專利名稱：一種礦井防越級跳閘方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦井多級供電保護方法，特別是一種防越級跳閘的方法。
背景技術(shù)：
煤炭系統(tǒng)從地面變電站到最終負載一般需要安裝3至4級保護，由于礦井下線路短、級數(shù)多，在一個負載出線短路或漏電的情況下，短路電流流過的大部份保護裝置都能監(jiān)測到電流出現(xiàn)顯著變化，監(jiān)測到電流變化越過預(yù)設(shè)值的保護裝置都會發(fā)出跳閘信號，切除短路故障源。若是最低一級負載出現(xiàn)了故障，可能會導(dǎo)致上級甚至地面變電所的保護裝置跳閘，從而造成了越級跳閘，致使事故擴大化，不利于事故發(fā)生點查找，還影響井下風(fēng)機開關(guān)送電時間，甚至?xí)绊懲咚古欧?，造成瓦斯聚集威脅井下工人生命安全，還會造成生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓，嚴重影響礦井的安全生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種礦井防越級跳閘方法，它可以有效防止短路或漏電故障越級跳閘，縮小停電范圍，保證井下安全工作。本發(fā)明的目的是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的，它包括安裝有配電開關(guān)和智能保護模塊的防爆箱，智能保護模塊監(jiān)測防爆箱負載出線的短路或漏電故障信息，智能保護模塊包括有防越級跳閘保護單元和就地保護單元，防爆箱分層式分布，同級防爆箱內(nèi)的配電開關(guān)接在同一根母線上，同級防暴箱內(nèi)的智能保護模塊通過通信線路依次串聯(lián)，上、下級智能保護模塊通過通信線路連接，其特征在于，防越級跳閘步驟如下
1)智能保護模塊監(jiān)測所屬防爆箱出線負載的短路或漏電信息，若沒有短路或漏電故障，則繼續(xù)監(jiān)測，若發(fā)現(xiàn)短路或漏電故障信息則轉(zhuǎn)入步驟2)；
2)若所有監(jiān)測到短路或漏電信息的防越級跳閘單元有上級智能保護模塊，則向上級智能保護模塊發(fā)送閉鎖信息，并且監(jiān)測到短路或漏電故障信息的就地智能保護單元向配電開關(guān)發(fā)送跳閘指令；
分層式各智能保護模塊的防越級跳閘單元的靈敏度高于就地保護單元的靈敏度，即防越級跳閘單元的故障檢測時間比就地保護單元的故障檢測時間要快t，t為動作時間，上級智能保護模塊的動作時間t大于下級智能保護模塊的動作時間t ；
步驟2)中就地智能保護單元向配電開關(guān)發(fā)出跳閘指令之前進行以下判斷
在動作時間t以內(nèi)，就地智能保護單元沒有收到相鄰下級發(fā)來的閉鎖信息，并且短路或漏電故障還在，則向配電開關(guān)發(fā)出跳閘指令；
在動作時間t以內(nèi)，就地智能保護單元收到相鄰下級發(fā)來的閉鎖信息，在動作時間t的基礎(chǔ)上再延遲時間登過t+ M
時間，短路或漏電故障還在，則向配電開關(guān)發(fā)出跳閘指令；
在動作時間t內(nèi)，就地智能保護單元收到相鄰下級發(fā)來的閉鎖信息，在動作時間t的基礎(chǔ)上再延遲時間Δ ，在時間t+ u內(nèi)，短路或漏電故障已消除，則不向配電開關(guān)發(fā)出跳閘指令。進一步，智能保護模塊通過智能電網(wǎng)GOOSE命令協(xié)議發(fā)送閉鎖信息。進一步，閉鎖信息的傳遞時間小于4ms。進一步，所述智能保護模塊均設(shè)置有兩個以太網(wǎng)通訊口，可以分別設(shè)置為雙網(wǎng)通訊模式和交換通訊模式進行通信，雙網(wǎng)通訊模式是指兩個以太網(wǎng)通訊口的IP屬于兩個不同網(wǎng)段；交換通訊模式，兩個以太網(wǎng)端口 I進I出，只有I個IP地址，通過交換模式相接在一起的各智能終端，IP屬于同一網(wǎng)段。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點
