CN106547984B - 一种煤矿低压供电系统自适应短路计算方法 - Google Patents

一种煤矿低压供电系统自适应短路计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种煤矿低压供电系统自适应短路计算方法，包括如下步骤：依据矿井低压供电系统的供电关系，生成供电线路和低压开关关联矩阵A、低压开关和供电线路关联矩阵B、低压开关和低压开关关联矩阵D；依据单向图的连通性，由关联矩阵A、B和D计算供电线路与供电线路供电关系的最终关联矩阵G；依据关联矩阵G完成矿井低压电网自动短路计算。本发明基于矿井低压供电系统特点，提出了一种煤矿低压供电系统自适应短路计算方法；该方法基于关联矩阵构建矿井低压电网的网络拓扑分析模型，以拓扑分析模型为基础完成矿井低压电网的自适应短路计算。

Description

一种煤矿低压供电系统自适应短路计算方法
技术领域
本发明公开了一种煤矿低压供电系统自适应短路计算方法，属于煤矿低压供电网络短路计算领域。
背景技术
当前，已有的矿井高压电网自适应短路计算方法能够依据煤矿高压供电系统的供电网络结构特点，构建相应的网络拓扑分析模型，并在该模型基础上完成自适应短路计算。但是，针对煤矿低压供电网络网络结构特点，完成矿井低压电网自动短路计算的方法，目前尚未见报道。如何基于煤矿低压供电网络特点，构建自适应性的网络拓扑模型，实现矿井低压电网自适应短路计算是一个需要解决的问题。
本发明基于矿井低压供电系统特点，提出了一种煤矿低压供电系统自适应短路计算方法；该方法基于关联矩阵构建矿井低压电网的网络拓扑分析模型，以拓扑分析模型为基础完成矿井低压电网的自适应短路计算。
发明内容
设置矿井低压供电系统最大运行方式下的系统电抗和最小运行方式下的系统电抗；设置矿井低压供电系统的电源低压开关，电源低压开关是指由上级供电部门直接供电的低压开关；供电线路是指低压供电系统中的低压电缆；低压开关包括馈电开关和电磁启动器。
依据矿井低压供电系统的供电关系，生成供电线路和低压开关关联矩阵、低压开关和供电线路关联矩阵、低压开关和低压开关关联矩阵；供电线路和低压开关关联矩阵表示矿井低压电网供电线路和低压开关的直接供电关系，低压开关和供电线路关联矩阵表示矿井低压电网低压开关和供电线路的直接供电关系，低压开关和低压开关关联矩阵表示矿井低压电网低压开关和低压开关的直接供电关系；如果有条供电线路，个低压开关，则关联矩阵为行列，关联矩阵为行列，关联矩阵为行列；关联矩阵以供电线路顺序号为行号，以低压开关顺序号为列号；关联矩阵以低压开关顺序号为行号，以供电线路顺序号为列号；关联矩阵以低压开关顺序号为行号，以低压开关顺序号为列号；主要进行如下步骤：
步骤1）、在生成关联矩阵的过程中，中第行第列的元素用表示，如果第行的行号对应的供电线路由第列的列号对应的低压开关直接供电，且第列的列号对应的低压开关处于合闸状态，则，否则；
步骤2）、在生成关联矩阵的过程中，中第行第列的元素用表示，如果第行的行号对应的低压开关由第列的列号对应的供电线路直接供电，且第行的行号对应的低压开关处于合闸状态，则，否则；
步骤3）、在生成关联矩阵的过程中，中第行第列的元素用表示；当不等于时，如果第行的行号对应的低压开关由第列的列号对应的低压开关直接供电，且第行的行号对应的低压开关和由第列的列号对应的低压开关均处于合闸状态，则，否则；当等于时，如果第行的行号对应的低压开关处于合闸状态，则，否则。
依据单向图的连通性，由关联矩阵、和计算供电线路与供电线路供电关系的最终关联矩阵（行列）；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；主要进行如下步骤：
步骤1）、依据关联矩阵和关联矩阵计算关联矩阵，；
步骤2）、比较矩阵和矩阵是否相同，如果不同，则将矩阵的值赋予矩阵，重复执行步骤1）；反之，如果和相同，则计算所得的矩阵即是供电线路和低压开关的最终关联矩阵，矩阵表示矿井低压电网供电线路和低压开关之间的最终供电关系，执行步骤3）；
步骤3）、电源低压开关矩阵用（行1列)表示，，其中，；矩阵（行1列) 表示电源供电线路矩阵，，其中，表示其对应的供电线路是电源供电线路；表示其对应的供电线路不是电源供电线路，对应该供电线路的顺序号；；矩阵中所有元素数值为1的元素行号对应的供电线路为电源供电线路；
