防越级跳闸系统
煤矿井下供电监控及防越级跳闸系统的设计
煤矿井下供电监控及防越级跳闸系统的设计煤矿作为重要的能源资源，对于国家的能源保障具有重要意义。
煤矿井下供电系统的安全稳定性一直是煤矿生产中的重要环节。
为了保障煤矿井下供电系统的安全可靠运行，监控及防越级跳闸系统的设计显得尤为重要。
煤矿井下供电系统的特点是工作环境恶劣，通常处于高温、高湿、高灰尘、易爆炸等恶劣环境之中。
煤矿井下供电系统的设计需要考虑到这些特殊环境因素，采取相应的防护措施，确保供电系统能在恶劣环境下安全稳定地运行。
在煤矿井下供电系统的设计中，监控系统是至关重要的一环。
监控系统可以通过实时监测供电系统的运行情况，及时发现供电系统中的问题并进行处理，保障供电系统的安全运行。
监控系统通常包括对供电系统的电压、电流、温度等参数进行实时监测，并能够对监测数据进行分析，发现潜在的故障风险，提前进行预警。
在煤矿井下供电系统的设计中，防越级跳闸系统也是非常重要的。
防越级跳闸系统可以有效防止因短路、过载等原因导致的越级跳闸，确保供电系统的稳定运行。
防越级跳闸系统通常是通过智能电器保护装置实现的，它可以根据监测到的电压、电流等参数实时判断供电系统的运行状态，一旦发现异常情况即可进行及时跳闸，防止事故的扩大。
在煤矿井下供电监控及防越级跳闸系统的设计中，需要考虑到以下几个方面：要根据煤矿井下的实际情况来设计监控系统和防越级跳闸系统。
不同的煤矿井下环境情况可能会有所不同，因此需要根据具体情况来进行设计，确保监控系统和防越级跳闸系统能够适应井下的特殊环境。
要选择合适的监控设备和防越级跳闸设备。
监控设备和防越级跳闸设备是保障供电系统安全可靠运行的重要保障，因此需要选择质量可靠的设备，并且要考虑到设备的适用性和稳定性。
还需要考虑到监控系统和防越级跳闸系统的互联互通。
监控系统和防越级跳闸系统需要能够实现信息的快速传递和互相协调，以实现对供电系统的有效监控和保护。
煤矿供电防越级跳闸保护系统
煤矿供电防越级跳闸保护系统随着煤炭的逐步开采，煤矿供电已成为保障矿井正常运行的重要措施之一。
然而，煤矿供电系统也面临着安全隐患，其中最为常见的就是越级跳闸现象，这种现象往往会导致煤矿的停电，影响安全生产。
为了解决这个问题，各地的煤矿已经采用了不同的保护系统，其中最为常见的就是煤矿供电防越级跳闸保护系统。
煤矿供电防越级跳闸保护系统是一种针对煤矿供电系统设计的保护系统，其主要功能是在遇到过电压或过电流时，能够及时地切断电源，避免电力设备的损坏，同时避免煤矿停电，保障煤矿的正常生产。
此外，煤矿供电防越级跳闸保护系统还可以抑制设备电压和电流的波动，降低电气设备的损坏率，提高设备的使用寿命，大大降低煤矿生产成本。
煤矿供电防越级跳闸保护系统一般包括以下几个方面：电力传感器、采集器、控制中心和保护机。
电力传感器广泛应用在电力系统中，其作用是检测电力系统中的电压和电流值，并将其转换为与之相匹配的电信号。
采集器是连接传感器和控制中心的桥梁，它可以将采集到的数据传输到控制中心。
控制中心主要运用电子技术和硬件系统，将采集到的数据进行处理并分析其稳定性，提供电力系统的监测和保护。
保护机是煤矿供电防越级跳闸保护系统的核心部分，通常采用数字信号处理器和控制单元芯片，它能够根据采集到的数据进行分析并进行控制操作，否则就会对电力系统进行保护。
在煤矿供电防越级跳闸保护系统的设计过程中，需要考虑如何提高系统的安全性和可靠性。
一方面要提高系统的智能化和自动化，通过数字信号处理器、控制单元芯片、人机界面和网络通讯等技术手段，不断提高保护机的性能和控制能力，提高煤矿供电系统的可靠性和自动化水平。
另一方面，还需要精心设计系统的硬件组件和软件程序，充分考虑系统的可靠性和优化性能。
总的来说，煤矿供电防越级跳闸保护系统是煤矿保障生产安全和提高生产效率的重要手段。
通过采用前沿的技术手段，完善保护体系，提高系统的自动化水平和可靠性，煤矿供电防越级跳闸保护系统能够有效解决越级跳闸问题，保障煤矿的正常生产，进一步确保了安全生产的目标。
《防越级跳闸》课件
目录
• 防越级跳闸概述 • 防越级跳闸的原理与技术 • 防越级跳闸的应用场景与案例 • 防越级跳闸的未来发展与展望 • 结论
01
防越级跳闸概述
定义与特点
定义
防越级跳闸是一种防止因故障电流或 故障电压而导致的上级断路器误动作 的继电保护技术。
特点
具有快速性、选择性、可靠性和灵敏 度高等特点，能够在电力系统发生故 障时迅速切断故障线路，减小停电范 围，保障电力系统的稳定运行。
防越级跳闸的技术
电流识别技术
通信技术
通过电流传感器实时监测系统中的电 流状态，并识别故障电流的来源和方 向。
实现各级开关之间的信息交互和指令 传输，确保选择性跳闸的准确执行。
智能控制技术
基于预设的控制逻辑和算法，对监测 到的电流数据进行快速处理和分析， 判断是否发生故障以及故障的类型。
防越级跳闸的优缺点
优点
能够快速隔离故障区域，防止故 障扩大，减少停电范围和损失； 提高供电系统的稳定性和可靠性 。
缺点
