供配電安全技術

第七講:煤礦防越級跳閘系統及數字化變電站中國礦業大學信息與電氣工程學院電氣安全與智能電器研究所劉建華目錄一、煤礦越級跳閘問題分析二、常規微機保護構造的防越級跳閘系統三、數字化變電站四、數字化變電站構造的防越級跳閘系統一、煤礦越級跳閘問題分析1、短路越級跳閘煤礦高壓供電存在如下特點：短線路較多有的下井線路僅有100-500米；采區變到配電點僅有50-500米下井線路經過的開關級數多地面-井下中央-采區-配電點電力系統給定的速斷定時限短（1-2秒）井下高壓開關一般均裝設速斷保護井下高壓開關一般均裝設有低電壓保護短路越級跳閘原因1整定方法不合理速斷保護按躲過最大負荷電流整定，比按短路電流整定得到的值要小得多，發生短路后沿線保護均啟動，跳閘取決于開關的機械特性。解決方法正確整定短路越級跳閘原因2短線路造成保護定值無法區分短線路短路電流的變化平緩，始末端短路電流差值小，按躲過線路末端最大短路電流整定，一般保護靈敏度<1。電力系統規程建議在靈敏度小于1的情況下不適宜裝設電流速斷保護，但是煤炭規程規定井下必須裝設速斷保護，不準甩掉不用。此時一般按同一靈敏系數法整定，造成線路在最小運行方式下有保護范圍，然而在最大運行方式下可能發生越級跳閘。解決方法在短線路增設限流電抗器，注意端電壓、井下條件限制。改變保護原理：差動保護短路越級跳閘原因2短線路造成保護定值無法區分短路越級跳閘原因3系統的運行方式差異較大系統運行方式差異較大，按躲過線路末端最大短路電流整定，一般保護靈敏度<1。電力系統規程建議在靈敏度小于1的情況下不適宜裝設電流速斷保護，但是煤炭規程規定井下必須裝設速斷保護，不準甩掉不用。此時一般按同一靈敏系數法整定，造成線路在最小運行方式下有保護范圍，然而在最大運行方式下可能發生越級跳閘。解決方法電力自動化系統：隨運行方式切換保護定值改變保護原理：差動保護短路越級跳閘原因3系統的運行方式差異較大短路越級跳閘原因4短路電流過大短路電流超出了保護裝置短路電流的最大保護范圍（現在井下高壓綜保一般為10倍），如線路末端母線的最大三相短路電流為3340A,而線路的CT的變比為200/5，也就是保護的最大電流只能選取2000A。解決方法改變CT變比加裝限流電抗器改變保護原理：差動保護短路越級跳閘原因5失壓保護延時難以整定導致的“越級跳閘”大多井下保護器的失壓保護動作延時不能整定，為瞬動，另外部分失壓脫扣動作值不準確。饋線距離母線很近的地方發生短路故障時母線電壓短時失壓，該段母線上其他開關的失壓保護誤動作導致“越級跳閘”。解決方法選擇具有失壓保護延時可整定或具有延時的保護裝置；改變保護原理：差動保護短路越級跳閘原因6開關拒動煤礦井下高爆開關質量參差不齊，開關動作速度差異較大，開關質量差異較大。解決方法保證開關質量2、漏電保護無選擇性跳閘煤礦80%以上供電事故均為單相接地故障造成中性點不接地系統中單線路單相接地故障判定存在技術實現難點單相接地故障判定原理較多中性點接地方式較多單相接地故障危害嚴重事故擴大為短路，降低供電可靠性事故引發過電壓，導致事故擴大漏電保護誤動或拒動原因1高壓漏電保護選擇性原理有效性零序過電流原理：適用于中性點不接地系統，且各出線電容電流差別不大。零序無功方向型原理：適用于中性點不接地系統。零序有功方向型原理：適用于中性點經并或串阻尼的消弧線圈接地。五次諧波原理：適用于中性點各種接地形式，但靈敏度較低，不適合單條線路應用。解決方法根據系統中性點運行方式，選擇具有正確原理的保護裝置。漏電保護誤動或拒動原因1-保護原理以母線流向線路電流方向為正漏電保護誤動或拒動原因1-保護原理以母線流向線路電流方向為正漏電保護誤動或拒動原因1-保護原理漏電保護誤動或拒動原因1-保護原理