步骤4）、依据关联矩阵和计算获得供电线路和供电线路的第一级关联矩阵，；因为采用的是单向图结构，供电线路与供电线路之间的供电关系未能得到正确反映；因此对获得的供电关联矩阵需要进行修正，得到修正矩阵；中第行第列的元素用表示，中第行第列的元素用表示；如果不等于，则；如果等于，则；
步骤5）、将矩阵和自身做矩阵乘法运算，得到一个新的矩阵H；
步骤6）、比较矩阵H和矩阵是否相同，如果不同，则将矩阵H的值赋予矩阵，重复执行步骤5）；反之，如果H和相同，则计算所得的矩阵H即是供电线路与供电线路供电关系的最终供电关联矩阵。
依据关联矩阵完成矿井低压电网自动短路计算，主要进行如下步骤：
步骤1）、当某供电线路的线路末端发生短路时，供电线路在关联矩阵中对应的行号为，因此首先依据供电线路在关联矩阵中找到第行，然后找到第行中数值为1的所有元素对应的列号，再依据获得的列号找到对应的供电线路集合Q，Q是所有给供电线路供电的供电线路集合；如果集合Q中不存在电源供电线路，则说明供电线路没有电源供电，不进行短路计算；如果集合Q中存在电源供电线路，则说明供电线路有电源供电，则执行步骤2）；
步骤2）、针对供电线路集合Q获取所有供电线路对应的供电线路信息，依据获取的每条供电线路的长度、单位电阻和单位电抗计算出每条线路的电阻和电抗，执行步骤3）和步骤4）；
步骤3）、根据每条线路的电阻、电抗和预先设置的最大运行方式下的系统电抗计算获得最大运行方式下的系统总电阻和总电抗，然后依据低压供电系统短路点所在线路的平均电压和总电阻、总电抗计算最大运行方式下的三相短路电流；
步骤4）、根据每条线路的电阻、电抗和预先设置的最小运行方式下的系统电抗计算获得最小运行方式下的系统总电阻和总电抗，然后依据低压供电系统短路点所在线路的平均电压和总电阻、总电抗计算最小运行方式下的二相短路电流。
附图说明
图1是矿井低压供电系统图。
具体实施方式
附图1中用黑色填充的低压开关为分闸状态，未填充的低压开关为合闸状态；依据矿井低压供电系统的供电关系，生成供电线路和低压开关关联矩阵、低压开关和供电线路关联矩阵和低压开关和低压开关关联矩阵；主要进行如下步骤：
步骤1）、依据附图1所示的矿井低压供电系统生成关联矩阵；
；
步骤2）、依据附图1所示的矿井低压供电系统生成关联矩阵；
；
步骤3）、依据附图1所示的矿井低压供电系统生成关联矩阵；
。
依据单向图的连通性，由关联矩阵、和计算供电线路与供电线路供电关系的最终关联矩阵（行列）；主要进行如下步骤：
步骤1）、依据关联矩阵和关联矩阵计算关联矩阵，；
步骤2）、比较矩阵和矩阵是否相同，如果不同，则将矩阵的值赋予矩阵，重复执行步骤1）；反之，如果和相同，则计算所得的矩阵即是供电线路和低压开关的最终关联矩阵，矩阵表示矿井低压电网供电线路和低压开关之间的最终供电关系，
；
步骤3）、电源低压开关矩阵用（行1列)表示，，其中，；矩阵（行1列) 表示电源供电线路矩阵，，其中，表示其对应的供电线路是电源供电线路；表示其对应的供电线路不是电源供电线路，对应该供电线路的顺序号；；矩阵中所有元素数值为1的元素行号对应的供电线路为电源供电线路；则依据附图1所示的矿井低压供电系统可知，低压开关1是电源低压开关，，，则供电线路Z1和Z2是电源供电线路；
步骤4）、依据关联矩阵和计算获得供电线路和供电线路的第一级关联矩阵，；因为采用的是单向图结构，供电线路与供电线路之间的供电关系未能得到正确反映；因此对获得的供电关联矩阵需要进行修正，得到修正矩阵；中第行第列的元素用表示，中第行第列的元素用表示；如果不等于，则；如果等于，则；则；
步骤5）、将矩阵和自身做矩阵乘法运算，得到一个新的矩阵H；
步骤6）、比较矩阵H和矩阵是否相同，如果不同，则将矩阵H的值赋予矩阵，重复执行步骤5）；反之，如果H和相同，则计算所得的矩阵H即是供电线路与供电线路供电关系的最终供电关联矩阵；则。
依据最终关联矩阵完成矿井低压电网自动短路计算，主要进行如下步骤：