技术复杂，实施难度较大，需要 投入较高的研发和设备成本；可 能存在误判和误跳闸的风险，影 响正常供电。
03
防越级跳闸的应用场 景与案例
防越级跳闸的应用场景
电力系统
在电力系统中，防越级跳闸主要用于防止因设备故障或误操作导 致的越级跳闸，保障电网的稳定运行。
防越级跳闸的重要性
保障电力系统安全
防越级跳闸能够有效地防止因故 障电流或故障电压导致的上级断 路器误动作，从而保障电力系统
的安全稳定运行。
提高供电可靠性
通过快速切断故障线路，减小停电 范围，提高供电的可靠性，减少因 故障导致的生产和生活影响。
降低经济损失
浅析煤矿防越级跳闸系统
化 的 矿 井生 产 理 念 。
保护性功 能。为了弥补这一不足 ，越级跳闸 系 状 况，简化 系统 的管理 过程 ，提 高运行效率。
统采用 Ｉ Ｅ Ｃ１ ５ ８ ８的 ＧＯＯＳ Ｅ技术 不仅实现 了对 随着 科学 信息 技术 的快 速 发展 ，为 了保 采用煤矿 井下电网综合 自动化方 案。从 而，解 测控设 备快 速信息交换线路的保护 ，同时 ，也 护 、监视、控制井下供 电系统 ，越级跳 闸系统 会通过 下级 变电站的保护功能或馈出线保护功
Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ・ 电力电子
浅析 煤矿 防越级跳闸系统
文／ 孟 建
越级跳闸系统准确的判断线路故 障位置 ，本 装 在 矿 井供 电 系统 中，经常 会 出现短 路和 单相 接地 故 障，产 生 越 级 跳 闸 ，造 成 大 面 积 停 电 ，严 重影 响矿 井安全 生产和人身安全 。 建设 可 靠、稳 定 的防越 级跳 闸供 电系统是 煤矿 建设 中关键要 素之 本文 就越 级跳 闸问题展 开研 究和 分析 。首 先分析 了防越 级跳 闸的原理 ，进 而对跳 闸解 决方案
中 国矿 业 大学 出版 社 ， ２ ０ １ ２ ．
【 ３ 】 陈奎 ， 张丽 ， 孙 常青 ． 煤 矿 高压 防爆 开
关 综 合 保 护 新 技 术 … ．电 力 系统 控 制 与
２彻底解决越级跳闸方案
目前 ，地面 中心 变 电站 采用 的出 线速 断 起到保护系统和设备的作用 ，但不足 的是 由于
煤矿 智能 供 电一体 化监 控 系统在 实现 提
高供 电可靠性的 同时，在 实现电力监控的基础 上结合实际情况开 发了大量 的实 用化 功能 ，如
防越级跳闸的原理(一)
防越级跳闸的原理(一)防越级跳闸的原理什么是越级跳闸？越级跳闸是指电气设备或系统中，电流或电压突然增加到超过设定值，导致保护装置跳闸的现象。
越级跳闸对电气设备和系统的安全运行带来了严重的威胁，因此需要防止越级跳闸的发生。
越级跳闸原理概述在电气系统中，越级跳闸通常发生在电流或电压异常增大的情况下，可能由短路、过电流等故障引起。
为了防止电气设备过载或烧坏，保护装置会检测异常信号并及时采取措施，例如跳闸切断电路，从而保护电气系统的正常运行。
防越级跳闸的原理防越级跳闸的原理基于对电流和电压的监测与控制。
保护装置会对电流和电压进行实时监测，并根据设定值进行判断。
当电流或电压超过设定值时，保护装置会及时采取措施，例如切断电路，以防止设备过载或损坏。
以下是防越级跳闸的原理的具体实施方式：1.电流保护：根据电流监测，设定的设备额定电流和保护装置的额定电流，当电流超过设定值时，保护装置会发出信号并采取相应的措施，例如跳闸切断电路。
2.电压保护：根据电压监测，设定的设备额定电压和保护装置的额定电压，当电压超过设定值时，保护装置会发出信号并采取相应的措施，例如跳闸切断电路。
3.时间保护：保护装置通常设置一个时间延迟，超过设定时间后，即使电流或电压短暂超过设定值，保护装置也不会立即跳闸，以避免误判。
4.灵敏度调节：保护装置可以设置不同的灵敏度，以适应不同的电气设备和系统需求。
根据具体情况，可以调整保护装置的灵敏度，以提高或降低跳闸的设定值。
5.自动复位：保护装置通常具有自动复位的功能，即在跳闸后，设备恢复正常状态后，保护装置会自动复位，重新供电。
结论防越级跳闸的原理基于对电流和电压的实时监测与控制，保护装置根据设定值判断异常情况，并及时采取措施，以保护电气设备和系统的安全运行。
通过电流保护、电压保护、时间保护、灵敏度调节和自动复位等方式，可以有效防止越级跳闸的发生，提高电气系统的安全性和可靠性。
煤矿井下供电监控及防越级跳闸系统的设计
煤矿井下供电监控及防越级跳闸系统的设计煤矿是我们能源生产的重要组成部分，而井下供电系统是煤矿生产中至关重要的一环。
为了保障煤矿井下供电系统的安全稳定运行，需要进行严格的监控和管理。
随着科技的不断发展，煤矿井下供电监控及防越级跳闸系统的设计变得越来越重要。
本文将就这一话题展开探讨，介绍该系统的设计原理以及在煤矿实际生产中的应用。
一、井下供电监控系统的设计原理1. 设备选择：在井下供电监控系统的设计中，首先需要选择一些关键的设备，如智能型断路器、传感器、监控控制器等。
这些设备将构成整个井下供电监控系统的核心部分，用于实时监测井下供电系统的运行状态。
