CN104730394B - 一种基于稀疏矩阵的矿井高压电网过流保护设置检验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于稀疏矩阵的矿井高压电网过流保护设置检验方法，包括如下步骤：依据母线节点和支路节点稀疏矩阵A和B，及开关状态矩阵S，计算支路节点与支路节点供电关系矩阵G；由矩阵G计算所有开关相应的故障电流，并在此基础上获得因短路故障需要执行跳闸操作的开关集合，对其执行跳闸操作。本发明基于矿井高压供电网络特点，将稀疏矩阵和矿井高压过流保护设置检验方法相结合，获得支路节点和支路节点的供电关系矩阵，描述了故障电流计算方法，并以此为基础获得了最终需要执行跳闸操作的开关矩阵，对矿井高压供电系统图中相应开关执行跳闸操作。依据开关跳闸结果，即可判断出当前的过流保护设置是否合理。

Description

一种基于稀疏矩阵的矿井高压电网过流保护设置检验方法

技术领域

本发明公开了一种基于稀疏矩阵的矿井高压电网过流保护设置检验方法。

背景技术

煤矿井下环境较为特殊，需要确保井下生产活动能够正常安全运转。因此在针对矿井高压电网完成继电保护定值设置后，不可能直接在现场做短路故障实验来确保保护定值的选择性与可靠性是否满足要求，这将导致矿井高压电网在实际运行过程中可能会出现越级跳闸或保护拒动现象。如果能够通过一种方法来检验矿井高压电网过流保护设置的合理性，则能够及时发现继电保护定值设置过程中存在的问题，以便能够及早修正，保证矿井高压电网供电安全。

文献“供电网继电保护可视化整定计算与动作仿真系统”、文献“地区电网保护定值在线校验智能系统”和文献“电网保护在线整定系统的开发与实践”主要是通过仿真校验判断地面电网继电保护定值的选择性和可靠性是否满足要求，地面电网属于复杂环式供电网络，故障仿真模型较为复杂，与矿井高压电网的网络结构存在较大差别。文献“基于关联矩阵的矿井高压电网速断设置仿真检验方法”能够实现矿井高压电网的速断设置检验，但其主要是基于关联矩阵实现拓扑分析，计算量较大；同时，其只完成了速断设置的合理性检验，没有对定时过流保护设置的合理性进行检验。

地面电网属于复杂环式供电网络，而矿井高压供电网络一般使用两个电源，并且这两个电源采用分列运行方式，或者是一路使用一路备用，属于单电源开式电网，为辐射形树状网络结构。本发明基于矿井高压供电网络特点，使用稀疏矩阵代替关联矩阵进行网络拓扑分析，将稀疏矩阵和矿井高压过流保护设置检验方法相结合，提出了一种基于稀疏矩阵的矿井高压电网过流保护设置（包括速断保护设置和定时过流保护设置）检验方法，通过获得支路节点和支路节点的供电关系矩阵构造矿井高压供电系统的网络拓扑模型，能够很方便地完成矿井高压供电系统供电网络的拓扑辨识，给出了故障电流矩阵，描述了故障电流计算方法，并以此为基础获得了最终需要执行跳闸操作的开关矩阵，对矿井高压供电系统图中相应开关执行跳闸操作。依据开关跳闸结果，即可判断出当前的过流保护设置（速断保护和定时过流保护设置）是否合理。

发明内容

在稀疏矩阵中使用三元组（,,）方式描述矩阵中的非零元素，，，分别为该非零元素的行号、列号和数值。默认情况下，矩阵元素与矩阵元素乘法运算为二进制与运算，元素与元素的加法运算为二进制或运算，二进制稀疏矩阵乘法运算具体过程如下：

（1）假定稀疏矩阵，为行列，为行列，则为行列；

（2）从稀疏矩阵中任意取出一个元素；

（3）该元素在中用三元组（, ,1）表示，行号为，列号为；在稀疏矩阵中查找行号为的所有三元组元素,对查找得到的所有三元组元素将其行号用代替后，全部添加到矩阵中；

（4）如果中仍然有三元组元素未被遍历，则从中取出下一个没有被遍历的三元组元素，重复执行步骤（3）；如果中所有元素均被遍历，执行步骤（5）；

（5）针对稀疏矩阵中行号、列号和数值相同的三元组只保留一个，其余重复的全部从中删除，最终得到的稀疏矩阵即是二进制稀疏矩阵乘法运算的结果，乘法运算执行完成。

依据矿井高压供电系统供电关系，生成母线节点和支路节点的稀疏矩阵和；针对矿井高压供电系统，以变电所母线为母线节点、以高压开关连接的支路作为支路节点，如果母线节点有个，支路节点有个，则依据矿井高压供电系统图中电气设备之间的连接关系生成母线节点和支路节点的稀疏矩阵（行列，以母线节点顺序号为行号，以支路节点顺序号为列号）和稀疏矩阵（行列，以支路节点顺序号为行号，以母线节点顺序号为列号），矩阵和中大部分元素为0，均为稀疏矩阵，具体步骤如下：

