專利名稱：礦用光纖縱聯(lián)越級跳閘保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
礦用光纖縱聯(lián)越級跳閘保護裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種井下供電系統(tǒng)輸電線路的繼電保護裝置及方法，特別是一種礦用光纖縱聯(lián)越級跳間保護裝置。
背景技術(shù)：
[0002]供電系統(tǒng)是井下生產(chǎn)的動力來源，而輸電線路是其重要的組成部分。供電系統(tǒng)的安全不僅僅關(guān)系到生產(chǎn)，也關(guān)系到井下工作人員的安全。目前井下供電電壓不斷升高，部分礦井6kV高壓直接給綜采面供電，由于綜采面工作條件差，環(huán)境惡劣，帶來的安全問題也日益突出，高壓電纜很容易受損，易發(fā)生漏電或短路事故，進而引起高防開關(guān)越級跳閘。[0003]由于井下環(huán)境的特殊性，輸電線路故障時，如不能及時切除或者誤切除，都會對整個供電系統(tǒng)造成較大的影響，甚至造成重大事故。供電線路保護裝置擔負保障井下輸電安全的重要任務(wù)，井下供電系統(tǒng)同地面供電系統(tǒng)一樣，對保護裝置基本的要求要具備選擇性、 快速性、靈敏性和可靠性?？煽啃圆粌H僅是保護的可靠性，也包括保護器自身的可靠性。從保證生產(chǎn)角度講，選擇性是保護裝置最基本的要求，選擇性要求保護器在動作時，只切除故障部分，減少停電范圍，而且容易查找故障發(fā)生的位置。[0004]由于井下供電線路均采用銅線，而且各級變電所之間線路很短，線路阻抗很小，從而造成發(fā)生短路故障時，各級間短路電流幾乎沒有差別，這樣每一級的繼電保護裝置就不能夠準確的判斷故障是否發(fā)生在自己的保護區(qū)域內(nèi)，同時由于煤礦供電網(wǎng)絡(luò)的特殊要求如下級保護應(yīng)比上級保護的時限要小，如果前一級變電所進線保護時限已經(jīng)很小了，這樣下一級保護裝置的就無法進行保護整定，傳統(tǒng)的通過時差來進行選擇性保護的方法就行不通了。如果整定保護時限太大，繼電保護系統(tǒng)就喪失了快速性，不能夠及時切除故障；整定保護時限太小，一旦末段線路出現(xiàn)故障，就會引發(fā)越級跳閘保護，一旦越級跳閘發(fā)生，會造成井下停電范圍的擴大，輕則造成停產(chǎn)，重則發(fā)生重大事故。如果越級跳到中央變電所甚至是地面主變，整個生產(chǎn)系統(tǒng)將癱瘓。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實用新型的目的是克服已有技術(shù)中的不足，提供一種礦用光纖縱聯(lián)越級跳閘保護裝置，解決現(xiàn)有井下保護裝置存在的越級跳閘的問題，保證供電系統(tǒng)正常運行的安全和故障時的快速切除故障。[0006]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的縱聯(lián)越級跳閘保護裝置為安裝在變電所內(nèi)、由系統(tǒng)總線連接在一起的光纖縱聯(lián)保護裝置，光纖縱聯(lián)保護裝置包括電源模塊、信號處理模塊、CPU主板、人機接口、光纖通信模塊、液晶顯示屏、鍵盤、紅外遙控器；CPU主板與信號處理模塊、人機接口和光纖通信模塊雙向通信連接，電源模塊與CPU主板、信號處理模塊、人機接口和光纖通信模塊連接；所述的人機接口包括液晶顯示屏、鍵盤和紅外遙控器；所述的光纖通信模塊包括用于連接不同光纖的單模光纖接口和多模光纖接口。[0007]有益效果，由于采用了上述方案，光纖縱聯(lián)保護裝置電源模塊為整個裝置供電，取自電壓互感器副邊；信號處理模塊對電壓信號和電流信號進行變送、轉(zhuǎn)換、傳輸，并將電壓信號和電流信號的信號強度轉(zhuǎn)換到微處理器處理的信號等級范圍內(nèi)；CPU主板對信號處理模塊送來的數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)處理結(jié)果對供電線路是否故障進行判斷，與其他光纖縱聯(lián)保護裝置進行通訊以及故障時進行快速保護，并把采集的數(shù)據(jù)送給人機接口中的液晶顯示屏；所述的人機接口主要包括液晶顯示屏、鍵盤和紅外遙控器，液晶顯示屏顯示測量和計算的系統(tǒng)參數(shù)以及所發(fā)生的故障，鍵盤向CPU主板發(fā)出指令，調(diào)看當前系統(tǒng)參數(shù)、故障記錄、 操作記錄、設(shè)定參數(shù)，紅外遙控器進行遠程操作；光纖通信模塊是光纖縱聯(lián)保護裝置之間進行通訊的接口，對CPU主板上微處理器發(fā)送的信息進行電光轉(zhuǎn)換，對于接收的信息進行光電轉(zhuǎn)換；所述的光纖通信模塊包括兩種接口，分別是單模光纖接口和多模光纖接口，用于連接不同的光纖；解決了現(xiàn)有井下保護裝置存在的越級跳閘的問題，保證供電系統(tǒng)正常運行的安全和故障時的快速切除故障。