2. 网络通信：井下供电监控系统需要具备远程监控的功能，因此在设计中需要考虑如何进行数据的传输和通信。
通常采用无线通信或者有线通信的方式，确保监控数据能够及时传输到地面监控中心。
3. 数据处理：一旦从井下传感器采集到了监控数据，还需要对这些数据进行处理和分析，以便于监控人员及时发现问题并采取相应的措施。
在设计中需要考虑如何对数据进行存储、处理和分析。
4. 远程控制：为了能够及时处理井下供电系统出现的故障，井下供电监控系统还需要具备远程控制的功能。
这样监控人员可以通过远程控制器进行操作，对井下供电系统进行控制和维护。
二、防越级跳闸系统的设计原理1. 设备选择：在煤矿井下供电系统中，防越级跳闸系统是非常重要的一部分。
该系统通常由越级跳闸器、控制器、故障指示器等设备组成，用于防止供电系统在发生故障时造成更大的事故。
2. 故障监测：防越级跳闸系统需要能够及时监测井下供电系统的运行状态，当发生故障时能够及时发出警报。
在设计中需要选择一些高可靠性的传感器和监测设备，确保能够对供电系统的运行状态进行实时监测。
3. 跳闸控制：一旦监测到井下供电系统发生了越级跳闸的情况，防越级跳闸系统需要能够及时采取措施进行跳闸。
在设计中需要考虑如何设计一个可靠的跳闸控制系统，确保能够在最短的时间内对井下供电系统进行跳闸。
煤矿防越级跳闸系统及数字化变电站培训课件PPT(共-42张)
第七讲:煤矿防越级跳闸系统及数字化变电站一、煤矿越级跳闸问题分析二、常规微机保护构造的防越级跳闸系统三、数字化变电站四、数字化变电站构造的防越级跳闸系统1、短路越级跳闸0煤矿高压供电存在如下特点：口短线路较多-有的下井线路仅有100-50。
米；■采区变到配电点仅有50-500米口下井线路经过的开关级数多■地面-井下中央-采区-配电点口电力系统给定的速断定时限短（1-2秒）口井下高压开关一般均装设速断保护口井下高压开关一般均装设有低电压保护0整定方法不合理口速断保护按躲过最大负荷电流整定，比按短路电流整定得到的值要小得多，发生短路后沿线保护均启动，跳闸取决于开关的机械特性。
Limin'0短线路造成保护定值无法区分口短线路短路电流的变化平缓，始末端短路电流差值小，按躲过线路末端最大短路电流整定，一般保护灵敏度＜1。
口电力系统规程建议在灵敏度小于1的情况下不适宜装设电流速断保护，但是煤炭规程规定井下必须装设速断保护，不准甩掉不用。
口此时一般按同一灵敏系数法整定，造成线路在最小运行方式下有保护范围，然而在最大运行方式下可能发生越级跳闸。
0解决方法口在短线路增设限流电抗器，注意端电压、井下条件限制。
口改变保护原理：差动保护0短线路造成保护定值无法区分0系统的运行方式差异较大口系统运行方式差异较大，按躲过线路末端最大短路电流整定，一般保护灵敏度＜1。
口电力系统规程建议在灵敏度小于1的情况下不适宜装设电流速断保护，但是煤炭规程规定井下必须装设速断保护，不准甩掉不用。
口此时一般按同一灵敏系数法整定，造成线路在最小运行方式下有保护范围，然而在最大运行方式下可能发生越级跳闸。
0解决方法口电力自动化系统：随运行方式切换保护定值口改变保护原理：差动保护0系统的运行方式差异较大12.086.19地面井下中央採采区4.273.150短路电流过大口短路电流超出了保护装置短路电流的最大保护范围（现在井下高压综保一般为io倍），如线路末端母线的最大三相短路电流为3340A,而线路的CT的变比为200/5,也就是保护的最大电流只能选取2000A。
电力自动化及防越级跳闸保护系统PPT培训课件
03
电力自动化系统的组成与工作原理
调度自动化系统
调度自动化系统是电力自动化系 统的核心组成部分，主要负责对 电网运行状态进行实时监测、控
制和协调。
该系统通过收集电网各节点的实 时数据，对电网的运行状态进行 分析和评估，为调度员提供决策
支持。
调度自动化系统还具备自动发电 控制、自动电压控制等功能，能 够实现电网的自动调节和优化。
对未来电力自动化及防越级跳闸保护系统发展的建议
加强技术创新和研发力度，推动电力自动化及防越级跳闸保护系统的技 术进步和应用推广，提高系统的智能化、自适应性水平。
完善相关标准和规范，加强行业管理和经验交流，推动电力自动化及防 越级跳闸保护系统的标准化、规范化发展。
加强人才培养和队伍建设，培养一批高素质、专业化的技术和管理人才， 为电力自动化及防越级跳闸保护系统的可持续发展提供人才保障。
变电站自动化系统
变电站自动化系统是实现变电站无人值守的关键技术，通过自动化装置和计算机技 术实现对变电站的全面监控和管理。
该系统能够自动完成变电站内的设备状态监测、控制、保护等功能，提高变电站的 运行效率和安全性。
变电站自动化系统还可以与调度自动化系统进行数据交互，实现电网的远程监控和 管理。
配电网自动化系统
降低运营成本
电力自动化技术可以减少人工干预和操作，降低 运营成本和维护成本，提高企业的经济效益。
电力自动化的历史与发展
历史
电力自动化技术经历了从模拟电路到 数字电路、从单机到系统、从局部到 全局的发展过程。
发展
