CN207426679U - 电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统，属于煤矿井下供电系统的保护技术领域。本实用新型所述包括变电所、母线、高爆开关智能保护器和分开关，还包括位于高爆开关智能保护器内的高爆开关、阻容蓄能装置和保护器控制节点，阻容蓄能装置通过保护器控制接点连接到高爆开关的两端，阻容蓄能装置由电阻和电容构成；高爆开关上电，保护器接点闭合，高爆开关吸合的同时，阻容蓄能装置充电；当母线失压时，阻容蓄能装置向高爆放电，保持高爆开关吸合，高爆开关不因短时失压而跳闸。本实用新型既实现了开关的失压保护功能，又保证了大电动机启动、雷电干扰、母线上某台分开关下接电路近端短路造成母线短时失压时开关不会误跳闸的系统。

Description

电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统

技术领域

本实用新型涉及一种电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统，属于煤矿井下供电系统的保护技术领域。

背景技术

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，形成越级跳闸。

中国专利ZL201120209767.7虽然提供了一种短路越级跳闸闭锁装置，但是其依然无法解决以下问题:当变电所母线上某台分开关下接电路近端短路时会使母线失压，造成母线上连接的其他分开关跳闸。尚需要一种既实现了开关的失压保护功能，又保证了大电动机启动、雷电干扰、母线上某台分开关下接电路近端短路造成母线短时失压时开关不会误跳闸的系统。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提出了一种新的电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统，当变电所母线上某台分开关下接电路近端短路时会使母线失压，造成母线上连接的其他分开关跳闸。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：本实用新型所述的电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统，包括变电所、母线、高爆开关智能保护器和分开关，还包括位于高爆开关智能保护器内的高爆开关、阻容蓄能装置和保护器控制节点，阻容蓄能装置通过保护器控制接点连接到高爆开关的两端，阻容蓄能装置由电阻和电容构成；高爆开关上电，保护器接点闭合，高爆开关吸合的同时，阻容蓄能装置充电；当母线失压时，阻容蓄能装置向高爆放电，保持高爆开关吸合，高爆开关不因短时失压而跳闸。

优选地，所述变电所出来的母线上设置有多个高爆开关智能保护器，高爆开关智能保护器包括短路闭锁控制器和短路电流采集模块，短路电流采集模块连接并检测分开关的短路信号，短路电流采集模块连接并反馈至短路闭锁控制器。

优选地，所述高爆开关采用弹簧机构高爆开关或者永磁机构高爆开关，弹簧机构高爆开关为欠压线圈，永磁机构高爆开关为欠压继电器。

优选地，所述短路电流采集模块安装在高爆开关智能保护器内，短路电流采集模块采用高爆开关电流互感器，从高爆开关电流互感器采集电流信号与设定的短路电流数据比较，判断电路是否短路，短路时输出短路信号和闭锁信号，短路电流撤消后短路信号和闭锁信号自动解除。

优选地，所述变电所的每个高爆开关智能保护器内置一块短路电流采集模块，从高爆开关的电流互感器采集短路电流信号，用专用线输出；变电所每段母线上设一台短路闭锁控制器，各个分开关的短路电流信号分别送入所在母线的短路闭锁控制器，短路闭锁控制器的输出信号输入本母线供电总开关的高爆开关智能保护器。

优选地，所述分开关的电缆短路时，其短路电流采集模块输出短路信号，相应短路闭锁控制器输出闭锁信号，在高爆开关智能保护器的阻容蓄能装置放电下，高爆开关不因短时失压而跳闸。

本实用新型的有益效果是：采用本实用新型所述的电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统，既实现了开关的失压保护功能，又保证了大电动机启动、雷电干扰、母线上某台分开关下接电路近端短路造成母线短时失压时开关不会误跳闸。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理框图。

图2是高爆开关与阻容蓄能装置的电气连接图。

图中：1、高爆开关；2、阻容蓄能装置；3、保护器控制节点。

具体实施方式

为了使本实用新型目的、技术方案更加清楚明白，下面结合实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

如图1所示，本实用新型所述的电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统，包括变电所、母线、高爆开关智能保护器和分开关，还包括位于高爆开关智能保护器内的高爆开关1、阻容蓄能装置2和保护器控制节点3，阻容蓄能装置2通过保护器控制接点连接到高爆开关1的两端，阻容蓄能装置2由电阻和电容构成；高爆开关1上电，保护器接点闭合，高爆开关1吸合的同时，阻容蓄能装置2充电；当母线失压时，阻容蓄能装置2向高爆放电，保持高爆开关1吸合，高爆开关1不因短时失压而跳闸。