步骤1）、当某供电线路的线路末端发生短路时，供电线路在关联矩阵中对应的行号为，因此首先依据供电线路在关联矩阵中找到第行，然后找到第行中数值为1的所有元素对应的列号，再依据获得的列号找到对应的供电线路集合Q，Q是所有给供电线路供电的供电线路集合；如果集合Q中不存在电源供电线路，则说明供电线路没有电源供电，不进行短路计算；如果集合Q中存在电源供电线路，则说明供电线路有电源供电，则执行步骤2）；
步骤2）、针对供电线路集合Q获取所有供电线路对应的供电线路信息，依据获取的每条供电线路的长度、单位电阻和单位电抗计算出每条线路的电阻和电抗，执行步骤3）和步骤4）；
步骤3）、根据每条线路的电阻、电抗和预先设置的最大运行方式下的系统电抗计算获得最大运行方式下的系统总电阻和总电抗，然后依据低压供电系统短路点所在线路的平均电压和总电阻、总电抗计算最大运行方式下的三相短路电流；
步骤4）、根据每条线路的电阻、电抗和预先设置的最小运行方式下的系统电抗计算获得最小运行方式下的系统总电阻和总电抗，然后依据低压供电系统短路点所在线路的平均电压和总电阻、总电抗计算最小运行方式下的二相短路电流。

Claims (2)

1.一种煤矿低压供电系统自适应短路计算方法，其特征在于，所描述的自适应短路计算方法包括如下步骤：
步骤11，依据矿井低压供电系统的供电关系，生成供电线路和低压开关关联矩阵、低压开关和供电线路关联矩阵、低压开关和低压开关关联矩阵；供电线路和低压开关关联矩阵表示矿井低压电网供电线路和低压开关的直接供电关系，低压开关和供电线路关联矩阵表示矿井低压电网低压开关和供电线路的直接供电关系，低压开关和低压开关关联矩阵表示矿井低压电网低压开关和低压开关的直接供电关系；如果有条供电线路，个低压开关，则关联矩阵为行列，关联矩阵为行列，关联矩阵为行列；关联矩阵以供电线路顺序号为行号，以低压开关顺序号为列号；关联矩阵以低压开关顺序号为行号，以供电线路顺序号为列号；关联矩阵以低压开关顺序号为行号，以低压开关顺序号为列号；
步骤12，依据单向图的连通性，由关联矩阵、关联矩阵和关联矩阵计算供电线路与供电线路供电关系的最终关联矩阵；
步骤13，依据关联矩阵完成矿井低压电网自动短路计算；
在步骤11中，进行如下步骤：
步骤111、在生成关联矩阵的过程中，中第 行第列的元素用Aij表示，如果第行的行号对应的供电线路由第列的列号对应的低压开关直接供电，且第列的列号对应的低压开关处于合闸状态，则Aij=1，否则Aij=0；
步骤112、在生成关联矩阵的过程中，中第行第列的元素用Bij表示，如果第行的行号对应的低压开关由第列的列号对应的供电线路直接供电，且第行的行号对应的低压开关处于合闸状态，则Bij=1，否则Bij=0；
步骤113、在生成关联矩阵的过程中，中第行第列的元素用Dij表示；当不等于时，如果第行的行号对应的低压开关由第列的列号对应的低压开关直接供电，且第行的行号对应的低压开关和由第列的列号对应的低压开关均处于合闸状态，则Dij=1，否则Dij=0；当等于时，如果第行的行号对应的低压开关处于合闸状态，则Dij=1，否则Dij=0；
在步骤12中，进行如下步骤：
步骤121、依据关联矩阵和关联矩阵计算关联矩阵，；
步骤122、比较矩阵和矩阵是否相同，如果不同，则将矩阵的值赋予矩阵，重复执行步骤121；反之，如果矩阵和矩阵相同，则计算所得的矩阵即是供电线路和低压开关的最终关联矩阵，矩阵表示矿井低压电网供电线路和低压开关之间的最终供电关系，执行步骤123；
步骤123、电源低压开关矩阵用表示，矩阵L为行1列的矩阵，，其中，；矩阵 表示电源供电线路矩阵，矩阵P为行1列的矩阵，，其中，表示其对应的供电线路是电源供电线路；表示其对应的供电线路不是电源供电线路，对应该供电线路的顺序号；；矩阵中所有元素数值为1的元素行号对应的供电线路为电源供电线路；
步骤124、依据关联矩阵和计算获得供电线路和供电线路的第一级关联矩阵，；因为采用的是单向图结构，供电线路与供电线路之间的供电关系未能得到正确反映；因此对获得的供电关联矩阵需要进行修正，得到修正矩阵；中第行第列的元素用表示，中第行第列的元素用表示；如果不等于，则；如果等于，则；
步骤125、将矩阵和自身做矩阵乘法运算，得到一个新的矩阵H；