（1）在生成稀疏矩阵的过程中，如果第行的行号对应的母线节点由第列的列号对应的支路节点供电，则在稀疏矩阵中增加对应的三元组元素（,,1）；

（2）在生成稀疏矩阵的过程中，如果第行的行号对应的支路节点由第列的列号对应的母线节点供电，则在稀疏矩阵中增加对应的三元组元素（,,1）。

依据稀疏矩阵和开关状态矩阵生成稀疏矩阵，具体步骤如下：

（1）依据支路节点上高压开关的开闭状态，生成支路节点开关状态矩阵，包含个元素，，；在中，第个元素对应的开关状态闭合，则；反之，则；矩阵的数值和矩阵相同；

（2）从中任意取出一个元素；

（3）该元素在中的序号用表示，如果，则稀疏矩阵中对应列号为的所有三元组元素全部添加到稀疏矩阵中；

（4）如果中仍然有元素未被遍历，则从中取出下一个没有被遍历的元素，重复执行步骤（3）。

依据稀疏矩阵和开关状态矩阵生成稀疏矩阵，具体步骤如下：

（1）从中任意取出一个元素；

（2）该元素在中的序号用表示，如果，则稀疏矩阵中对应的行号为的所有三元组元素全部添加到稀疏矩阵中；

（3）如果中仍然有元素未被遍历，则从中取出下一个没有被遍历的元素，重复执行步骤（2）。

依据单向图的连通性和二进制稀疏矩阵乘法运算的计算方法，由稀疏矩阵、稀疏矩阵和开关状态矩阵计算支路节点与支路节点供电关系矩阵（行列）；在矩阵中可以描述某支路节点是由哪些支路节点供电的，如果第行的支路节点由第列的支路节点供电，则，反之则；供电关系矩阵。生成最终供电关系矩阵的具体计算步骤如下：

（1）依据单向图的连通性，将稀疏矩阵和稀疏矩阵做二进制稀疏矩阵乘法运算，得到原始的第1级支路节点与支路节点供电关系矩阵，是稀疏矩阵，为行列，且稀疏矩阵；

（2）因为采用的是单向图结构，所以在计算获得的支路节点与支路节点供电关联矩阵中，支路节点与支路节点之间的供电关系未能得到正确反映；因此对获得的供电关系矩阵需要进行修正，将矩阵中所有元素加入到矩阵中，为行列；针对矿井高压电网中的每一个支路节点，执行步骤（3）；

（3）如果支路节点对应的开关状态，则在稀疏矩阵中添加元素（,,1）；

（4）将矩阵和自身做二进制稀疏矩阵乘法运算，得到一个新的稀疏矩阵，且；

（5）比较矩阵和矩阵是否发生变化，如果发生变化，则用矩阵替换矩阵，重复执行步骤（4）；反之，如果和相同，则计算所得的矩阵即是支路节点与支路节点供电关系矩阵，为行列的稀疏矩阵；

（6）将稀疏矩阵还原成对应的二维矩阵，其第行第列的元素用表示，则；

（7）设置矿井高压供电系统的电源支路节点，电源支路节点是指由上级供电部门直接供电的支路节点；电源支路节点矩阵用(行1列)表示，，其中，。矩阵(行1列)表示存在电源供电的节点集合矩阵，，其中。表示其对应的支路节点存在电源供电；表示其对应的支路节点没有电源供电，对应该支路节点的顺序号。，且；

（8）将矩阵E中每列的n个元素和矩阵F中的每个元素进行与运算后得到支路节点和支路节点供电关系的最终关系矩阵（行列）, 。由最终的支路节点与支路节点供电关系矩阵可知支路节点与支路节点之间的供电关系，为矿井高压电网的过流保护设置仿真检验提供了网络拓扑分析模型。

