防止短路越级跳闸技术分析比较

防止短路越级跳闸技术分析比较
1.电流速断延时法
电流速断延时法是智能保护器应有的功能，所有保护器生产厂家的产品都有这种功能。

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.光纤纵差保护法
光纤纵差保护法有很大的局限性，只能保护一个开关到另一个开关之间的单一线路供电情况，无法保护一个总开关对多个分开关供电的情况；适用于地面输变电单一长距离线路保护，不适用于煤矿多级变电所，多条线路的保护。

由于一台高爆开关接入多路光纤难度较大，一些公司只做变电所之间连接电缆的纵差，系统如下图所示。

当开关13与63之间线路短路时，开关13电流大于开关63，开关13跳闸，切断短路电路；开关46与14,电流相同，开关46不跳闸；开关613与45,电流相同，开关45也不跳闸；但开关14、45不受限制，仍会跳闸，无法避免越级跳
闸。

全部开关全做纵差，系统如下图所示。

正常工作时，分开关46~53、8~13、64~67的工作电流都可能因设备开、停随时变化，总开关45、14、63的正常运行电流是分开关46~53、8~13、64~67的工作电流之和，也在不断变化，总开关与任何一台分开关都有一个不断变化的电流差值，且有时差值幅度和变化范围都很大。

当开关13与63之间线路短路时，13号分开关流过短路电流，14、45号总开关流过短路电流加一个不断大范围变化的正常工作电流；当开关13与14之间线路短路时，14、45号总开关仍然是流过短路电流加一个不断大范围变化的正常工作电流；当开关14与46之间线路短路时， 45号总开关还是流过短路电流加一个不断大范围变化的正常工作电流。

怎么确定总开关45、14、63与对应的分开关46~53、8~13、64~67的差值，使总开关45、14、63正确、可靠地动作是一个很困难的事情。

变电所母线的总开关光纤纵差保护器要接收多台分开关光纤信号，再进行分别进行比较、计算、判断，设备将非常复杂，造价将非常昂贵；设备的体积也将很大，无法在高爆开关内安装。

目前，还找不到那个厂家有这种产品。

有些公司号称是光纤纵差保护法，但保护器之间不发生任何关系；利用保护器上的光纤收发器做通信传输通道，用保护器上的两个光口相互级联后接入通讯
分站，靠保护器与监控分站通讯，读取各台开关电流数据，在监控分站内置工控机上比较，由监控分站做出判断，控制开关跳闸。

实际是一种通讯法。

由于不取消保护器电流速断保护，实际不起任何作用，无法避免越级跳闸，是一种欺骗的说法。

短路线路的各级开关同时流过短路电流，保护器（30ms以内）同时启动速断跳闸，上级开关怎么可能等到计算机接收多个保护器数据、计算、比较、判断，再下发指令控制下级开关跳闸而不跳闸呢？计算机通讯本身就是个时间不确定系统，分站对下接开关的巡检周期一般1~2.5s，有的公司产品时间更长。

不进行保护器硬件连接，靠计算机通讯，就必须取消保护器本地电流速断保护，否则不可能解决越级跳闸问题。

光纤纵差法必须使用专用光纤纵差保护器，要增加相应的光纤连接线路。

3.地面通讯保护法
继电保护在整个电网控制中是最重要的部分，它的可靠性和可用性要求都远远超过了远程传输与远程监控。

远程传输与监控的时间由于受转发环节、传输环节的制约，特别是受转发环节的制约，能够达到秒级都很困难，并且又具有传输和转发时间的不确定性，而保护则要求几十毫秒的动作速度和极小的变差。

所以，地面通讯保护法取消保护器本地保护是极不合适的，保护必须相对独立，它不能够受网络转发与传输的影响。

地面通讯保护法：电力监控系统的正常巡检周期一般1~2.5s，计算机接到所有保护器数据耗时1~2.5s。

计算机接到所有保护器数据后，再计算、比较、判断、再下发指令控制下级开关跳闸，时间更长。

也就是说，地面通讯保护法切断短路电流的时间可能超过2.5s，短路时可能烧坏线路和设备；35KV变电站限时速断保护延时跳闸时间是0.35~0.7s，所以，地面通讯保护法很容易引起35KV 及更上级开关越级跳闸。

地面通讯保护法在通讯正常时远程控制，通讯断时切换到本地保护，看似可行；但安装调试期通讯正常，保护器取消本地保护，而软件有错误怎么办？保护器地址与软件设置地址对不上号怎么办？起不失去保护了！通讯不好、时断时续时，保护器反复切换，很容易造成死机，使线路失去保护。

计算机可能感染病毒，但通讯正常，保护器取消本地保护，使整个供电线路失去保护，将非常危险。

4.保护器双口通讯法
保护器双口通讯法属于计算机通讯法的一种。

虽然单独采用CAN口传输短路信号大大加快了传输速度，但线路短路时，上、下级开关同时检测到短路电流，自身同时启动速断跳闸；CAN通讯要在开关跳闸前完成上传短路信号，计算机比较CAN总线传来的信号，筛选出应该跳闸的开关，再下发跳闸指令，使短路点处的开关在其它开关跳闸前跳闸断电也是不可能的。

只能是给保护器速断功能增加延时，以满足信号通讯、计算机下发指令的需要。

也就是说所有保护器速断跳闸功能都增加一个100~150ms的延时。

线路短路时，上、下级开关开始速断延时，并不启动跳闸；CAN通讯上传短路信号，计算机比较CAN总线传来的信号，筛选出应该跳闸的开关，再下发跳闸指令，使短路点处的开关跳闸断电，切断短路电流。

此时其它没有接到跳闸指令的开关速断延时还未到时，不启动跳闸，不会产生越级跳闸。

必须更换成自己的双口保护器。

由于计算机通讯系统是个不确定系统，存在有时反应慢、死机、病毒侵袭等问题，因此这种方法不能达到100%可靠，且短路时跳闸速度慢（有一个小延时），对供电系统有一定的影响。

5.电流速断闭锁法
电流速断闭锁法需要使用专用保护器或加装短路闭锁模块，要增加短路闭锁控制器和闭锁连接线，比电流速断延时法增加许多成本和工作量。

开封测控电流速断闭锁法与其它煤矿防越级跳闸技术的根本区别是：其它防止短路越级跳闸技术是在各个开关检测到确切的短路信号并上报后，再通过比较，筛选出应该跳闸的开关，再下指令控制其跳闸；因为是控制开关跳闸，必须至少检测一个周波，需要20ms以上（电源为50Hz，一个周波20ms），以免因干扰误跳闸。

而开封测控电流速断闭锁法，不处理应该跳闸开关的速断跳闸过程，让其自然速断跳闸（零时限）；闭锁不该跳闸的开关的速断跳闸功能，不让其跳闸；因此不怕因干扰误发闭锁信号，检测半个周波（10ms）即可发出闭锁信号，可以抢在不该跳闸的开关启动速断跳闸（需20ms以上）前将其闭锁，使其不再启动速断跳闸。

开封测控电流速断闭锁法采用硬件闭锁，不受计算机、以太网等不确定系统的影响，可以达到100%可靠，可以真正实现零时限无越级跳闸。