未来电力自动化技术将朝着智能化、 信息化、安全可靠、高效灵活的方向 发展，将更加注重与新能源、物联网 等技术的融合和创新。
特点
煤矿供电防越级跳闸保护系统
煤矿供电防越级跳闸保护系统随着社会经济的发展，能源需求越来越大，煤炭作为我国主要的能源来源之一，其开采与供应至关重要。
然而，在开采过程中，经常会出现电力设备跳闸的情况，严重影响煤矿的生产。
为此，煤矿供电防越级跳闸保护系统应运而生，它能够帮助保障煤矿供电的安全和稳定，提高煤矿生产效率。
煤矿供电防越级跳闸保护系统是一种基于现代电力控制技术的智能保护系统，它由电源过电压保护器、继电保护器和直流系统构成。
该系统能够检测电力设备的状态变化以及电流和电压的波动情况，对异常情况及时作出响应，避免设备进入过载或过流状态，从而防止跳闸事故的发生。
该系统的主要功能包括欠压、过压和过电流等保护及故障报警。
当正常电压值超出标准值时，该系统会自动进行调节，保证电力设备的正常运行。
当电路出现过电流或过载时，该系统会自动切断电流，避免进一步增加设备的负荷，从而提高电力设备的寿命。
同时，该系统还具有越级跳闸的保护功能。
随着煤矿的规模逐渐扩大，电力设备所承载的电量也逐步增加，当电力设备在负载高峰期间出现跳闸时，该系统可以自动判断并采取越级保护措施，避免跳闸对其它设备造成的影响，确保煤矿供电系统的正常运行。
此外，该系统还具有远程监控和控制功能。
工作人员可以通过远程控制台，对煤矿供电系统进行实时监控，及时了解各电力设备的运行状况，避免出现异常情况。
此外，该系统还能通过报警方式向相关人员发出警报，以便及时采取应急措施。
总之，煤矿供电防越级跳闸保护系统是煤矿行业中非常重要的一项技术，它可以保障煤矿电力设备的平稳运行，避免跳闸事故的发生，提高煤矿生产效率，并为工作人员提供良好的工作环境和安全保障。
随着技术的不断发展和更新，该系统将不断满足煤矿新需求的变化，并不断完善提升，为保障煤矿电力供应提供更加全面精准的支持。
电力自动化及防越级跳闸保护系统
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B、漏电越级跳闸原因
现在煤矿进下高压供电系统一般使用功率方向行的漏电检测方法，功 率方向型漏电保护是利用电网对地的分布有电容，接地线路的零序电 流由线路流向母线，零序电流相位滞后零序电压，而非接地线路的零 序电流则由母线流向线路，零序电流相位超前零序电压的原理，通过 检测比较零序电压、零序电流的大小和判断零序方向来判断漏电线路 。由于煤矿井下，机械化程度的不断提高，井下高压供电系统越来越 复杂，电网对地分布电容越来越大，一旦发生单相接地故障，接地电 流较大，难息弧，对电缆的破坏大，还极易容易引起电网谐振。所以 一般采用主变中心点接消弧线圈进行补偿的方式，若系统采用完全补 偿方式，则系统故障线路和非故障线路的零序电流都是本身的对地电 容电流，电容电流的方向均为母线指向线路，因此无法利用稳态电流 的大小和方向来判别故障。当系统采用过补偿方式时，流过故障线路 的零序电流等于本线路对地电容电流和接地点残余电流之和，其方向 和非故障线路的零序电流一样，仍然是由母线指向线路，且相位一致 ，因此也无法利用方向的不同来判别故障线路和非故障线路。所以开 关上原有的漏电检测方式，就不适合中性点经消弧线圈接地的供电系 统，而产生开关漏电越级和误动作。
煤矿供电防越级跳闸保护系统
煤矿供电防越级跳闸保护系统引言煤矿是一种危险的工作环境，电力供应对于煤矿的正常运行至关重要。
然而，在供电系统中，由于各种原因，如电力设备故障、电网负荷突增等，可能会发生跳闸现象，从而导致煤矿停电。
为了保证煤矿的安全和连续供电，煤矿供电防越级跳闸保护系统应运而生。
煤矿供电防越级跳闸保护系统的作用煤矿供电防越级跳闸保护系统主要用于检测供电系统中的电流和电压等参数，当系统中出现异常情况时，系统会自动切断电源，以避免电力设备的过载或短路等情况。
该保护系统能够确保煤矿供电的稳定性和安全性，防止发生事故.系统组成及工作原理煤矿供电防越级跳闸保护系统通常由以下几个部分组成：电流传感器电流传感器用于检测供电系统中的电流值。
通常使用霍尔传感器或电流互感器来实现电流的检测。
传感器将电流信号转化为电压信号，并发送给保护系统的控制模块。
电压传感器电压传感器用于检测供电系统中的电压值。
传感器通常通过测量电压差来获取电压信号，并将其转化为数字信号。
这些信号将发送给保护系统的控制模块，以便进行后续的处理。
控制模块控制模块是系统的核心部分，它接收电流和电压传感器发送的信号，并根据预设的阈值进行处理。
当检测到电流或电压异常时，控制模块将向开关装置发送指令，切断电源，以避免电力设备的损坏。
开关装置开关装置是系统的执行部分，它根据控制模块的指令来控制电源的开关状态。
当控制模块检测到电流或电压异常时，开关装置会迅速切断电源，保护煤矿供电设备的安全运行。
供电系统的安全性能要求煤矿供电防越级跳闸保护系统在设计和应用时需要满足以下安全性能要求：1.灵敏度：保护系统应具有高灵敏度，能够及时检测供电系统中的电流和电压异常，避免发生过载或短路等情况。