在某条线路发生短路故障时，依据最终的支路节点与支路节点供电关系矩阵，计算所有高压开关相应的故障电流，并在此基础上依据供电关系矩阵获得因短路故障需要执行跳闸操作的开关矩阵，依据开关矩阵在高压供电系统图上将相应开关的状态修改为分闸，执行跳闸操作，完成矿井高压电网过流保护设置检验。具体步骤如下：

1）在矿井高压电网中，针对某支路节点直接供电的线路设置故障点，并对该故障点设置相应的故障类型（二相短路或三相短路）。如果该故障点故障类型为二相短路，则故障点短路电流为最小两相短路电流；如果该故障点故障类型为三相短路，则故障点短路电流为最大三相短路电流。假定该故障点的故障电流为，在发生该故障后，矿井高压电网中所有高压开关支路节点对应的故障电流矩阵为，其中；如果第个支路节点控制的线路发生了短路故障，则依据支路节点在供电关系矩阵中对应的行号查找到相应的行，，其中，则由此可得；

2）所有高压开关支路节点对应的速断定值矩阵为，，其中；所有高压开关支路节点对应的定时过流定值矩阵为，定时过流延时矩阵为，，，其中，；则故障电流和速断定值比较矩阵，其中，， ；矩阵、和之间元素与元素的数学计算采用十进制算术运算；由故障电流和速断定值比较矩阵可得当前因故障电流需要跳闸的高压开关矩阵，；

3）当前的开关状态矩阵，其中，；在现场环境中，如果某开关跳闸，则由该开关供电的所有下级开关也要全部跳闸；

4）将作为最新的高压开关状态，然后将的数值设置为，使用基于稀疏矩阵的矿井高压电网拓扑分析模型，重新计算最终的支路节点与支路节点供电关系矩阵。假定矩阵，其中；因速断保护检验引起的相应开关跳闸后，所有高压开关状态矩阵；依据供电关系矩阵和发生短路故障的支路节点位置重新计算故障电流矩阵；

5）故障电流和定时过流定值比较矩阵，其中，， ；矩阵、和之间元素与元素的数学计算采用十进制算术运算；由故障电流和定时过流定值比较矩阵可得矩阵，；执行步骤6）；

6）矩阵，如果，并且，则；否则，。如果中所有元素为0，执行步骤8）；如果中存在非零元素，则针对中所有数值为1的元素，依据其序号在矩阵中查找其对应的延时时间，假定在中数值为1且对应延时时间最小的元素为，且，则设置，；执行步骤7）；

7）将的数值设置为，，基于稀疏矩阵的矿井高压电网拓扑分析模型，重新计算最终的支路节点与支路节点供电关系矩阵，依据供电关系矩阵和发生短路故障的支路节点位置重新计算故障电流矩阵。假定矩阵，其中；依据供电关系矩阵重新计算所有高压开关状态；依据高压开关状态矩阵和故障电流矩阵执行步骤5）；

8）最终需要执行跳闸操作的开关矩阵，，由矩阵 、计算矩阵时采用十进制算术运算；遍历开关矩阵中的每个元素，如果，则在高压供电系统图上将第个支路节点对应的高压开关执行跳闸操作；如果，则第个支路节点对应的高压开关不动作，开关状态保持不变；依据矿井高压供电系统图中高压开关跳闸结果，即可判断出当前的过流保护设置（速断保护和定时过流保护设置）是否合理。

假定附图1所示的矿井高压电网中每个支路节点对应的高压开关设置了速断保护和定时过流保护，提出的基于稀疏矩阵的过流保护设置检验方法针对附图1所示的矿井高压电网完成过流保护设置检验，在矿井高压供电系统图中，假定用黑色填充的支路节点为分闸状态，未填充的支路节点为合闸状态，母线节点编号和支路节点编号如附图1所示。具体步骤如下：

1) 计算稀疏关联矩阵和，={（2，1，1），（3，2，1），（4，4，1），（5，5，1），（6，8，1），（7，9，1）}；={（1，1，1），（2，1，1），（3，1，1），（4，1，1），（5，2，1），（6，2，1），（7，3，1），（8，3，1），（9，4，1），（10，4，1），（11，5，1），（12，5，1），（13，6，1），（14，6，1），（15，7，1），（16，7，1）}；

2) 计算开关闭合状态，；

3) 计算矩阵和，={（2，1，1），（3，2，1），（4，4，1），（5，5，1），（6，8，1），（7，9，1）}；={（1，1，1），（2，1，1），（3，1，1），（4，1，1），（5，2，1），（6，2，1），（7，3，1），（8，3，1），（9，4，1），（10，4，1），（11，5，1），（12，5，1），（13，6，1），（14，6，1），（15，7，1），（16，7，1）}；

