(shí)電流速斷保護(hù)器為本級(jí)聯(lián)絡(luò)線路的近后備保護(hù)器，總開(kāi)關(guān)限時(shí)電流速斷保護(hù)器為與礦 區(qū)電網(wǎng)總輸電線連接的聯(lián)絡(luò)線路和饋電分支線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)器，各級(jí)聯(lián)絡(luò)線路上的末端 限時(shí)電流速斷保護(hù)器為其下一級(jí)聯(lián)絡(luò)線路和下一級(jí)饋電分支線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)器，饋電分 支線路上的過(guò)電流保護(hù)器為本級(jí)饋電分支線路的主保護(hù)器。
[000引上述的多級(jí)聯(lián)放射式礦區(qū)電網(wǎng)用繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述總開(kāi)關(guān)限時(shí)電 流速斷保護(hù)器安裝在礦區(qū)電網(wǎng)總開(kāi)關(guān)的防爆殼內(nèi)，所述首端縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)器和首端限時(shí)電 流速斷保護(hù)器均安裝在聯(lián)絡(luò)線首端饋電開(kāi)關(guān)的防爆殼內(nèi)，所述末端縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)器和末端 限時(shí)電流速斷保護(hù)器均安裝在聯(lián)絡(luò)線末端饋電開(kāi)關(guān)的防爆殼內(nèi)，所述過(guò)電流保護(hù)器安裝在 支路饋電開(kāi)關(guān)的防爆殼內(nèi)。
[0009] 上述的多級(jí)聯(lián)放射式礦區(qū)電網(wǎng)用繼電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述首端限時(shí)電流 速斷保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)限為200ms，所述末端限時(shí)電流速斷保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)限為400ms，所述 過(guò)電流保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)限為Os。
[0010] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0011] 1、由于目前的礦區(qū)繼電保護(hù)系統(tǒng)所有的饋電開(kāi)關(guān)上安裝的都是限時(shí)電流速斷保 護(hù)器，因此采用本發(fā)明的技術(shù)方案對(duì)現(xiàn)有礦區(qū)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行改造時(shí)，只需在具有上下 級(jí)關(guān)系的聯(lián)絡(luò)線路上的饋電開(kāi)關(guān)上加裝縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)器，大量的饋電分支線上的限時(shí)電流 速斷保護(hù)器無(wú)需更換；且采用本發(fā)明的技術(shù)方案構(gòu)建繼電保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，無(wú)需建設(shè)復(fù)雜的通 信網(wǎng)絡(luò)，僅在同一條聯(lián)絡(luò)線路上的首端縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)器和末端縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)器間接入光 纖；并利用下級(jí)聯(lián)絡(luò)線路上的首端限時(shí)電流速斷保護(hù)器與上一級(jí)聯(lián)絡(luò)線路上的末端限時(shí)電 流速斷保護(hù)器同處一個(gè)變電站內(nèi)、物理位置接近的特點(diǎn)，將下級(jí)的閉鎖信號(hào)通過(guò)銅線傳遞 給上級(jí)，并利用饋電開(kāi)關(guān)內(nèi)已有的24V直流電壓作為閉鎖電壓；使得本實(shí)用新型改造實(shí)施 時(shí)，工作量小，基本不影響煤礦的正常生產(chǎn)，投資小，費(fèi)用低。
[0012] 2、本實(shí)用新型聯(lián)絡(luò)線路采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)器作為主保護(hù)，無(wú)動(dòng)作延時(shí)，能在最短 時(shí)間內(nèi)迅速切除故障元件，最大限度地減少短路故障對(duì)系統(tǒng)的危害；又由于聯(lián)絡(luò)線路在礦 區(qū)電網(wǎng)中的重要性，配置了近后備保護(hù)器和遠(yuǎn)后備保護(hù)器的雙重后備保護(hù)器，確保了不會(huì) 發(fā)生大面積停電事故，使得本實(shí)用新型具有較高的動(dòng)作可靠性、靈敏性和快速性，能有效提 高礦區(qū)供電的安全性和穩(wěn)定性。
[0013] 3、本實(shí)用新型的實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。
[0014] 綜上所述，本實(shí)用新型改造實(shí)施時(shí)工作量小，基本不影響煤礦的正常生產(chǎn)，投資 小，費(fèi)用低，具有較高的動(dòng)作可靠性、靈敏性和快速性，能有效提高礦區(qū)供電的安全性和穩(wěn) 定性，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。
[0015] 下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本實(shí)用新型多級(jí)聯(lián)放射式礦區(qū)電網(wǎng)的電路原理圖。
[0017] 圖2為本實(shí)用新型繼電保護(hù)系統(tǒng)在多級(jí)聯(lián)放射式礦區(qū)電網(wǎng)上的連接關(guān)系示意圖。 [001引附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0019] 1-總變電站； 2-中央變電站； 3-風(fēng)井變電站；
[0020] 4-第一采區(qū)變電站； 5-第二采區(qū)變電站； 6-第S采區(qū)變電站；
[0021] 7-工作面配電變電站； 8-總開(kāi)關(guān)限時(shí)電流速斷保護(hù)器；
[0022] 9-第一首端縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)器； 10-第一首端限時(shí)電流速斷保護(hù)器；
[0023] 11-第二首端縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)器； 12-第二首端限時(shí)電流速斷保護(hù)器；
[0024] 13-第S首端縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)器； 14-第S首