2.可靠性：保护系统应具有高可靠性，能够正常工作并及时切断电源，以防止事故的发生。
3.稳定性：保护系统应具有较好的稳定性，能够在各种工作条件下保持正常运行，不受外界干扰。
4.自动化：保护系统应具备自动化控制功能，能够根据设定的阈值自动切断电源，减少人工干预的需求。
煤矿供电系统防越级跳闸技术分析
煤矿供电系统防越级跳闸技术分析摘要：近年来，随着经济的发展，我国的煤矿工程建设的发展也有了改善。
根据矿井事故数据统计分析，由井下电网相关引起的安全事故占比超过５０％。
一方面，由于井下工作人员触电而引发事故；另一方面，当发生电气火花时，混合起来的粉尘以及堆积起来的瓦斯引发了爆炸事故。
因此，安全的矿井生产环境与供电网络息息相关。
供电系统在整个矿产生产过程中扮演着重要的角色，但分析煤矿的生产环境，潮湿的空气、狭窄的巷道，极易导致电缆及其相关接头处发生短路；复杂的采掘地质情况，负载波动变化比较大，也易引起工作设备的过流发热，损坏线路的绝缘处而造成短路；为提高生产效率，在原有工作的供电系统基础上，引进较多的先进设备，这也加重了供电系统的负荷，影响了供电系统的稳定性。
关键词：煤矿供电系统；防越级跳闸；技术分析引言中国既是能源生产大国，同时也是能源消耗大国。
根据相关统计研究表明，在全球能源系统中，煤炭能源占据所有能源的一半以上。
而在中国的能源体系中，煤炭资源所占的比例更高，达到了６４％左右。
虽然中国近年来在大力调整能源结构，但是在未来相当长的一段时间内，当前的能源格局不会出现较大变化。
煤炭能源仍然会在中国社会经济发展中发挥着举足轻重的作用。
矿井供电系统的安全稳定运行是保证煤炭生产持续推进的重要基础，如果矿井供电系统出现故障问题，会导致整个生产线停机无法正常工作，严重时可能对机电设备造成不可逆转的损坏，甚至可能引发人员伤亡的重大安全事故。
因此非常有必要对矿井供电系统进行深入分析，提升运行的可靠性。
1煤矿电网越级跳闸原因分析由于煤矿井下开采的工作环境十分恶劣，所以开采设备容易受到外界因素的影响，进而导致设备受到损坏。
在实际开采的过程中，井下供电系统主要由电气设备和电缆组成，其中电缆的抗阻性能较差，电缆两端的短路电流差值较大，而电缆的两端短路电流差值并没有那么大，但是比较接近，因此很难将这两种情况区分开来。
现在国内很多煤矿企业的高压保护措施不够完善，都存在着一些问题，容易出现保护失灵以及误动作等现象，从而导致下级保护无法正常使用，在这种情况下，上级保护装置便会自动启动，从而导致越级跳闸的现象发生。
煤矿分布式防越级跳闸供电系统设计
煤矿分布式防越级跳闸供电系统设计摘要：在我国快速发展过程中，煤矿是我国发展的重要能源，煤矿供电系统在煤矿开采过程中扮演着非常重要的角色，是煤矿运营的动力来源。
目前煤矿井下因受巷道延伸方向所限，通常在同一方向上会布设多级供电所，同时，每一级变电所线路分级增多，致使线路越来越短，而供电电缆线路阻抗很小，当供电系统线路发生短路故障时，各级线路之间短路电流在数值上无明显差别，这就导致各级原有继电保护装置难以按照短路电流数值大小来判断短路故障点是否发生于本保护区，使保护整定难度变大，从而使线路发生开关误动作、越级跳闸现象。
煤矿供电系统发生越级跳闸时，会直接扩大井下的停电范围，影响煤矿生产的安全以及煤矿开采的效率，甚至发生煤矿重大事故。
关键词：煤矿；防越级跳闸保护系统；分布式网络引言要想能够更加有效地应对供电越级跳闸事故，保障矿井生产安全，就需要充分地掌握产生越级跳闸问题的原因，在这个时期，需要选择合理的措施来应对越级跳闸事故，而且要选择合理的预防措施，使得矿井生产能够更加安全地开展。
1供电系统存在问题及需求某矿当前拥有一座35kV变电站，站内配备有容量为10000kVA的变压器2台，系统整体使用分段单母线接线的方式，Ⅰ，Ⅱ回路同工业场地之间的距离依次为13km以及10km，系统正常运行过程中，1台变压器处于工作状态，另1台处于备用状态，防止1台主变压设备出现故障导致矿井生产无法进行。
现有供电系统配电级数较多，供电距离较短，加上较小的抗阻导致供电系统各节点间的供电电流相差不大，难以实现电气设备的保护和灵敏性的保障，因此对于供电越级保护系统的研究有重要意义。
矿井现有电系统设计和供电设备间的距离较小，造成过路电流较小，线路短路出现问题很容易导致整个系统发生跳闸现象，供电系统整体结构复杂，部分线路的故障使得整个系统难以有效运转。
所以采用防越级跳闸保护对于系统有重要意义，本文将电气闭锁防越级跳闸技术、分站集中控制防越级跳闸技术、数字变电站防越级跳闸技术以及数字式光纤电流纵联差动等技术进行比对后得出结论，由于数字式光纤电流纵联差动防越级跳闸技术具备抗干扰能力强以及传输效率高等优势，所以本文设计了一种数字式光纤电流纵联差动防越级跳闸技术，将当前的供电系统进行了优化。
谈煤矿供电系统防越级跳闸技术
关键词：越级跳闸；煤矿；供电系统引言在煤矿供电网络中，馈电开关可能由于某些情况误动作跳开，分馈电开关动作跳开可能造成某工作面范围所有用电设备停用，影响煤炭生产，如果出现越级跳闸将导致停电范围扩大，引发电气设备损坏甚至人员伤亡事故。