本發(fā)明用于礦井防越級跳閘，在負載出現(xiàn)短路，并且有2級以上的智能保護模塊監(jiān)測到電流變化大于預(yù)設(shè)值時，可以有效防止監(jiān)測到故障的智能保護模塊同時跳閘，有利于事故發(fā)生點查找，不會影響井下風(fēng)機開關(guān)送電時間，保證瓦斯排放正常，防止瓦斯聚集威脅井下工人生命安全，避免因生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓，而嚴重影響礦井的安全生產(chǎn)。本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書和權(quán)利要求書來實現(xiàn)和獲得。


本發(fā)明的

如下。圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。一種礦井防越級跳閘方法，包括安裝有配電開關(guān)和智能保護模塊的防爆箱，智能保護模塊監(jiān)測防爆箱負載出線的短路或漏電故障信息，智能保護模塊包括有防越級跳閘保護單元和就地保護單元，防爆箱分層式分布，同級防爆箱內(nèi)的配電開關(guān)接在同一根母線上，同級防暴箱內(nèi)的智能保護模塊通過通信線路依次串聯(lián)，上、下級智能保護模塊通過通信線路連接，防越級跳閘步驟如下
1)智能保護模塊監(jiān)測所屬防爆箱出線負載的短路或漏電信息，若沒有短路或漏電故障，則繼續(xù)監(jiān)測，若發(fā)現(xiàn)短路或漏電故障信息則轉(zhuǎn)入步驟2)；
2)若所有監(jiān)測到短路或漏電信息的防越級跳閘單元有上級智能保護模塊，則向上級智能保護模塊發(fā)送閉鎖信息，并且監(jiān)測到短路或漏電故障信息的就地智能保護單元向配電開關(guān)發(fā)送跳閘指令；
分層式各智能保護模塊的防越級跳閘單元的靈敏度高于就地保護單元的靈敏度，即防越級跳閘單元的故障檢測時間比就地保護單元的故障檢測時間要快t，t為動作時間，上級智能保護模塊的動作時間t大于下級智能保護模塊的動作時間t ；
步驟2)中就地智能保護單元向配電開關(guān)發(fā)出跳閘指令之前進行以下判斷
在動作時間t以內(nèi)，就地智能保護單元沒有收到相鄰下級發(fā)來的閉鎖信息，并且短路或漏電故障還在，則向配電開關(guān)發(fā)出跳閘指令；在動作時間t以內(nèi)，就地智能保護單元收到相鄰下級發(fā)來的閉鎖信息，在動作時間t的基礎(chǔ)上再延遲時間U經(jīng)過t+ Δ 時間，短路或漏電故障還在，則向配電開關(guān)發(fā)出跳閘指令；
在動作時間t內(nèi)，就地智能保護單元收到相鄰下級發(fā)來的閉鎖信息，在動作時間t的基礎(chǔ)上再延遲時間Δ ，經(jīng)過t+ Ai時間，短路或漏電故障已消除，則不向配電開關(guān)發(fā)出跳閘指令。實施例，如圖1所示，以短路為例，智能保護模塊11所接負載出現(xiàn)短路故障，智能保護模塊11的防越級跳閘單元和就地保護單元都監(jiān)測到電流的變化大于預(yù)設(shè)電流，確定故障信息。由于礦井下線路短、級數(shù)多，在一個負載出載短路的情況下，智能保護模塊11的上級智能保護模塊10、智能保護模塊6、智能保護模塊2和智能保護模塊I均有可能檢測到電流變化大于預(yù)設(shè)電流。設(shè)智能保護模塊11的上級智能保護模塊10、智能保護模塊6、智能保護模塊2和智能保護模塊I均檢測到電流變化大于預(yù)設(shè)值，均檢測到故障信息。
檢測到故障信息的智能保護模塊的防越級跳閘單元啟動，向上級智能保護模塊發(fā)送閉鎖信息。由于防越級跳閘保護單元的靈敏度和啟動時間比就地保護單元的靈敏度高，在智能保護模塊10、智能保護模塊6、智能保護模塊2和智能保護模塊I均收到閉鎖信息，所有智能保護模塊的就地保護單元才檢測到故障信息。就地保護單元檢測到故障信息的時間比同級防越級跳閘保護單元晚t。從智能保護模塊11、智能保護模塊10、智能保護模塊