步骤126、比较矩阵H和矩阵是否相同，如果不同，则将矩阵H的值赋予矩阵，重复执行步骤125；反之，如果H和相同，则计算所得的矩阵H即是供电线路与供电线路供电关系的最终供电关联矩阵。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿低压供电系统自适应短路计算方法，其特征在于，在步骤13中，进行如下步骤：
步骤31、当某供电线路的线路末端发生短路时，供电线路在关联矩阵中对应的行号为，因此首先依据供电线路在关联矩阵中找到第行，然后找到第行中数值为1的所有元素对应的列号，再依据获得的列号找到对应的供电线路集合Q，Q是所有给供电线路供电的供电线路集合；如果集合Q中不存在电源供电线路，则说明供电线路没有电源供电，不进行短路计算；如果集合Q中存在电源供电线路，则说明供电线路有电源供电，则执行步骤32；
步骤32、针对供电线路集合Q获取所有供电线路对应的供电线路信息，依据获取的每条供电线路的长度、单位电阻和单位电抗计算出每条线路的电阻和电抗，执行步骤33和步骤34；
步骤33、根据每条线路的电阻、电抗和预先设置的最大运行方式下的系统电抗计算获得最大运行方式下的系统总电阻和总电抗，然后依据低压供电系统短路点所在线路的平均电压和总电阻、总电抗计算最大运行方式下的三相短路电流；
步骤34、根据每条线路的电阻、电抗和预先设置的最小运行方式下的系统电抗计算获得最小运行方式下的系统总电阻和总电抗，然后依据低压供电系统短路点所在线路的平均电压和总电阻、总电抗计算最小运行方式下的二相短路电流。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111460758B (zh) * 2020-03-13 2023-06-09 南京理工大学 基于拓扑搜索的煤矿低压供电系统短路电流自动计算方法
CN112328840B (zh) * 2020-11-09 2022-09-16 鹤壁煤业（集团）有限责任公司 基于拓扑搜索的矿区高压电网自适应短路计算方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7408755B1 (en) * 2007-06-12 2008-08-05 Honeywell International Inc. Advanced inrush/transient current limit and overload/short circuit protection method and apparatus for DC voltage power supply
CN104410066A (zh) * 2014-11-19 2015-03-11 河南理工大学 一种基于关联矩阵的矿井高压供电系统自动短路计算方法
CN104795800A (zh) * 2015-04-28 2015-07-22 河南理工大学 基于联络开关状态的矿井高压电网自适应短路计算方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7408755B1 (en) * 2007-06-12 2008-08-05 Honeywell International Inc. Advanced inrush/transient current limit and overload/short circuit protection method and apparatus for DC voltage power supply
CN104410066A (zh) * 2014-11-19 2015-03-11 河南理工大学 一种基于关联矩阵的矿井高压供电系统自动短路计算方法
CN104795800A (zh) * 2015-04-28 2015-07-22 河南理工大学 基于联络开关状态的矿井高压电网自适应短路计算方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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煤矿高压供电网络自适应短路计算系统的设计与实现;董庆伟 等;《煤矿机电》;20150430(第2期);第16-19页

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