4) 计算稀疏矩阵，={（5，1，1），（6，1，1），（7，2，1），（8，2，1），（9，4，1），（10，4，1），（11，5，1），（12，5，1），（13，8，1），（14，8，1），（15，9，1），（16，9，1）}；

5) 计算稀疏矩阵，={（1，1，1），（2，2，1），（3，3，1），（4，4，1），（5，1，1），（5，5，1），（6，1，1），（6，6，1），（7，2，1），（7，7，1），（8，2，1），（8，8，1），（9，4，1），（9，9，1），（10，4，1），（10，10，1），（11，5，1），（11，11，1），（12，5，1），（12，12，1），（13，8，1），（13，13，1），（14，8，1），（14，14，1），（15，9，1），（15，15，1），（16，9，1），（16，16，1）}；

6) 计算稀疏矩阵，={（1，1，1），（2，2，1），（3，3，1），（4，4，1），（5，1，1），（5，5，1），（6，1，1），（6，6，1），（7，2，1），（7，7，1），（8，2，1），（8，8，1），（9，4，1），（9，9，1），（10，4，1），（10，10，1），（11，1，1），（11，5，1），（11，11，1），（12，1，1），（12，5，1），（12，12，1），（13，2，1），（13，8，1），（13，13，1），（14，2，1），（14，8，1），（14，14，1），（15，4，1），（15，9，1），（15，15，1），（16，4，1），（16，9，1），（16，16，1）}；

7) 计算稀疏矩阵,={（1，1，1），（2，2，1），（3，3，1），（4，4，1），（5，1，1），（5，5，1），（6，1，1），（6，6，1），（7，2，1），（7，7，1），（8，2，1），（8，8，1），（9，4，1），（9，9，1），（10，4，1），（10，10，1），（11，1，1），（11，5，1），（11，11，1），（12，1，1），（12，5，1），（12，12，1），（13，2，1），（13，8，1），（13，13，1），（14，2，1），（14，8，1），（14，14，1），（15，4，1），（15，9，1），（15，15，1），（16，4，1），（16，9，1），（16，16，1）}；

8) 计算矩阵，；

9)计算矩阵和，假定在附图1所示的矿井高压电网中，电源支路节点是{（1），（2），（3），（4）}，则，矩阵;

10) 计算矩阵，；

11) 计算故障电流矩阵。假定所设置的发生两相短路的故障点对应的支路节点在矩阵G中的行号为13，则矿井高压电网中所有高压开关支路节点对应的故障电流矩阵为；

12) 速断定值矩阵为，，；

13)计算故障电流比较矩阵

，假定，，；

14) 计算需要跳闸的高压开关矩阵；

15) 计算跳闸后的开关状态；

16) 依据新的开关状态重新计算关系矩阵，

；

17) 计算开关跳闸后所有高压开关的最终状态；；

18) 依据供电关系矩阵G和发生短路故障的支路节点位置重新计算故障电流矩阵，；

19) 高压开关支路节点对应的定时过流定值矩阵为，定时过流延时矩阵为，，；

20)假定，，；计算矩阵；

21) 计算矩阵；

22) 计算状态矩阵和延时矩阵，，；

23) 设置，依据重新计算矩阵和最终的高压开关状态，，

；

24) 依据供电关系矩阵G和发生短路故障的支路节点位置重新计算故障电流矩阵，；

25) 计算矩阵，由可知，即为矿井高压电网中高压开关的最终状态；

26) 计算最终需要执行跳闸操作的开关矩阵，

；则最终需要执行跳闸操作的是支路节点 (13)。需要将此支路节点的开关状态修改为分闸，检验结果如附图2所示，实现了瞬时速断和定时过流定值检验；由此可知，基于稀疏矩阵的矿井高压电网过流保护设置检验方法能够有效实现矿井高压电网过流保护设置检验。依据获得的检验结果即可判断当前的过流保护设置是否满足可靠性和选择性要求，达到过流保护设置检验的目的。

附图说明

图1是矿井高压供电系统图；图2是过流保护设置检验结果示意图。

Claims (4)

1.一种基于稀疏矩阵的矿井高压电网过流保护设置检验方法，其特征在于，所描述的过流保护设置检验方法包括如下步骤：

步骤11，在稀疏矩阵中使用三元组（,,）方式描述矩阵中的非零元素，，，分别为该非零元素的行号、列号和数值，并给出了二进制稀疏矩阵乘法运算的计算方法；默认情况下，矩阵元素与矩阵元素乘法运算为二进制与运算，元素与元素的加法运算为二进制或运算；

