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矿井电网智能漏电保护技术
成果概况
成果类别: 应用技术 体现形式: 新技术 课题来源: 地方基金
起止时间: 2010.01 至2013.07 研究形式: 独立研究 所处阶段: 成熟应用阶段
成果属性: 原始性创新            
成果简介
     ①课题来源与背景 项目针对煤矿特殊环境下漏电故障问题,通过对煤矿低压电网绝缘参数的分支细节性检测研发;设计复杂漏电条件下自适应漏电保护技术;研制现代智能型的漏电保护装置,解决选漏难的技术课题;以推进矿用漏电保护设备的更新换代;对矿井电网的安全运行和煤矿安全生产产生积极作用。 项目的研究得到了2项陕西省教育厅科研计划项目(2013JK0867,09JK603)、兖矿集团企业技术开发项目(20120385)、西安科技大学博士启动金(2011QDJ030)、西安科技大学电控学院拔尖人才(2013BJ001)等多项资助。 ②技术原理及性能指标 针对漏电故障特征受系统网络结构影响的问题,项目首次提出在漏电保护的设计中增加绝缘参数分支检测功能。绝缘参数的检测在每天的矿井漏电试验时实施。项目建立了绝缘参数的细节性分支检测的算法,通过对采样频率、实现方法的研究,设计绝缘参数的各观测量的微机测量算法,获得精度高、速度快的检测方法。绝缘参数细节性检测的实现,不仅使保护装置具有了绝缘预警功能,实时监测电网结构变化;并为自适应判漏奠定了基础。 针对传统判漏不可靠的问题,项目提出了漏电电阻直接判漏的技术,实现了漏电发生的准确界定。项目研究给出了漏电电阻Rg与影响因素(零序电压U0、系统电压Ua、对地电容C、补偿电感L)之间的数学解析关系;构造了合理的漏电电阻检测原理及算法,实现了漏电电阻的实时在线灵敏检测,可以直接按照规程要求的漏电电阻定值,判别漏电。解决了现有启动判据采用间接的零序电压或零序电流作为启动判据,误差较大,自适应性差的问题。漏电电阻直接判据与标准一致,提高了漏电保护的可靠性;且自适应网络结构变化。 项目采用稳态判据与暂态判据融合选漏的技术,提高了选漏的准确性,解决了技术难题。项目充分利用暂态判据方法具有快速准确的特点,以及稳态零序功率方向保护在欠补偿条件下具有较好的选漏特性,二者自适应融合,取长补短,在一种方法错判的条件下,仍可高准确选漏;解决传统稳态选漏在过补偿状态下的死区,适应电网的运行复杂工况,解决选漏不可靠的问题。 智能型漏电保护装置的研发、测试与应用。项目依据智能化的选择性漏电保护思想,采用合理自适应漏电保护技术方案,通过软、硬件系统的设计,完成了KJLD100型综合选漏装置设计、测试、及应用。 保护装置满足MT189-88《矿用隔爆型检漏继电器》中的漏电定值指标:动作电阻值11kΩ(660V系统),20kΩ(1140V系统;1kΩ电阻的动作时间小于30ms。同时具有良好自检自诊断、系统自适应和外界环境兼容性等附加特性。 ③技术的创造性与先进性 项目建立了一种绝缘参数细节性在线检测技术,实现对电网运行网络参数的预测,并应用于漏电保护的研发,使保护装置兼具绝缘预警及保护自适应功能,该技术在地面电网也具有推广应用价值。 提出了漏电电阻直接判断漏电的技术,实现漏电发生的准确界定,改变了传统零序电压判别方法的不可靠性,提高了漏电检测的准确性,较少装置的误动作。 首次提出了基于信号距离度模型的暂态特征选漏方法,并将暂态和稳态判据融合,实现了漏电故障的自适应判断,克服传统保护原理的死区,满足复杂漏电条件下的可靠选漏,解决了技术难题。 项目成功研发KJLD-100新型智能化选漏装置,并通过了国家采煤机械质量监督检验中心的测试,已应用于实际;其性能指标优于现有漏电保护,是传统漏电保护的换代产品。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 KJLD100型综合选漏装置是新一代矿用漏电保护产品,主要适用于煤矿井下1140V/660V电网中性点不接地系统,可安装于隔爆兼本质安全型组合馈电开关内,实现最多8支路选择性漏电保护功能。 采用绝缘参数分支检测技术、漏电电阻直接检测判别方法、稳态及暂态自适应融合选漏技术,利用高性能微控器,实现了矿井电网智能漏电保护技术,解决了特殊煤矿生产环境下的选漏难题,其性能明显优于现有漏电保护。 ⑤应用情况 项目完成的KJLD-100型综合选漏装置是智能漏电保护技术产品化的集中体现,该装置已在陕西、内蒙、山东等煤矿实际运行使用。智能漏电保护技术是涵盖多个技术方法的综合体,该技术已被多家研究院所采用制成了中压配电网单相接地选线装置,实现了对电网结构的自适应预测。 智能融合选漏及绝缘参数检测不仅可用于矿井电网,在地面配网也有应用价值。漏电保护装置是煤矿井下供电系统的必备设备,智能化的漏电保护技术成果具有广阔应用开发市场。 ⑥历年获奖情况 研究成果获得各级科学技术奖3项(一等奖2项、二等奖1项);获得国家专利11项(发明专利4项);发表科技论文20余篇(EI检索10篇,获优秀论文奖2项);出版著作《工矿电网漏电保护》。
应用前景
主要应用行业: 制造业 知识产权形式: 专利
应用状态: 产业化应用 拟转化方式:
单位概况
完成单位: 西安科技大学
单位地址: 陕西省西安市雁塔区雁塔路58号
单位电话: 029-85583114;85583051      
联系方式
联系人: 赵渭泳 联系人电话: 029-85583053 联系人Email:
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