漏電保護誤動或拒動原因2高壓漏電保護整定方法不合理井下高壓漏電保護同一條線路應按時限保證選擇性。零序過電流原理：在中性點不接地系統應按躲過本支路電容電流整定。解決方法正確整定漏電保護誤動或拒動原因3接線不正確選擇性原理必須依靠電壓與電流方向的判別。電壓互感器零序電壓加、減極性接法不一。誤以為漏電試驗動作即檢驗了漏電保護可靠。解決方法做經電阻接地或直接接地試驗驗證接線正確性。二、常規微機保護構造的防越級跳閘系統從地面到井下所有變電所連接線上光纖縱差保護線路縱差保護作為線路的主保護過流II段為后備保護高爆綜合保護應改造為具有光纖差動保護的微機保護測控單元地面到井下所有變電所連接光纖防越級跳閘系統縱差保護原理正常運行和線路外部故障時線路內部故障防越級跳閘系統優缺點優點改造簡單。缺點僅能實現短路防越級，無法解決漏電無選擇性問題；無法實現母線短路速斷保護，靠后備保護動作，存在一定危險性。三、數字化變電站數字化變電站是智能電網的核心。智能變電站（數字化變電站）數字化變電站數字化變電站是由智能化一次設備、網絡化二次設備在IEC61850通信協議基礎上分三層構建，即站控層、間隔層、過程層，兩級網絡，能夠實現智能設備間信息數字化共享和互操作，可實現網絡化二次功能、程序化操作、狀態檢修、電網故障分析隔離等功能的智能化的變電站。特點：一次設備智能化二次設備網絡化基礎數據完備化信息交換標準化運行控制自動化信息展示可視化分析決策在線化設備檢修狀態化保護決策協同化設備安裝就地化系統設計統一化二次系統一體化數字化變電站設計模式1僅站控層遵循IEC61850標準。全國約有400座此類變電站。通常認為，這種僅站控層遵循IEC61850標準變電站，在技術上已經相當成熟。在浙江、湖北、廣東等地已經作為新建或改造變電站的基本要求（如浙江海寧500kV變電站）。這種模式變電站仍屬于常規性質的變電站設計。數字化變電站設計模式2站控層遵循IEC61850標準、過程層采用GOOSE網絡。一次設備采用常規互感器，在技術上規避了電子式互感器不成熟的風險，成本也相對較低。在華東等地區有應用（如浙江蘭溪500kV變電站、浙江外陳220kV變電站）。這種變電站屬于一種過渡性的變電站設計模式。數字化變電站設計模式3-全數字化站控層遵循IEC61850標準、過程層采用GOOSE網絡。過程層設備全部為電子式CT/PT及智能開關。對110kV以下電網可采用電子式互感器。數字化變電站與傳統自動化變電站比較GOOSE網絡什么是GOOSE及特點？GOOSE：面向對象的變電站通用事件（GenericObjectOrientedSubstationEvent）是IEC61850定義用于快速和可靠傳送變電站自動化系統中實時性要求高的信息事件的通信模型。為什么需要GOOSE？在運行中，由于系統發生故障保護會產生：啟動、跳閘、重合等動作；運行狀態發生變化時出現電網結構、一次設備被控制切換會產生：啟動、停止、閉鎖、解鎖、觸發、解除、狀態變化等動作及信號。以前這些快速動作命令信號基本上由繼電器完成，隨著信息化、數字化的技術進步發展，改由通信技術完成。