步骤12，依据矿井高压供电系统的供电关系，生成母线节点和支路节点稀疏矩阵和；

步骤13，依据稀疏矩阵和开关状态矩阵生成稀疏矩阵；

步骤14，依据稀疏矩阵和开关状态矩阵生成稀疏矩阵；

步骤15，依据单向图的连通性和二进制稀疏矩阵乘法运算的计算方法，由稀疏矩阵、稀疏矩阵和开关状态矩阵计算支路节点与支路节点供电关系矩阵，矩阵为行列；

步骤16，在某条线路发生短路故障时，依据最终的支路节点与支路节点供电关系矩阵，计算所有高压开关相应的故障电流，并在此基础上依据供电关系矩阵获得因短路故障需要执行跳闸操作的开关矩阵，依据开关矩阵在高压供电系统图上将相应开关的状态修改为分闸，执行跳闸操作，完成矿井高压电网过流保护设置检验；

在步骤11中，主要进行如下步骤：

步骤111、假定稀疏矩阵，为行列，为行列，则为行列；

步骤112、从稀疏矩阵中任意取出一个元素；

步骤113、该元素在中用三元组（, ,1）表示，行号为，列号为；在稀疏矩阵中查找行号为的所有三元组元素,对查找得到的所有三元组元素将其行号用代替后，全部添加到矩阵中；

步骤114、如果中仍然有三元组元素未被遍历，则从中取出下一个没有被遍历的三元组元素，重复执行步骤113；如果中所有元素均被遍历，执行步骤115；

步骤115、针对稀疏矩阵中行号、列号和数值相同的三元组只保留一个，其余重复的全部从中删除，最终得到的稀疏矩阵即是二进制稀疏矩阵乘法运算的结果，乘法运算执行完成；

在步骤13中，主要进行如下步骤：

步骤131、依据支路节点上高压开关的开闭状态，生成支路节点开关状态矩阵，包含个元素，，；在中，第个元素对应的开关状态闭合，则；反之，则；矩阵的数值和矩阵相同；

步骤132、从中任意取出一个元素；

步骤133、该元素在中的序号用表示，如果，则稀疏矩阵中对应列号为的所有三元组元素全部添加到稀疏矩阵中；

步骤134、如果中仍然有元素未被遍历，则从中取出下一个没有被遍历的元素，重复执行步骤133；

在步骤16中，主要进行如下步骤：

步骤161、在矿井高压电网中，针对某支路节点直接供电的线路设置故障点，并对该故障点设置相应的故障类型，故障类型为二相短路或三相短路；假定该故障点的故障电流为，在发生该故障后，矿井高压电网中所有高压开关支路节点对应的故障电流矩阵为，其中；如果第个支路节点控制的线路发生了短路故障，则依据支路节点在供电关系矩阵中对应的行号查找到相应的行，，其中，则由此可得；

步骤162、所有高压开关支路节点对应的速断定值矩阵为，，其中；所有高压开关支路节点对应的定时过流定值矩阵为，定时过流延时矩阵为，，，其中，；则故障电流和速断定值比较矩阵，其中，， ；矩阵、和之间元素与元素的数学计算采用十进制算术运算；由故障电流和速断定值比较矩阵可得高压开关矩阵，；

步骤163、当前的开关状态矩阵，其中，S_j为支路节点开关状态矩阵的第j个元素，且；在现场环境中，如果某开关跳闸，则由该开关供电的所有下级开关也要全部跳闸；

步骤164、将作为最新的高压开关状态，然后将的数值设置为，执行步骤13、步骤14和步骤15，重新计算最终的支路节点与支路节点供电关系矩阵；假定矩阵，其中；因速断保护检验引起的相应开关跳闸后，所有高压开关状态矩阵；依据供电关系矩阵和发生短路故障的支路节点位置重新计算故障电流矩阵；

步骤165、故障电流和定时过流定值比较矩阵，其中，， ；矩阵、和之间元素与元素的数学计算采用十进制算术运算；由故障电流和定时过流定值比较矩阵可得矩阵，；执行步骤166；

步骤166、矩阵，如果，并且，则；否则，；如果中所有元素为0，执行步骤168；如果中存在非零元素，则针对中所有数值为1的元素，依据其序号在矩阵中查找其对应的延时时间，假定在中数值为1且对应延时时间最小的元素为，且，则设置，；执行步骤167；