能夠很好的解決供電系統(tǒng)越級跳閘問題，同時具備緊急瞬時速斷保護、限時速斷保護、過流保護(過載保護)功能，其中緊急瞬時速斷保護可在光纜遭到破壞的情況下投入使用，限時速斷保護、后備過流保護(過載保護)可一直投入使用。適用于IOkV及以下電壓等級的井下供電系統(tǒng)，解決井下常見的越級跳閘難題，把故障限制在最小范圍。對于供電系統(tǒng)的各種故障也能夠及時檢測、報警和保護。能夠替代傳統(tǒng)的模擬保護器和微機保護器。


[0008]圖1是光纖縱聯(lián)保護裝置連接圖。[0009]圖2是光線縱聯(lián)保護配置示意圖。[0010]圖中，1、電源模塊；2、信號處理模塊；3、CPU主板；4、人機接口 ；5、光纖通信模塊；6、晶顯示屏；7、鍵盤；8、紅外遙控器；9、單模光纖接口；10、多模光纖接口 ；11、光纖縱聯(lián)保護裝置。
具體實施方式
[0011]
以下結(jié)合附圖對本實用新型的一個實施例作進一步的描述[0012]本實用新型的跳閘保護的裝置為光纖縱聯(lián)保護裝置，光纖縱聯(lián)保護裝置安裝在每一個變電所內(nèi)，每一個光纖縱聯(lián)保護裝置之間通過系統(tǒng)總線連接；光纖縱聯(lián)保護裝置包括電源模塊1、信號處理模塊2、CPU主板3、人機接口 4、光纖通信模塊5、液晶顯示屏6、鍵盤7、紅外遙控器8、單模光纖接口9和多模光纖接口 10，CPU主板3與信號處理模塊2、人機接口 4和光纖通信模塊5雙向通信連接，電源模塊與CPU主板3、信號處理模塊2、人機接口 4 和光纖通信模塊5連接；所述的人機接口 4包括液晶顯示屏6、鍵盤7和紅外遙控器8 ；所述的光纖通信模塊5包括單模光纖接口 9和多模光纖接口 10。電源模塊1為整個裝置供電，取自電壓互感器副邊；信號處理模塊2對電壓信號和電流信號進行變送、轉(zhuǎn)換、傳輸，并將電壓信號和電流信號的信號強度轉(zhuǎn)換到微處理器處理的信號等級范圍內(nèi)；CPU主板3對信號處理模塊2送來的數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)處理結(jié)果對供電線路是否故障進行判斷，與其他光纖縱聯(lián)保護裝置進行通訊以及故障時進行快速保護，并把采集的數(shù)據(jù)送給人機接口 4 中的液晶顯示屏；所述的人機接口 4主要包括液晶顯示屏6、鍵盤7和紅外遙控器8，液晶顯示屏6顯示測量和計算的系統(tǒng)參數(shù)以及所發(fā)生的故障，鍵盤7向CPU主板3發(fā)出指令，調(diào)看當前系統(tǒng)參數(shù)、故障記錄、操作記錄、設(shè)定參數(shù)，紅外遙控器8進行遠程操作；光纖通信模塊 5是光纖縱聯(lián)保護裝置之間進行通訊的接口，對CPU主板3上微處理器發(fā)送的信息進行電光轉(zhuǎn)換，對于接收的信息進行光電轉(zhuǎn)換；所述的光纖通信模塊5包括兩種接口，分別是單模光纖接口 9和多模光纖接口 10，用于連接不同的光纖；所述的CPU主板3采用雙處理器，能夠完成保護，實現(xiàn)遙測、遙信、遙控功能，CPU主板3有多種通訊接口，同時還帶有掉電保持電池，保證在系統(tǒng)供電故障后光纖縱聯(lián)保護裝置繼續(xù)工作一段時間；CPU主板3上的高精度 A/D采樣模塊實時采集三相電壓和電流參數(shù)；實時顯示供電系統(tǒng)的相電壓、線電壓、零序電壓、線電流、相電流、零序電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率的供電系統(tǒng)參數(shù)信息。