非常規互感器非常規互感器優點優良的絕緣性能，造價低。不含鐵心，消除了磁飽和、鐵磁諧振等問題。低壓側無開路高壓危險。暫態響應范圍大。頻率響應范圍寬。沒有因充油而產生易燃、易爆炸等危險。體積小、重量輕，運輸方便。抗電磁干擾能力強。由于信息載體是光，用光纖傳輸信號，因此具有光學敏感和光纖傳輸的優點，例如耐腐蝕、耐老化等。適應了電力計量與保護數字化、微機化和自動化發展的潮流。電子式電流互感器ECT１１０kv系列１０kv系列電子式電流互感器開關柜安裝的小信號模擬量輸出的電子互感器防越級跳閘系統：地面數字化變電站模式四、數字化變電站構造的防越級跳閘系統防越級跳閘系統：井下數字化變電站模式防越級跳閘系統：數字化變電站模式特點：基于數字化變電站模式，三層網絡結構，兩層網絡。具有數字化變電站典型特點，符合發展趨勢。地面井下一體數字化實現方案。過程層設備：綜合保護測控合并智能終端采用傳統PT/CT。高爆開關中安裝具有光纖通訊的綜合保護測控合并智能終端，通信網絡正常時，起數字化變電站合并器作用，當雙光纖網絡斷開時，起微機綜合保護作用。過程層與間隔層之間網絡：將IEC61850標準的GOOSE網、采樣值網、GPS同步網三網合一，集成在同一對光纖通道（雙重化）上實現；以礦用光纖網絡接入分站為核心構成（單臺可接入最多39臺智能終端）。防越級跳閘系統：數字化變電站模式間隔層設備：集成保護裝置基于最新超大規模FPGA和多DSP內核并行處理技術，計算能力相當于100余臺微機保護裝置的保護主機。針對煤礦井下線路短，短路電流大的特點，開發了CT飽和識別技術，能避免穿越性故障時由于CT飽和導致的光差誤動。功能軟件化：保護功能軟件化（可自由配置開關需要的軟件功能，如線路縱差、母線縱差等），故障錄波軟件化（支持高達20次諧波分析，保存多達4096條故障記錄，32套全網故障時的波形），接地選線軟件化。線路縱差保護動作速度快，平均動作速度小于25ms。防越級跳閘系統：煤礦數字化變電站模式優點基于智能電網架構，第三代數字化變電站結構；全礦保護信息共享；可解決短路防越級、漏電無選擇性問題；功能升級軟件化，保護投資；電磁兼容性強，抗干擾能力強。防越級跳閘系統：集成保護裝置界面防越級跳閘系統：集成保護裝置界面防越級跳閘系統：集成保護裝置界面防越級跳閘系統：集成保護裝置界面謝謝觀看/歡迎下載BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH——“ifen”酒新品發布活動策劃愛奮斗?愛生活目錄010203040506活動概述“ifen”酒新品發布會“愛奮斗?愛生活”品酒晚宴“我愛奮斗”高校樂隊演唱會活動執行活動費用活動概述2012年05月20日-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.活動時間湖南錦繡瀟湘文化產業園活動地點新品發布會/品酒晚宴/高校樂隊演唱會活動構架活動概述活動目的：提升代理商對ifen酒的認識，有效促進合作。通過新聞發布會的召開向外界傳達強勢品牌的印象和