步骤167、将的数值设置为，执行步骤13、步骤14和步骤15，重新计算最终的支路节点与支路节点供电关系矩阵，依据供电关系矩阵和发生短路故障的支路节点位置重新计算故障电流矩阵；假定矩阵，其中；依据供电关系矩阵重新计算当前所有高压开关状态；依据高压开关状态矩阵和故障电流矩阵执行步骤165；

步骤168、最终需要执行跳闸操作的开关矩阵，，由矩阵 、计算矩阵时采用十进制算术运算；遍历开关矩阵中的每个元素，如果，则在高压供电系统图上将第个支路节点对应的高压开关执行跳闸操作；如果，则第个支路节点对应的高压开关不动作，开关状态保持不变；依据矿井高压供电系统图中高压开关跳闸结果，即可判断出当前的过流保护设置是否合理，其中，过流保护设置包括速断保护设置和定时过流保护设置。

2.根据权利要求1所述的一种基于稀疏矩阵的矿井高压电网过流保护设置检验方法，其特征在于，在步骤12中，针对矿井高压供电系统，以变电所母线为母线节点、以高压开关连接的支路作为支路节点，如果母线节点有个，支路节点有个，则依据矿井高压供电系统图中电气设备之间的连接关系生成母线节点和支路节点的稀疏矩阵和稀疏矩阵；其中，矩阵为行列，其以母线节点顺序号为行号，以支路节点顺序号为列号；矩阵为行列，其以支路节点顺序号为行号，以母线节点顺序号为列号；主要进行如下步骤：

步骤21、在生成稀疏矩阵的过程中，如果第行的行号对应的母线节点由第列的列号对应的支路节点供电，则在稀疏矩阵中增加对应的三元组元素（,,1）；

步骤22、在生成稀疏矩阵的过程中，如果第行的行号对应的支路节点由第列的列号对应的母线节点供电，则在稀疏矩阵中增加对应的三元组元素（,,1）。

3.根据权利要求1所述的一种基于稀疏矩阵的矿井高压电网过流保护设置检验方法，其特征在于，在步骤14中，主要进行如下步骤：

步骤31、从中任意取出一个元素；

步骤32、该元素在中的序号用表示，如果，则稀疏矩阵中对应的行号为的所有三元组元素全部添加到稀疏矩阵中；

步骤33、如果中仍然有元素未被遍历，则从中取出下一个没有被遍历的元素，重复执行步骤32。

4.根据权利要求1所述的一种基于稀疏矩阵的矿井高压电网过流保护设置检验方法，其特征在于，在步骤15中，主要进行如下步骤：

步骤41、依据单向图的连通性，将稀疏矩阵和稀疏矩阵做二进制稀疏矩阵乘法运算，得到原始的第1级支路节点与支路节点供电关系矩阵，是稀疏矩阵，为行列，且稀疏矩阵；

步骤42、因为采用的是单向图结构，所以在计算获得的支路节点与支路节点供电关联矩阵中，支路节点与支路节点之间的供电关系未能得到正确反映；因此对获得的供电关系矩阵需要进行修正，将矩阵中所有元素加入到矩阵中，为行列；针对矿井高压电网中的每一个支路节点，执行步骤43；

步骤43、如果支路节点对应的开关状态，则在稀疏矩阵中添加元素（,,1）；

步骤44、将矩阵和自身做二进制稀疏矩阵乘法运算，得到一个新的稀疏矩阵，且；

步骤45、比较矩阵和矩阵是否发生变化，如果发生变化，则用矩阵替换矩阵，重复执行步骤44；反之，如果和相同，则计算所得的矩阵即是支路节点与支路节点供电关系矩阵，为行列的稀疏矩阵；

步骤46、将稀疏矩阵还原成对应的二维矩阵，其第行第列的元素用表示，则；

步骤47、设置矿井高压供电系统的电源支路节点，电源支路节点是指由上级供电部门直接供电的支路节点；电源支路节点矩阵用表示，为行1列的矩阵，，其中，；矩阵表示存在电源供电的支路节点集合矩阵，矩阵为行1列，，其中；表示其对应的支路节点存在电源供电；表示其对应的支路节点没有电源供电，对应该支路节点的顺序号；，且；

步骤48、将矩阵E中每列的n个元素和矩阵F中的每个元素进行与运算后得到支路节点和支路节点供电关系的最终关系矩阵，矩阵为行列,。