[0013]工作原理及工作過程越級跳閘保護通過方向比較式縱聯(lián)保護，利用光纖傳輸閉鎖信號，綜合比較本線路各端保護的故障方向判別細信息以確定故障區(qū)間，故障區(qū)間分為本線路內(nèi)部和外部故障，本線路內(nèi)部故障時，縱聯(lián)保護動作，外部故障時，縱聯(lián)保護不動作； 在各級變電所內(nèi)配置光纖縱聯(lián)保護裝置，每一級變電所之間構(gòu)成一個區(qū)域，光纖縱聯(lián)保護裝置對區(qū)域內(nèi)短路故障零時限跳閘，對區(qū)域外故障保護可靠不動作；在線路終端負荷側(cè)配置速斷/過流保護，對短路故障實現(xiàn)零時限切除；對于電機保護，進行定時限過載保護、反時限過流保護、電機起動定值切換保護、低電壓保護、過電壓保護、負序保護。[0014]圖2為煤礦的一條供電支路，在所有負荷終端線路的光纖縱聯(lián)保護裝置都設(shè)定無時限速斷保護和8S過負荷，在其上一級直到供電系統(tǒng)進線端線路的光纖縱聯(lián)保護裝置均設(shè)定無時限光纖縱聯(lián)保護、0. 2S限時速斷保護和8S過負荷保護。當中央變電所2進線側(cè)光纖縱聯(lián)保護裝置檢測出發(fā)生故障時，光纖縱聯(lián)保護裝置把閉鎖信號轉(zhuǎn)換成光信號傳遞到上級變電所，上級變電所的光纖縱聯(lián)保護裝置接收到閉鎖信號，從而閉鎖相應(yīng)開關(guān)中的保護；當中央變電所2出線側(cè)光纖縱聯(lián)保護裝置檢測到故障時，同樣發(fā)出閉鎖信號，閉鎖信號合成后送給上一級光纖縱聯(lián)保護裝置，閉鎖相應(yīng)的保護；中央變電所2出線側(cè)光纖縱聯(lián)保護裝置檢測到故障時，發(fā)出了閉鎖信號，也發(fā)出了保護跳閘信號，但是開關(guān)出現(xiàn)拒動的時候，上一級光纖縱聯(lián)保護裝置在檢測到閉鎖信號后150ms后故障沒有消除，則加速跳閘；中央變電所2出線側(cè)光纖縱聯(lián)保護裝置檢測到故障時，光纖縱聯(lián)保護裝置出現(xiàn)故障而沒有發(fā)出閉鎖信號，直接由上一級光纖縱聯(lián)保護裝置控制相應(yīng)開關(guān)中的速斷動作跳閘；當中央變電所2進線以及母線上出現(xiàn)故障時，首先由中央變電所2進線側(cè)光纖縱聯(lián)保護裝置控制相應(yīng)開關(guān)動作切除故障，當中央變電所2進線側(cè)光纖縱聯(lián)保護裝置控制的開關(guān)拒動時，該光纖縱聯(lián)保護裝置的上一級光纖縱聯(lián)保護裝置控制其開關(guān)加速跳閘。這樣對于供電系統(tǒng)的每一級線路都有了相應(yīng)的保護，在發(fā)生故障的時候，故障區(qū)域內(nèi)都有相應(yīng)的保護動作，如果本區(qū)域保護拒動，上一級有相應(yīng)的保護動作，保證故障線路可靠切除，防止越級跳閘，將停電范圍控制在最小。
權(quán)利要求1.一種礦用光纖縱聯(lián)越級跳間保護裝置，其特征是縱聯(lián)越級跳間保護裝置為安裝在變電所內(nèi)、由系統(tǒng)總線連接在一起的光纖縱聯(lián)保護裝置，光纖縱聯(lián)保護裝置包括電源模塊、 信號處理模塊、CPU主板、人機接口、光纖通信模塊、液晶顯示屏、鍵盤、紅外遙控器；CPU主板與信號處理模塊、人機接口和光纖通信模塊雙向通信連接，電源模塊與CPU主板、信號處理模塊、人機接口和光纖通信模塊連接；所述的人機接口包括液晶顯示屏、鍵盤和紅外遙控O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用光纖縱聯(lián)越級跳間保護裝置，其特征是所述的光纖通信模塊包括用于連接不同光纖的單模光纖接口和多模光纖接口。
專利摘要一種礦用光纖縱聯(lián)越級跳閘保護裝置，適用于井下供電系統(tǒng)輸電線路的繼電保護。該跳閘保護的裝置為光纖縱聯(lián)保護裝置，光纖縱聯(lián)保護裝置安裝在每一個變電所內(nèi)，每一個光纖縱聯(lián)保護裝置之間通過系統(tǒng)總線連接；光纖縱聯(lián)保護裝置的CPU主板與信號處理模塊、人機接口和光纖通信模塊雙向通信連接，電源模塊與CPU主板、信號處理模塊、人機接口和光纖通信模塊連接；所述的人機接口包括液晶顯示屏、鍵盤和紅外遙控器；所述的光纖通信模塊包括單模光纖接口和多模光纖接口。具備緊急瞬時速斷保護、限時速斷保護、過流保護功能，解決井下常見的越級跳閘難題，把故障限制在最小范圍。能夠替代傳統(tǒng)的模擬保護器和微機保護器。
文檔編號H02H7/26GK202260424SQ20112034870
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者于月森, 伍小杰, 周書穎, 周娟, 宋中倉, 宗偉林, 左東升, 秦靜 申請人:中國礦業(yè)大學