煤矿行业

煤矿供电系统单相接地选线(选择性漏电)解决方案

  • 作者: admin
  • 时间: 2012-01-12 11:20:00
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单相接地(漏电)对矿山供电系统的危害
      煤矿10/6kV供电系统均采用中性点不直接接地方式,当单相对地漏电时并不影响正常供电,电力系统的相关运行规程要求运行不能超过2小时,但在实际应用中尤其是煤矿供电系统中由于接地电弧极易产生二次灾害,而且非故障相绝缘压力增大易发展成相间故障,引起短路事故,所以快速准确的选出或切除漏电线路是非常必要的。
变压器中性点经消弧线圈接地模式下单相接地故障的选线和定位困难
      小电流接地系统中单相接地故障的选线和定位一直是困扰供电系统运行的技术难点,准确选择接地线路,查找发生单相接地故障区段,可以避免对非故障线路的不必要倒闸操作,保持供电的连续性。
      为了尽量减少单相接地时产生二次灾害的几率,《煤矿安全规程》规定:“矿井高压电网必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20A。”,所以大多数煤矿10/6kV电网采用经消弧线圈接地方式,但消弧线圈的补偿特性导致单相接地故障时没有明显的故障分量,而且,在煤矿系统中10/6kV供电系统网络构成复杂,致使接地时故障特征存在很多不确定性,传统的零序比幅比相法、暂态分量法、谐波分析法等均存在一些难以克服的缺点和局限,可靠性差、成功率较低。
天能继保研发新技术解决矿山小电流接地选线难题
      采用辅助信号源放大单相接地的特征分量,结合时间窗进行综合判断,能实现极高的选线正确率,同时井上井下系统一体化判断可以把接地点进行准确定位,从而减少停电时间,提高供电可靠性。
      其具体原理简述如下,在线路末端发生单相接地故障,系统流通的零序电流很小不足以准确识别接地线路和接地点,此时,并接在消弧线圈上的信号源装置检测到系统零序电压超过门槛定值且故障相电压降低、非故障相电压升高时判断为母线绝缘异常,投入中性点信号源,接地选线设备在检测到母线绝缘异常后,投入故障判据,当检测到中性点信号源投入导致零序电流特征分量增加且满足相关判据后,判断接地线路,结合网络拓扑情况,确定接地点所处的分支。
小电流接地选线解决方案
      IDA 5500注入式信号源成套装置可以和天能继保KJ 698矿山智能供配电系统或DSI 5164小电流接地选线装置相配合,完成在不同矿山情况下的小电流接地选线功能。
1、当仅实现地面中心变电所准确选线即能满足运行要求时,在保证原有综合自动化系统不变的前提下,在地面中心变电所内配置一台IDA 5500信号源装置和一台DSI 5164小电流接地选线装置即可达到设计要求。

2、当井下接地比较频繁且不能实现选择性漏电保护时,可以在各级变电所内分别配置一台DSI 5164小电流接地选线装置,仅满足矿用一般型应用,另在地面中心变电所配置IDA 5500信号源装置,并利用自动化通讯网络实现信息汇总到监控主机,即可实现漏电保护的防越级或故障定位到区段。

3、当矿山供电系统需全方位改造时,全矿井采用KJ 698矿山智能供配电系统,则无需配置DSI 5164装置,利用系统内保护测控装置的信息即可在实时“防越级跳闸”的同时完成准确的漏电定位。

DSI 5164 主要功能

      适用于10/6kV经消弧线圈接地一次系统主接线不超过2段母线、18条出线时准确的单相接地选线,可以选择为出口跳闸或告警;
      配合IDA 5500实现接地选线或选择性漏电功能,整组动作时间500ms;
      故障录波功能,录波长度3s,采用国际通用的COMTRADE格式;
      支持国际最先进的IEC61850通讯标准或国际通用的modbus(slave)规约;
      通讯接口:双路以太网、RS485。
DSI 5164 主要技术参数
      模拟量:电流18路,电压8路;
      控制输出:18路选线输出,告警信号等;
      额定值:电流1A,电压100/ V,100 V;
      工作温度:-10℃~50℃;
      误差:动作值误差不超过±5%;动作时间误差不超过±40ms或±1%。
DSI 5164 外形尺寸

IDA 5500 主要功能
      IDA 5500信号源成套装置由接地开关接触器、大功率信号源、熔丝、控制器IDA 5501及附件等几部分组成;
      IDA 5500可根据消弧线圈的布置方式安装在户内或户外,户外安装时需配置智能控制柜;
      信号源智能投切功能,可自动识别母线绝缘监察情况进行信号源投切,用于辅助接地选线判断;
      信号源保护功能,智能信号源投切策略及信号源保护机制确保信号源安全稳定;
      通讯功能,支持双路RS485通讯方式,modbus通讯规约;
      记录查询:记录最近32次投切电阻器时系统信息;
      传动功能:支持手动信号源投切测试操作。
IDA 5500 主要技术参数
      信号源值:可以根据需要进行定值;
      额 定 值:电压10(/6)kV/ kV(订货时说明);
      工作温度:-40℃~75℃。
IDA 5500 外形尺寸(户内)

 

工程现场实际运行录波实例
      经过实验室模拟试验和现场试验,证实用新型辅助信号源放大技术的小电流接地选线方法,接地选线准确率在90%以上。以下为在陕西神华铜川柴家沟煤矿的现场运行的故障波形。 
 

神华柴家沟10kV现场

         神华柴家沟10kV开闭所监控室            现场运行的IDA 5500                神华柴家沟10kV开闭所高压室

 

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