6、智能保護模塊2和智能保護模塊I檢測到故障信息的時候開始計算，智能保護模塊11的就地保護單元在經(jīng)過動作時間t后向配電開關(guān)發(fā)送跳閘信息，智能保護模塊10、智能保護模塊6、智能保護模塊2和智能保護模塊I收到了閉鎖信息，在經(jīng)過動作時間t+延遲時間ΔΙ后，所屬就地保護單元向配電開關(guān)發(fā)送跳閘信息，上級智能保護模塊的動作時間t大于下級智能保護模塊的動作時間t，所以從檢測到故障信息到跳閘所需時間為智能保護模塊11 <智能保護模塊10 <智能保護模塊6 <智能保護模塊2 <智能保護模塊I。若其中一個智能保護模塊跳閘后，該智能保護模塊的所有上級智能保護模塊在動作時間t+延遲時間Δ 內(nèi)均不會再檢測到故障信息，不再發(fā)送跳閘指令。為了不發(fā)生越級跳閘，要求ΔΙ >is + 游- σ , i]是防越級跳閘信息的通訊傳輸
延遲，U是下級開關(guān)的分閘時間，是智能保護模塊防越級跳閘單元與就地保護單元對
故障的檢測時間差。需要防越級跳閘模塊和就地保護模塊在算法靈敏度、實現(xiàn)時間配合、通訊速率及通訊相應(yīng)時間上很好的配合。井下系統(tǒng)采用本發(fā)明時，在各就地保護模塊延時為O時，固有動作時間<35ms，可以有效地防止越級跳閘。本發(fā)明用于礦井防越級跳閘，在負載出現(xiàn)短路或漏電，并且有2級以上的智能保護模塊監(jiān)測到短路或漏電故障特征時，可以有效防止監(jiān)測到故障的智能保護裝置同時跳閘，有利于事故發(fā)生點查找，保證瓦斯排放正常，防止瓦斯聚集威脅井下工人生命安全，避免因生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓，而嚴重影響礦井的安全生產(chǎn)。由于下級智能保護模塊發(fā)送閉鎖信息到相鄰上級智能保護模塊需要一個時間延遲，這個延時越小越好，所以防越級跳閘模塊借助智能電網(wǎng)GOOSE命令發(fā)送閉鎖信息，閉鎖信息的傳遞時間小于4ms。所述智能保護模塊均設(shè)置有兩個以太網(wǎng)通訊口，可以分別設(shè)置為雙網(wǎng)通訊模式和交換通訊模式進行通信工作，雙網(wǎng)通訊模式是指兩個以太網(wǎng)通訊口的IP屬于2個不同的網(wǎng)段；交換通訊模式，兩個以太網(wǎng)端口 I進I出，只有I個IP地址，通過交換模式相接在一起的各智能終端，IP屬于同一網(wǎng)段。智能保護模塊對外提供兩個網(wǎng)口，通過參數(shù)設(shè)置，這兩個網(wǎng)口可以工作在交換機模式下，也就是說網(wǎng)上的信息從一個網(wǎng)口進入，另一個網(wǎng)口出，構(gòu)成一個網(wǎng)段，通過IP地址和MAC地址識別后，只接收與本智能保護模塊相關(guān)的信息，并進行處理，不和本智能保護模塊相關(guān)的信息，直接從一個網(wǎng)口入，一個網(wǎng)口出，不進行處理。采用該接線模式，在煤礦井下網(wǎng)絡(luò)布線更為簡單，方便。如果是獨立的雙網(wǎng)口，則必須采用星形接線法，布線多，復(fù)雜，還要加獨立的交換機。根據(jù)需要，改變設(shè)置參數(shù)，兩個端口是獨立的兩個網(wǎng)口，可以工作在不同的網(wǎng)段。交換式以太網(wǎng)口的以上兩種端口工作模式是獨立兩網(wǎng)口不具備的。煤礦井下實際上是多層供電方式，一個礦井涉及的礦用保護裝置很多，若都工作做一個網(wǎng)段下，速度和安全性都無法保證。一般一個變電站間聯(lián)絡(luò)線保護裝置的兩個網(wǎng)口設(shè)置為獨立雙網(wǎng)口方式，而變電站各出線智能保護模塊設(shè)置為交換機工作模式，和進線保護裝置的一個網(wǎng)口屬于同網(wǎng)段。變電站進線智能保護模塊的另一個網(wǎng)口和進線上端的智能保護模塊屬于同一網(wǎng)段。這樣設(shè)置，同一網(wǎng)段上掛的智能保護模塊不多，一般只有5到6個，有利于充分利用網(wǎng)絡(luò)通訊的高速性。這是其他通訊方式不具備的。因為井下保護裝置的防越級跳閘，是需要對井下所有保護裝置一體化考慮的，比如CAN通訊方式，因為掛的節(jié)點數(shù)量也是有限定的，不可能用一條通訊總線將井下所有的保護裝置連起來，任何總線，同一時刻只可能是傳送一路信息，不可能同時傳送多個裝置的信息。