当变电所母线上某台分开关下接电路近端短路时会使母线失压，造成母线上连接的其他分开关跳闸；为了解决这个问题，在防止短路越级跳闸系统中为每台高压开关配置一个阻容蓄能装置2，阻容蓄能装置2经保护器控制接点并接到欠压线圈(弹簧机构高爆开关)或欠压继电器(永磁机构高爆开关)两端，如图2所示。

高爆开关1上电，保护器接点闭合，欠压线圈(弹簧机构高爆开关)或欠压继电器(永磁机构高爆开关)吸合的同时，阻容蓄能装置2充电；当母线失压时，阻容蓄能装置2向欠压线圈(弹簧机构高爆开关)或欠压继电器(永磁机构高爆开关)放电，保持欠压线圈(弹簧机构高爆开关)或欠压继电器(永磁机构高爆开关)吸合，开关不因短时失压而跳闸。阻容蓄能装置2的能量可以保持欠压线圈(弹簧机构高爆开关)或欠压继电器(永磁机构高爆开关)最大吸合5秒，可以通过在智能保护器上设置失压保护动作时间通过保护器控制接点切除阻容蓄能装置2实现开关失压保护。这样既实现了开关的失压保护功能，又保证了大电动机启动、雷电干扰、母线上某台分开关下接电路近端短路造成母线瞬时失压时开关不会误跳闸。

优选地，所述变电所出来的母线上设置有多个高爆开关智能保护器，高爆开关智能保护器包括短路闭锁控制器和短路电流采集模块，短路电流采集模块连接并检测分开关的短路信号，短路电流采集模块连接并反馈至短路闭锁控制器。

优选地，所述高爆开关1采用弹簧机构高爆开关或者永磁机构高爆开关，弹簧机构高爆开关为欠压线圈，永磁机构高爆开关为欠压继电器。

优选地，所述短路电流采集模块安装在高爆开关智能保护器内，短路电流采集模块采用高爆开关电流互感器，从高爆开关电流互感器采集电流信号与设定的短路电流数据比较，判断电路是否短路，短路时输出短路信号和闭锁信号，短路电流撤消后短路信号和闭锁信号自动解除。

优选地，所述变电所的每个高爆开关智能保护器内置一块短路电流采集模块，从高爆开关1的电流互感器采集短路电流信号，用专用线输出；变电所每段母线上设一台短路闭锁控制器，各个分开关的短路电流信号分别送入所在母线的短路闭锁控制器，短路闭锁控制器的输出信号输入本母线供电总开关的高爆开关智能保护器。

优选地，所述分开关的电缆短路时，其短路电流采集模块输出短路信号，相应短路闭锁控制器输出闭锁信号，在高爆开关智能保护器的阻容蓄能装置2放电下，高爆开关1不因短时失压而跳闸。

实施例二：

由于短路越级跳闸是煤矿安全生产中的一个难题，解决煤矿供电短路越级跳闸问题的技术成为煤矿供电自动化设备公司的一个热门课题，产生了多种设计方案。大致有电流速断延时法、光纤纵差保护法、地面通讯保护法、双口通讯法几种。

相较于前面几种方法，本实用新型采用的是电流速断闭锁法设计的电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统。

电流速断闭锁法与其它防止短路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。

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。

实施例三：

下面结合具体案例，对于本实用新型做出进一步解释：

井下供电系统各级开关间电缆较短，容量裕度大，又都采用铜电缆，整个供电线路电阻值很小，即使线缆末端短路，短路电流也很大，能够启动多级上级开关电流速断跳闸，因此越级跳闸现象时有发生。某村煤业是高瓦斯矿井，越级跳闸形成矿井大面积停电，造成瓦斯聚集，严重地影响矿井安全、生产，是一个急待解决的问题。