品牌強勢運作的信息。借助新聞發布會的召開傳遞產品信息和品牌價值，形

成事件傳播。活動概述活動意義：新聞發布會的意義在于能夠激發和鞏固代理商積極銷售的信心，

同時可以對于ifen酒品牌的上市做一個正式的通告，

借以帶動業界對于ifen酒的認同和認識和關注，是對

于ifen酒的整個傳播體系的推動和幫助。以新聞與活動的結合表現形式確立ifen酒目標群體中的顯赫地位新品發布會愛奮斗?愛生活

——2012ifen酒新品發布會發布會主題-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.錦繡瀟湘“芙蓉國劇場”發布會地點15:30——17:20發布會時間新品發布會特色互動環節：ifen銷售達人賽場外場內連線互動：在活動開展前期，在長沙步行街開展小型戶外活動——ifen酒銷售達人賽，然后將現場火熱瘋搶的畫面剪輯成視頻，在發布會上進行播放，讓經銷商看到ifen酒受廣大市民（年輕消費者）的追捧。第一次連線：將現場瘋搶的畫面拍攝下來，隨即采訪一下消費者，問其為何要買酒，對酒的印象等。第二次連線：要求攝像拍攝出現場產品售罄的狀態。表現形式：安排兩百位學生扮演消費者到現場配合工作，現場隨即采訪消費者的購買心得。微電影VCR展播主持人開場新品發布會發布會流程：

蝶舞九天女子時尚電聲組開場來賓簽到（微電影VCR熱場）第一次場外連線：讓經銷商看到場外熱鬧瘋搶的狀況與ifen酒品牌展示，從而給經銷商留下好的印象，讓他們看到該產品的市場前景。顏總致辭（宣布政策）第二次連線新品發布會發布會流程：現場調酒演示（品酒師點評）第一次連線第二次場外連線：此次連線需看到產品即將售罄的狀態，以求再次打動在坐經銷商的心，讓產品熱銷，好銷，有市場等一切優秀品質進入經銷商的心，從而使經銷商從心動變為行動。簽約儀式“ifen酒”榮耀現世新品發布會發布會流程：

經銷商代表發言此環節后附詳細流程

合影自由洽談簽約儀式500萬獎金現場助陣，活動至高潮。新品發布會1、“ifen酒”榮耀現世：嘉賓觸摸LED點光球，特制酒保箱綻放,同時煙霧升起.冷焰火四射，ifen酒在綻放的儀器中榮耀現世。新品發布會2、“ifen酒”500萬重獎銷售機制建立：“ifen”酒業老總親自向經銷商代表頒發“ifen酒”500萬銷售獎勵機制承諾書。新品發布會3、“ifen酒”品酒塔：這里我們用傳統的香濱灌注香濱塔,改成“ifen”灌注,體現另外一種引用模式，同時，音樂響起，兩位模特手捧“ifen”走秀。新品發布會新品發布會會場布置：易拉寶簽到臺噴繪、海報新品發布會新品發布會網絡直播：我們與湖南最權威的媒體網絡之一“文明在線”合作，全程緊密跟蹤直播新品發布會。新品發布會新品發布會主持人：湖南電視臺魏哲浩侯文ifen品酒晚宴愛奮斗?愛生活

——2012ifen品酒晚宴晚宴主題-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.湘府韓城（岳麓區阜埠河路）晚宴地點17:20開始晚宴時間ifen品酒晚宴晚宴酒店簡介：長沙湘府韓城湘府韓城韓系餐廳是一家經國家相關部門批準注冊的合法企業,湘府韓城韓系餐廳以經營主營餐飲美食服務為主，以合理的價格、優良的服務與眾多用戶及企業建立了長期的合作關系。湘府韓城韓系餐廳位于岳麓區阜埠河路(近湖南大學天馬學生公寓)。大眾點評網5星好評！ifen品酒晚宴晚宴酒店布置：開始用餐17:4517：20—17:40ifen品酒晚宴晚宴流程：

領導致祝酒詞17:40—17:45來賓就坐ifen高校樂隊演唱會我愛奮斗

——2012高校樂隊演唱會演唱會主題-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.錦繡瀟湘“青春廣場”演唱會地點19:00—22:30演唱會時間ifen高校樂隊演唱會高校樂隊演唱會『新聞賣點』：為了更有效的通過新聞發布向外界傳達強勢品牌和公益

的形象。借助“公益活動”的外衣依托新聞發布才能更高效率傳遞產品信息和品牌價值，形成事件傳播。因此，本次“ifen”杯高校樂隊演唱會將特別成