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種礦井防越級跳閘方法，包括安裝有配電開關(guān)和智能保護模塊的防爆箱，智能保護模塊監(jiān)測防爆箱負載出線的短路或漏電故障信息，智能保護模塊包括有防越級跳閘保護功能單元和就地保護功能單元，防爆箱分層式分布，同級防爆箱內(nèi)的配電開關(guān)接在同一根母線上，同級防暴箱內(nèi)的智能保護模塊通過通信線路依次串聯(lián)，上、下級智能保護模塊通過通信線路連接，其特征在于，防越級跳閘步驟如下 1)智能保護模塊監(jiān)測所屬防爆箱出線負載的短路或漏電信息，若沒有短路或漏電故障，則繼續(xù)監(jiān)測，若發(fā)現(xiàn)短路或漏電故障信息則轉(zhuǎn)入步驟2)； 2)若所有監(jiān)測到短路或漏電信息的防越級跳閘單元有上級智能保護模塊，則向上級智能保護模塊發(fā)送閉鎖信息，并且監(jiān)測到短路或漏電故障信息的就地智能保護單元向配電開關(guān)發(fā)送跳閘指令； 分層式各智能保護模塊的防越級跳閘單元的靈敏度高于就地保護單元的靈敏度，防越級跳閘單元的故障檢測時間比快于就地保護單元，上級智能保護模塊的動作時間t大于下級智能保護模塊的動作時間t ； 步驟2)中就地智能保護單元向配電開關(guān)發(fā)出跳閘指令之前進行以下判斷 在動作時間t以內(nèi)，就地智能保護單元沒有收到相鄰下級發(fā)來的閉鎖信息，并且短路或漏電故障還在，延時到后向配電開關(guān)發(fā)出跳閘指令； 在動作時間t以內(nèi)，就地智能保護單元收到相鄰下級發(fā)來的閉鎖信息，在動作時間t的基礎(chǔ)上再延遲時間Al，經(jīng)過t+ Al時間，短路或漏電故障還在，則向配電開關(guān)發(fā)出跳閘指令； 在動作時間t內(nèi)，就地智能保護單元收到相鄰下級發(fā)來的閉鎖信息，在動作時間t的基礎(chǔ)上再延遲時間Al，在時間t+ M內(nèi)，短路或漏電故障已消除，則不向配電開關(guān)發(fā)出跳閘指令。
2.如權(quán)利要求1所述的一種礦井防越級跳閘方法，其特征在于智能保護模塊通過智能電網(wǎng)GOOSE命令協(xié)議發(fā)送閉鎖信息。
3.如權(quán)利要求2所述的一種礦井防越級跳閘方法，其特征在于閉鎖信息的傳遞時間小于4ms。
4.如權(quán)利要求1所述的一種礦井防越級跳閘方法，其特征在于所述智能保護模塊均設(shè)置有兩個以太網(wǎng)通訊口，可以分別設(shè)置為雙網(wǎng)通訊模式和交換通訊模式進行通信，雙網(wǎng)通訊模式是指兩個以太網(wǎng)通訊口的IP屬于兩個不同網(wǎng)段；交換通訊模式，兩個以太網(wǎng)端口I進I出，只有I個IP地址，通過交換模式相接在一起的各智能終端，IP屬于同一網(wǎng)段。
全文摘要
一種礦井防越級跳閘方法，包括安裝有防爆箱，防爆箱分層式分布，同級防爆箱內(nèi)的配電開關(guān)接在同一根母線上，同防暴箱內(nèi)的智能保護模塊通過通信線路依次串聯(lián)，防越級跳閘步驟如下1)智能保護模塊監(jiān)測所屬防爆箱出線的短路信息；2)所有監(jiān)測到短路或漏電信息的智能保護模塊發(fā)出跳閘指令，同時向上級保護模塊發(fā)送閉鎖信息；3)進行跳閘切除。本發(fā)明在負載出現(xiàn)短路，并且有2級以上的智能保護模塊監(jiān)測到故障信息時，可以有效防止監(jiān)測到故障的智能保護模塊同時跳閘，有利于事故發(fā)生點查找，不會影響井下風(fēng)機開關(guān)送電時間，保證瓦斯排放正常，防止瓦斯聚集威脅井下工人生命安全，避免因生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓，而嚴重影響礦井的安全生產(chǎn)。
文檔編號H02H7/26GK103022995SQ20121055083
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者周大敏, 安文斗, 王開云, 任長杰 申請人:中煤科工集團重慶研究院