煤矿井下防越级跳闸技术一直是国内外技术人员研究的热点，最初我国有部分煤矿采用电信号逻辑闭锁方式和分站集中控制方式，这两种方式分别存在实用性差以及控制主机要求高等问题。
随着相关技术的发展，有专家提出一种基于纵联差动保护原理的防越级跳闸方案，目前光纤纵差保护是地面电网应用广泛的线路保护技术，但其应用于矿井供电网络时存在保护区域单一、成本高的问题。
本文针对防越级跳闸技术中的通信问题，设计了一种专用的通信控制器，实现了基于广域测量技术的现场智能设备越级跳闸的速断保护。
１煤矿供电网络及越级跳闸分析１．１煤矿供电网络某煤矿井下供电网络接线图如图１（ａ）所示，矿井供电系统采用１０ｋＶ电压等级，中性点不接地方式运行，地面３５ｋＶ变电站的１０１母线和１０２母线分别引出，经高压电缆穿过井筒作为井下中央变电所进线电源，井下中央变电所也是分段结构，分别向２个采区变电所供电，然后出线至工作面负荷。
按照不同等级变电所简化网络，可以得到简化示意图如图１（ｂ）所示。
正常情况下每个分段线路都配置有速断保护，即在本线路范围内如果发生短路故障，则希望离短路点最近的开关保护动作跳闸，例如Ｋ２点或Ｋ３点短路时希望２０１跳闸，Ｋ４点短路时希望３０１跳闸，实际情况Ｋ３点和Ｋ４点短路的短路电流对于２０１保护装置来说是无法区分的，因此Ｋ４点短路故障发生时就会出现跳２０１而非跳３０１的越级跳闸现象。
１．２越级跳闸的原因煤矿供电环境相比地面恶劣，空气潮湿，地质情况多变，因此供电电缆容易发生绝缘损坏造成短路，当短路点接近开关两侧时就会发生越级跳闸。
总体而言，越级跳闸的原因是由电网的特性和结构决定的，短路电流越大、供电线路越长，在保护方案不完善的情况下越容易发生越级跳闸，井下电网的运行方式千差万别，为了满足灵敏度要求，保护整定值会比正常线路选取更低，速断保护无法体现选择性时就出现了越级跳闸。
煤矿井下监测、监控及防越级跳闸系统技术方案
煤矿井下监测、监控及防越级跳闸系统技术方案林南仓矿井下监测、监控及防越级跳闸系统技术方案南京磐能电力科技股份有限公司2010年3月1概述一、煤矿越级跳闸的危害。
~~~~二、越级跳闸的产生的主要原因。
1、两盘区变电所距离近，传统短路保护无法辨别。
2、失压保护造成大面积掉电。
3、三、越级跳闸一般的处理措施。
四、光纤差动保护在煤矿应用的原理及优势。
五、本方案是包括防越级跳闸系统、井下电力监测、监控的统一数字式解决方案，实施目的是解决煤矿供电系统长期存在的“越级跳闸”问题，并且实现井下供电系统的“四遥”功能，为井下采区变电所无人值守创造必要的条件。
本方案在各采区变电所高爆当地监控能实时显示各馈线负荷电流，有功功率、无功功率、功率因素，以及各段母线的母线电压;同时能显示各高开、刀闸的状态。
运行人员能够在当地监控遥控各高开“分”“合”闸。
2一、井下供电系统面临的问题1、1 煤矿井下供电系统广泛存在“越级跳闸”问题1、1、1 过流保护难以整定导致的“越级跳闸”目前林南仓矿井下以速断过流保护作为馈线的主保护，由于井下线路短，采区变电站级联的情况很普遍，过流保护定值很难整定，导致“越级跳闸”情况严重，系统简图如下图:西二大配电室西四配电室目前的系统以速断过流保护为主保护，每条线路都配置了速断过流保护。
如石门配电室任一条出线出现短路故障就有可能越级到-400中央配电室6206、6305，甚至到地面变电所，即“越级跳闸”导致停电范围扩大。
31、1、2 失压保护延时难以整定导致的“越级跳闸”目前很多井下保护器的失压保护动作时延为0S，不能整定，馈线距离母线很近的地方发生短路故障时母线电压短时失压，该段母线上其他开关的失压保护误动作导致“越级跳闸”。
1、2 煤矿井下保护器功能不全目前井下保护器保护功能比较简单，不能完全满足现场运行的要求。
很多保护器不具备故障录波功能，即便有也仅有本线路的简单录波，没有提供专业的故障录波分析软件，难以实现有效的故障录波分析。
DMP5000防越级跳闸系统保护说明书
DMP5000煤矿井下供电数字化防越级跳闸保护系统保护说明书2010-01本说明书和产品可能会有小改动，请注意核对实际产品和说明书版本是否相符。
更多产品信息，请登陆：技术支持：电话：（025）66776096传真：（025）66776097目录保护部分 (4)1光纤纵差保护 (4)1.1适用范围 (4)1.2保护功能 (4)1.3保护逻辑 (4)1.3.1差动速断保护 (4)1.3.2二次谐波制动的比率差动保护（带CT断线闭锁功能） (4)1.3.3差流告警 (6)1.4整定值清单 (6)1.5整定说明 (6)2线路保护 (7)2.1适用范围 (7)2.2保护功能 (7)2.3保护逻辑 (7)2.3.1速断保护 (7)2.3.2限时速断保护 (8)2.3.3过流保护 (8)2.3.4方向元件 (8)2.3.5后加速保护 (9)2.3.6三相一次重合闸 (9)2.3.7反时限过电流保护 (10)2.3.8零序功率方向保护（小电流接地选线用） (10)2.3.9三段零序过流保护 (11)2.3.10过负荷告警 (11)2.3.11 CT断线告警 (11)2.3.12线路PT断线告警 (12)2.3.13 PT断线告警 (12)2.4整定值清单 (12)2.5整定说明 (14)3煤矿线路保护 (14)3.1适用范围 (14)3.2保护功能 (14)3.3保护逻辑 (15)3.3.1速断保护 (15)3.3.2限时速断保护 (15)3.3.3过流保护 (16)3.3.4方向元件 (16)3.3.5反时限过电流保护 (16)3.3.6漏电流保护 (17)3.3.7三段式低压保护 (18)3.3.8三段式过压保护 (18)3.3.9零序过压保护 (19)3.3.10负序过流保护 (19)3.3.11电缆绝缘监视 (19)3.3.12非电量保护 (19)3.4整定值清单 (20)3.5整定说明 (22)4合并单元就地保护 (23)4.1适用范围 (23)4.2保护功能 (23)5矿用智能保护器就地保护 (23)5.1适用范围 (23)5.2主要保护功能 (23)⏹自动控制部分 (24)6小电流接地选线 (24)6.1适用范围 (24)6.2保护功能 (24)6.3保护逻辑 (25)6.4整定值清单 (25)6.5整定说明 (25)⏹测控部分 (26)7线路测控 (26)7.1适用范围 (26)7.2测控功能 (26)cd cdqd cd r I I I KI >⎫⎬>⎭⏹ 保护部分1光纤纵差保护1.1 适用范围主要适用于35KV 及以下电压等级的线路差动保护。
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分布式智能速断防越级跳闸系统建设技术方案书
上海山源分布式智能速断防越级跳闸系统
上海山源电子电气科技发展有限公司
目录
一、煤矿井下供电现状 (3)
二、常见越级跳闸解决方案利弊分析 (3)
1.电流速断延时法 (3)
（1)实现原理 (3)
（2)缺点分析 (4)
2.地面集中保护法 (4)
（1)实现原理 (4)
（2)缺点分析 (5)
3.导引线（数字式）纵差法 (5)
（1)点对点的导引线纵差保护： (5)
（2)点对点的数字纵差保护 (5)
（3)缺点 (5)
4.结论 (6)
三、上海山源分布式智能速断防越级跳闸系统 (6)
四、项目实施后效果 (6)
五、分布式智能速断防越级系统系统主要优点 (7)
六、分布式智能速断防越级系统系统主要性能指标 (8)
七、所选产品 (8)
1.KJ360矿用电力监控系统 (8)
2.KJ360-F矿用隔爆兼本安型电力监控分站 (8)
3.ZBT-11C高开综合保护器 (8)
4.KJJ156矿用本安型网络交换机 (8)
5.KDW660/12B隔爆电源 (8)
一、煤矿井下供电现状
电力是煤矿生产的唯一能源，电力系统的安全性和运行状态直接影响着煤矿的生产和安全。
煤矿井下巷道狭窄，空气潮湿，在此环境下使用的电器设备、供电电缆和电缆接头容易发生漏电和短路事故；采掘面地质情况复杂，负载变化大，易造成电器设备过流发热，使线路绝缘破坏，造成短路烧毁线路和电机；采掘设备移动工作，供电线路在反复的拖拽中易发生绝缘破坏、短路等事故。
造成井下供电线路短路事故的原因复杂多样，井下供电线路短路事故难以避免。
同时，煤矿井下电缆容量选择往往偏大；再加井下供电距离短，同一变电所总开关和分开关间电缆一般只有几米，上级变电所与下级变电所之间的距离也只有数百米到几千米，采用铜电缆，电缆的电阻很小，按电流整定无法满足保护的选择性。
一但线路某处短路，短路电流可达数千安到上万安，短路点上面的各级开关都满足电流速断保护跳闸条件，各级开关都启动电流速断跳闸程序，当上级开关跳闸灵敏度高时上级开关跳闸，造成越级跳闸。
有时甚至造成地面变电站开关跳闸，甚至全矿井停电。
越级跳闸造成井下大面积停电，不仅严重影响生产，而且很容易诱发事故，威胁矿井的安全。
二、常见越级跳闸解决方案利弊分析
1.电流速断延时法
（1)实现原理
对于地面入井线路控制开关电流速断有小延时（0.5s左右）井下供电系统，可以通过上下级开关保护时间级差配合来保证保护的选择性，避免发生越级跳闸事故。
设置方法如下：
图3-1-1
末端线路短路保护采用0时限速断，而其上级则增加一个时间级差Δt：
上图中各个开关时间配合关系如下：7号开关速断保护延时为0ms；5、6号开关速断保护延时为150ms；3、4号开关速断保护延时为300ms；1、2号开关速断保护延时为450ms。
（2)缺点分析
电流速断延时法可以解决短路越级跳闸问题，无需额外投资，只需做好保护器延时级差整定即可；但不能适用于地面入井线路控制开关电流速断没有延时的井下供电系统。
当井下供电系统级数过多时，总延时超过0.5s可能引起35KV及更上级开关越级跳闸。
2.地面集中保护法
（1)实现原理
如上图所示，地面集中保护法主要通过通信的方式把所有开关数据传输到两台服务器上，在服务器上实现变电站内所有高压开关的保护，然后通过通信的
办法，指挥开关中的控制部件跳闸。
（2)缺点分析
