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煤矿供电系统继电保护技术设计与应用.pdf
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1、煤矿供电系统继电保护技术设计与应用石洋(开滦能源化工股份有限公司吕家坨矿,河北唐山0 6 30 0 0)摘要:对供电系统的运行方式、设备选型进行分析,对现有继电保护装置及保护定值进行诊断,对保护装置的拒动、误动及越级跳闸事故制订解决方案,有利于提高煤矿电气技术人员的业务水平,确保继电保护定值计算的正确性、合理性,对提高矿井供电系统可靠性,避免继电保护装置拒动、误动及越级跳闸现象,保证矿井安全生产具有重要意义。关键词:矿井供电系统;继电保护;技术创新中图分类号:F406.3;TD611.5文献标识码:B文章编号:10 0 8-0 155(2 0 2 3)10-0 16 3-0 3矿井供电系统的运
2、行方式得到了进一步完善,彻底消除了供电安全隐患,有效减少了因煤矿供电系统导致的事故,保障了矿井安全不间断供电,杜绝了瓦斯积聚事故,保证矿井I类重要负荷及生产系统设备运行可靠,确保了矿井的持续稳定生产 1-4。1煤矿供电系统继电保护普遍存在的问题1.1继电保护整定不规范煤矿供电系统继电保护整定是技术含量较高的工作,大部分煤矿供电技术人员不能熟练掌握继电保护整定业务,存在计算不规范、不专业的问题,对三段式过流保护的保护范围、定值计算、灵敏度校验的概念模糊不清。各矿的整定计算方法各不相同,计算6 10 kV高压开关定值时,部分煤矿无时限电流速断保护定值按保护设备启动的原则进行计算整定,导致电流速断的
3、保护定值过小,串供线路上任何一点发生故障,串供线路上的所有开关都会发生动作,这是造成煤矿频繁越级跳闸的原因之一 5。1.2微机保护装置的新功能不会应用煤矿各级变电所之间的供电距离较短,按选择性计算无时限速断保护定值时,校验灵敏性一般不能满足要求,当选择性和灵敏性发生矛盾时,通常会牺牲选择性,导致无时限速断保护定值偏小,保护范围向下延伸,下级线路发生故障时经常发生越级跳闸。在不增加设备投入的情况下,应用现有微机保护装置的电流速断复合电压闭锁保护能解决该问题。但计算电流、电压保护定值的方法较复杂,大部分煤矿没有合理应用该项保护功能。1.3地面和井下高压开关上下级配合不规范各矿地面高压开关和井下高压
4、开关的上下级保护定值和动作时限设置不合理,无法实现有效配合,这是井下供电系统部分故障越级跳到地面的原因之一。1.4最大、最小运行方式短路电流计算不准确最大运行方式三相短路电流、最小运行方式二相短路电流是煤矿6 10 kV高压开关无时限速断保护、限时速断保护整定计算的重要依据。部分煤矿在进行高压开关保护整定时缺乏最大、最小运行方式短路电流的概念;有些煤矿计算最大、最小运行方式的短路电流时,使用的是几年前的上级变电所的短路参数,计算方法和准确性存在较大误差。2总体系统设计理念2.1系统设计方案煤矿继电保护技术与安全供电软件系统是集供电绘图、供电设计、短路计算、保护定值计算与设计报告生成于一体的软件
5、系统,如图1所示。煤矿继电保护技术与安全供电云平台总体功能结构图组织机构权帐管理生欣安压器负荷航井下给围与计算供电设计报告管理生短路电流文档开关电话据选型校验生成保护定值过程设计挥告智能管理生成诊新分析报告定信单锁根自定义定恒单状态管理电动机盟理战路保护方式设量井下绘图与计算模块:主要依据绘图工具栏和快捷绘制功能,快速绘制井下中央变电所、多回路、采区变电所、工作面等,用户完成图纸绘制后,设置各个负荷、开关、电缆和变压器的参数,之后可进行井下的短路电流计算与保护定值的整定计算。地面绘图与计算:主要依据绘图工具栏和快捷绘制功能,可快速完成110 35kV主变电所与6 10 kV163报告管理地图绘
6、围与计算供电设计报告管理煤矿继电保护技术与安全供电云平台智能化计算与管理投制电话井下输图与计算检制电池动机检制高压配电机其地设备检制变注馨管理换电开关带理高频能市方式设菜业务集中管理平台、预警平台、安全管控平台图1软件系统图流程管理总分围管理绘制地雨35-110kV安电所绘制采区配电所电缆选型与校验电动机等绘制压把电销管理预馨平台管理定做单理地画绘图与计茸急数及个性化地西电动机管理维围工具积择式设票变电所的绘制,用户完成图纸绘制后,完成各个负荷、开关、架空线/电缆、变压器与电源参数的设置,即可进行地面短路电流计算与保护定值的整定计算。供电设计报告管理:用户完成整个图纸的绘制与计算后,可生成全部
7、设计报告,也可以按区域或变电所的名称选择性生成报告,生成的报告可下载到本地进行查看与编辑。总分图管理:支持总分图多人协作绘图管理,总图与分图数据可以共享,总图与分图独立完成各自区域的图形绘制、计算。达到一张图纸多人协作设计的目的。定值单管理:针对生成的保护定值,用户可以根据自定义的定值单模块,生成需要的定值单并导出到Word,以便打印。2.2总体系统架构搭建煤矿继电保护技术与安全供电软件系统的总体技术架构如图2 所示。开发测试工具煤矿并下供电设计与计算设计建校报表设计流程设计规购设计代码测试代码妮苗化工具单元费式工具工具性能测试工具2.2.1前端主要技术JS 框架:jquery-2.1.1,B
8、ootstrap.js、JQ u e r y U I。CSS 框架:Bootstrap v3.3.4。客户端验证:jQueryValidationPlugin1.9.0。数据表格:jqGrid。下拉选择框:jQuerySelect2。树结构控件:jQueryzTreejQuerywdtree。页面布局:jquery.layout.js1.4.4。图表插件:echarts、h i g h c h a r t s。日期控件:My97DatePicker。2.2.2后端主要技术核心框架:ASP.NETMVC5、W EBA PI。持久层框架EntityFramework6.0。定时计划任务:Quart
9、z.Net组件。安全支持:过滤器、Sql注入、请求伪造。服务端验证:实体模型验证、自己封装Validator。缓存框架:微软自带Cache、R e d i s。164日志管理:Log4net、登录日志、操作日志。工具类:Open XML、N PO I、N e w t o n s o f t.Js o n、验证码、丰富公共类。3关键技术解决方案软件系统的开发基于ActiveX中间件+ASP.NETMVC+EF技术,ActiveX负责绘图功能数据交互,并通过ASP.NET技术实现系统的绘图、计算及设计报告输出。软件系统开发包括网络、虚拟化、操作系统、服务器等各个方面。开发过程通过核心项目模块化的方
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