礦井電網智能漏電保護技術
成果概況
成果類別: | 應用技術 | 體現形式: | 新技術 | 課題來源: | 地方基金 |
起止時間: | 2010.01 至2013.07 | 研究形式: | 獨立研究 | 所處階段: | 成熟應用階段 |
成果屬性: | 原始性創新 |
成果簡介
①課題來源與背景
項目針對煤礦特殊環境下漏電故障問題,通過對煤礦低壓電網絕緣參數的分支細節性檢測研發;設計復雜漏電條件下自適應漏電保護技術;研制現代智能型的漏電保護裝置,解決選漏難的技術課題;以推進礦用漏電保護設備的更新換代;對礦井電網的安全運行和煤礦安全生產產生積極作用。
項目的研究得到了2項陜西省教育廳科研計劃項目(2013JK0867,09JK603)、兗礦集團企業技術開發項目(20120385)、西安科技大學博士啟動金(2011QDJ030)、西安科技大學電控學院拔尖人才(2013BJ001)等多項資助。
②技術原理及性能指標
針對漏電故障特征受系統網絡結構影響的問題,項目首次提出在漏電保護的設計中增加絕緣參數分支檢測功能。絕緣參數的檢測在每天的礦井漏電試驗時實施。項目建立了絕緣參數的細節性分支檢測的算法,通過對采樣頻率、實現方法的研究,設計絕緣參數的各觀測量的微機測量算法,獲得精度高、速度快的檢測方法。絕緣參數細節性檢測的實現,不僅使保護裝置具有了絕緣預警功能,實時監測電網結構變化;并為自適應判漏奠定了基礎。
針對傳統判漏不可靠的問題,項目提出了漏電電阻直接判漏的技術,實現了漏電發生的準確界定。項目研究給出了漏電電阻Rg與影響因素(零序電壓U0、系統電壓Ua、對地電容C、補償電感L)之間的數學解析關系;構造了合理的漏電電阻檢測原理及算法,實現了漏電電阻的實時在線靈敏檢測,可以直接按照規程要求的漏電電阻定值,判別漏電。解決了現有啟動判據采用間接的零序電壓或零序電流作為啟動判據,誤差較大,自適應性差的問題。漏電電阻直接判據與標準一致,提高了漏電保護的可靠性;且自適應網絡結構變化。
項目采用穩態判據與暫態判據融合選漏的技術,提高了選漏的準確性,解決了技術難題。項目充分利用暫態判據方法具有快速準確的特點,以及穩態零序功率方向保護在欠補償條件下具有較好的選漏特性,二者自適應融合,取長補短,在一種方法錯判的條件下,仍可高準確選漏;解決傳統穩態選漏在過補償狀態下的死區,適應電網的運行復雜工況,解決選漏不可靠的問題。
智能型漏電保護裝置的研發、測試與應用。項目依據智能化的選擇性漏電保護思想,采用合理自適應漏電保護技術方案,通過軟、硬件系統的設計,完成了KJLD100型綜合選漏裝置設計、測試、及應用。
保護裝置滿足MT189-88《礦用隔爆型檢漏繼電器》中的漏電定值指標:動作電阻值11kΩ(660V系統),20kΩ(1140V系統;1kΩ電阻的動作時間小于30ms。同時具有良好自檢自診斷、系統自適應和外界環境兼容性等附加特性。
③技術的創造性與先進性
項目建立了一種絕緣參數細節性在線檢測技術,實現對電網運行網絡參數的預測,并應用于漏電保護的研發,使保護裝置兼具絕緣預警及保護自適應功能,該技術在地面電網也具有推廣應用價值。
提出了漏電電阻直接判斷漏電的技術,實現漏電發生的準確界定,改變了傳統零序電壓判別方法的不可靠性,提高了漏電檢測的準確性,較少裝置的誤動作。
首次提出了基于信號距離度模型的暫態特征選漏方法,并將暫態和穩態判據融合,實現了漏電故障的自適應判斷,克服傳統保護原理的死區,滿足復雜漏電條件下的可靠選漏,解決了技術難題。
項目成功研發KJLD-100新型智能化選漏裝置,并通過了國家采煤機械質量監督檢驗中心的測試,已應用于實際;其性能指標優于現有漏電保護,是傳統漏電保護的換代產品。
④技術的成熟程度,適用范圍和安全性
KJLD100型綜合選漏裝置是新一代礦用漏電保護產品,主要適用于煤礦井下1140V/660V電網中性點不接地系統,可安裝于隔爆兼本質安全型組合饋電開關內,實現最多8支路選擇性漏電保護功能。
采用絕緣參數分支檢測技術、漏電電阻直接檢測判別方法、穩態及暫態自適應融合選漏技術,利用高性能微控器,實現了礦井電網智能漏電保護技術,解決了特殊煤礦生產環境下的選漏難題,其性能明顯優于現有漏電保護。
⑤應用情況
項目完成的KJLD-100型綜合選漏裝置是智能漏電保護技術產品化的集中體現,該裝置已在陜西、內蒙、山東等煤礦實際運行使用。智能漏電保護技術是涵蓋多個技術方法的綜合體,該技術已被多家研究院所采用制成了中壓配電網單相接地選線裝置,實現了對電網結構的自適應預測。
智能融合選漏及絕緣參數檢測不僅可用于礦井電網,在地面配網也有應用價值。漏電保護裝置是煤礦井下供電系統的必備設備,智能化的漏電保護技術成果具有廣闊應用開發市場。
⑥歷年獲獎情況
研究成果獲得各級科學技術獎3項(一等獎2項、二等獎1項);獲得國家專利11項(發明專利4項);發表科技論文20余篇(EI檢索10篇,獲優秀論文獎2項);出版著作《工礦電網漏電保護》。
應用前景
主要應用行業: | 制造業 | 知識產權形式: | 專利 |
應用狀態: | 產業化應用 | 擬轉化方式: |
單位概況
完成單位: | 西安科技大學 | ||
單位地址: | 陜西省西安市雁塔區雁塔路58號 | ||
單位電話: | 029-85583114;85583051 |
聯系方式
聯系人: | 趙渭泳 | 聯系人電話: | 029-85583053 | 聯系人Email: |