集中保护法的动作方式的可靠性高度依赖于通讯网络。
现在电力系统已不再采用该模式。
对于煤矿井下供电系统来说，供电网络更加分散，通信网络更加复杂，整个通信网络的可靠性更难保证，集中保护的方案就更加危险。
即便是在通信中断后，集中保护可切换为当地保护，但是通道故障时间的检测判断需要时间，因为如果通道偶然的一次无码就判断为故障进行切换的话，就会频繁的通道进行切换，影响了保护的正常工作。
3.导引线（数字式）纵差法
（1)点对点的导引线纵差保护：
采用把线路两端的电流分别接入对端，根据差电流大小判断区外故障还是区内故障；
（2)点对点的数字纵差保护
线路两端的保护装置对电流值高速同步采样，通过光纤传输交换采样值，根据采样值计算差电流大小，判断区外故障还是区内故障。
（3)缺点
光纤差动保护是地面成熟的技术，能够成功解决短线路保护的难题。
但地面光纤差动保护只能保护一个开关到另一个开关单一的点对点方式的供电情况。
无法保护一个总开关对多个分开关供电的情况。
此外，地面光纤纵差法采用的是两端同步采样技术，两侧保护严格要求同步，设备复杂，造价昂贵。
不适合煤矿井
下经常移动、开关内部空间小的供电实际要求。
纵差保护是地面用于短线路保护最成熟的技术，但对井下来说，有两个问题必须要解决：
⏹井下变电所的开关多有两分支或三分支的情况，这样，点对点的纵差保护
就无法使用；
⏹隔爆开关CT一致性差，现有的纵差保护计算的差电流误差变差也会较大，
从而影响纵差保护的可靠性；
必须有一种类似纵差保护的新方法来实现煤矿井下联络线的防越级保护
4.结论
从以上分析可以看出，由于种种原因，越级跳闸问题一直是困扰煤矿供电的难题，目前的技术均没有很好的解决这个问题，已经严重影响到了煤矿的供电安全。
由上海山源电子电气科技发展有限公司研发的基于分布式智能速断保护原理的防越级跳闸保护系统，采用了分层、分散式的保护动作原理，不仅有点对点的差动模式、还有适合多级变电所的多点差动模式，从而实现了短电缆线路的故障隔离。
这种方式不仅适应了井下开关经常移动的特点，同时简化了硬件设计，降低了成本，很好的满足了煤电井下供电系统的要求。
实际应用证明，该方式的纵差保护能够从根本上杜绝越级跳闸问题的出现，减少井下大范围停电事故的发生，保证矿井供电系统的安全运行。
三、上海山源分布式智能速断防越级跳闸系统
上海山源公司采用网络化基因拓扑算法，利用开关间自主交换故障信息进行协商的形式，自主判断故障区段，实现全网零秒速断，以达到防越级跳闸的目的，系统具有级联纵差保护、母差保护、三段式过流保护、和零延时智能后备保护等防越级跳闸保护功能，系统通过分散安装的ZBT-11C级联纵差保护器搭建的专用保护信息网快速交换信息，能够快速判断故障区段，准确快速切断距离故障点最近的故障开关，以达到防越级跳闸的目的，并且对于母线故障也能够做到快速切除；
四、项目实施后效果
⏹在地面机电监控中心显示和记录井上下变电所各进线和联络线所有数
据；
⏹进一步提高井下高压开关保护动作的可靠性和准确性，解决越级跳闸
以及一个回路短路故障引起全变电所开关全部跳闸的问题，提高供电
可靠性；
⏹实现地面调度对井下变电所的遥测、遥控、遥信和遥调，为实现变电
所无人值班，打造数字化矿井打下基础。
五、分布式智能速断防越级系统系统主要优点
⏹国内首次提出了分布式智能速断和零时延智能后备保护的全面越级跳
闸解决方案，既能够有效上下级变电所的越级跳闸问题，又解决了母
线保护延时动作的问题。
⏹所提出的分布式智能速断和零时延智能后备保护的防越级跳闸解决方
案已在国内几十个大型煤矿实施，技术成果被评为煤炭工业协会科技
进步二等奖。
⏹所提出的分布式智能速断和零时延智能后备保护的防越级跳闸解决法
已获得国家发明专利，专利号201210324226
⏹实现了联络线纵差保护、母线差动保护、零时延智能后备保护，实现
了全网零秒速断；
⏹保护就地安装，直接跳闸，可靠性高；
⏹无主通信结构，自主协商判断故障区段，通信故障影响面小，整体可
靠性高；
⏹消除了CT精度和变差对纵差保护准确度的影响；
⏹满足井下高开移动大、电网拓扑结构变化大、互感器变差大的特点；
⏹采用基因图谱识别模式方式的多点纵差拓扑保护方案，适应井下电网
点对点、点对多的供电需求；
⏹保护功能独立，便于开关的移动互换和变电所的扩展，适合矿井的实
际要求；
⏹施工简单、接线方便、无限级联
⏹可以实现KJ360矿用电网监控系统无缝接入。
⏹进行防越级保护改造时，不破坏开关的隔爆性能，并且，ZBT-11C级
联纵差综合保护器已与30多家隔爆开关厂家联检认证，安全性高；
六、分布式智能速断防越级系统系统主要性能指标
⏹纵差保护动作时间：<35ms
⏹智能后备保护延时时间：0ms
⏹通讯协商最大耗时：<5ms
⏹保护器内置后备电源：电源失去后3秒钟内确保保护器正常工作并能
可靠跳开开关
七、所选产品
1.KJ360矿用电力监控系统
2.KJ360-F矿用隔爆兼本安型电力监控分站
3.zbt-11C高开综合保护器
4.KJJ156矿用本安型网络交换机
5.KDW660/12B隔爆电源。