煤业供电系统包括地面35KV变电站、井下中央变电所、北翼集中变电所、北翼一变、北翼二变等组成。地面35KV变电站已建成监控系统，可以通过监控主机后台接入本实用新型所述的电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统。为了防越级跳闸闭锁的需要，要对地面35KV变电站6KV侧2台总开601#、602#和4条下井线路的分开6105#、6210#、6101#、6204#进行改造，更换保护器，并进行防越级跳闸闭锁。井下中央变电所有23面矿用一般高压进出线柜；北翼集中变电所有13台高爆开关1；北翼一变有13台高爆开关1；北翼二变有12台高爆开关1；南翼集中变电所有17台高爆开关1、19台低压馈电开关，在南翼集中变电所外围1000m范围内分别有4台需要计量用电量的低压馈电开关；东四三变有13台高爆开关1、17台低压馈电开关，在东四三变外围1000m范围内分别有4台需要计量用电量的低压馈电开关；东四一变有15台高爆开关1、11台低压馈电开关，在东四一变外围1000m范围内分别有7台需要计量用电量的低压馈电开关；共1个地面变电所，6个井下变电所、29台6KV矿用一般高压开关柜、71台高爆开关1、103台低压馈电开关、矿用一般低压开关柜12条低压线路。

付村煤业已建成地面、井下以太环网，在地面35KV变电站、井下中央变电所、南翼集中变电所、北翼集中变电所、北翼一变、东四三变安装有千兆以太网交换机，防越级跳闸及电力监控系统在各个变电所安装防爆监控通信分站、防越级跳闸闭锁控制器，通过地面、井下以太环网进行电力监控系统数据传输，通过各变配电室间光缆传递防越级跳闸闭锁信号。在高爆开关1附加上阻容蓄能装置2后，保持高爆开关1吸合，高爆开关1不因短时失压而跳闸，既实现了开关的失压保护功能，又保证了大电动机启动、雷电干扰、母线上某台分开关下接电路近端短路造成母线短时失压时开关不会误跳闸。

本实用新型可广泛运用于煤矿井下供电系统的保护场合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而己，并不以本实用新型为限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的均等修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的专利涵盖范围内。

Claims (6)

1.一种电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统，包括变电所、母线、高爆开关智能保护器和分开关，其特征在于，还包括位于高爆开关智能保护器内的高爆开关(1)、阻容蓄能装置(2)和保护器控制节点(3)，阻容蓄能装置(2)通过保护器控制接点连接到高爆开关(1)的两端，阻容蓄能装置(2)由电阻和电容构成；高爆开关(1)上电，保护器接点闭合，高爆开关(1)吸合的同时，阻容蓄能装置(2)充电；当母线失压时，阻容蓄能装置(2)向高爆放电，保持高爆开关(1)吸合，高爆开关(1)不因短时失压而跳闸。

2.根据权利要求1所述的电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统，其特征在于，所述变电所出来的母线上设置有多个高爆开关智能保护器，高爆开关智能保护器包括短路闭锁控制器和短路电流采集模块，短路电流采集模块连接并检测分开关的短路信号，短路电流采集模块连接并反馈至短路闭锁控制器。

3.根据权利要求2所述的电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统，其特征在于，所述高爆开关(1)采用弹簧机构高爆开关或者永磁机构高爆开关，弹簧机构高爆开关为欠压线圈，永磁机构高爆开关为欠压继电器。

4.根据权利要求2所述的电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统，其特征在于，所述短路电流采集模块安装在高爆开关智能保护器内，短路电流采集模块采用高爆开关电流互感器，从高爆开关电流互感器采集电流信号与设定的短路电流数据比较，判断电路是否短路，短路时输出短路信号和闭锁信号，短路电流撤消后短路信号和闭锁信号自动解除。

5.根据权利要求4所述的电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统，其特征在于，所述变电所的每个高爆开关智能保护器内置一块短路电流采集模块，从高爆开关(1)的电流互感器采集短路电流信号，用专用线输出；变电所每段母线上设一台短路闭锁控制器，各个分开关的短路电流信号分别送入所在母线的短路闭锁控制器，短路闭锁控制器的输出信号输入本母线供电总开关的高爆开关智能保护器。

6.根据权利要求2所述的电流速断闭锁防止短路越级跳闸系统，其特征在于，所述分开关的电缆短路时，其短路电流采集模块输出短路信号，相应短路闭锁控制器输出闭锁信号，在高爆开关智能保护器的阻容蓄能装置(2)放电下，高爆开关(1)不因短时失压而跳闸。