煤矿供电事故应急处置智能系统-DHHB

西山煤电集团北京丹华昊博电力科技有限公司煤矿供电事故应急处置智能系统的研究与实现联系人：齐郑电话目研究内容国内外技术现状与趋势采用的技术手段系统的功能介绍2341背景和意义创新及应用情况5①典型的综合自动化变电站②微机型保护装置系统投运前的情况1、35kV没有单相接地故障选线功能，发生单相接地故障后容易造成严重的后果。不足基本情况2、发生故障后，自动化后台会涌现大量的报文信息，故障的类型和区域不清晰、不直观，容易使运行人员判断错误，发生误操作情况，导致故障扩大。3、对电能质量的监视不足。背景和意义背景和意义串联谐振过电压(linearresonanceovervoltage)煤矿供电系统的各类故障断线故障(open-linefault)铁磁谐振过电压(ferroresonanceovervoltage)弧光接地过电压(arcinggroundingovervoltage)其它异常过电压(otherabnormalovervoltage)异常低电压(abnormalovervoltage)短路故障(short-circuitfault)单相接地故障(single-phase-groundfault)消弧线圈的电感参数和线路对地电容参数匹配系统的电感参数和线路对地电容参数匹配发生单相不稳定的接地故障时，在接地点处会发生电弧线路分合闸，储能元件释放能量，突然甩负荷电源消失或突然增加负荷某相线路断开变电站内部或者外部发生短路故障变电站内部或者外部发生单相接地故障背景和意义频率偏差(friquencydeviation)电压偏差(voltagedeviation)煤矿供电系统的电能质量电压三相不平衡(unbalance)谐波(harmonics&inter-hamonics)电压波动和闪变(fluctuation&flicker)电压下跌(电压跌落)和电压上升(电压隆起)的总称表现为电压的最大偏移与三相电压的平均值超过规定的标准对频率质量的要求全网相同，不因用户而异，各国对于该项偏差标准都有相关规定电压波动：在包络线内的电压的有规则变动，或是幅值通常不超出0.9～1.1倍电压范围的一系列电压随机变化电压闪变：电压波动对照明灯的视觉影响谐波：含有基波整数倍频率的正弦电压或电流。项目研究内容国内外技术现状与趋势采用的技术手段系统的功能介绍2341背景和意义创新及应用情况5项目的研究内容与现有系统平行的数字化分布式平台应急处置智能系统电能质量分析技术故障诊断分析技术智能系统结构示意图数字化分布式结构的事故应急处置智能系统测量单元光交换机在线监测及故障诊断系统服务器项目研究内容国内外技术现状与趋势采用的技术手段系统的功能介绍2341背景和意义创新及应用情况5原始信号小波变换非平稳信号平稳信号HHTFFT电能质量分析小波分析小波同时具有空间域与频率域的局部性它对信号突变点位置的确定是很有效的，可以通过小波变换来确定信号的奇异点位置。利用小波可分析这种局部奇异性，可以区分稳态信号和动态信号，进而分析稳态电能质量和动态电能质量。电能质量分析HHT变换Hilbert-Huang变换根据信号的特征尺度参数对信号进行分解，得到多个IMF分量，每一个IMF分量都反映了信号不同的尺度特征，对每一个IMF求解瞬时频率，从而获得其局部的变化情况，完全可以用来检测突变信号。突变信号在突变点表现为频率的急剧变化，根据频率与特征尺度的关系，这种急剧变化的频率反映在时域上是特征尺度的显著变化。信号的突变还表现在位移的急剧变化，而这种变化表现在Hilbert谱上的峰值变化。电能质量分析故障诊断1、单相接地故障2、短路故障3、铁磁谐振故障5、过电压故障4、线性谐振故障6、断线故障单相接地故障(1)金属性接地零序电压升高为相电压，一相电压降为零，其他两相电压升高为线电压。零序电压和零序电流谐波含量较少。(2)高阻性接地零序电压升高但是相电压，一相电压降为大于零的某个值，其他两相电压升高为但低于线电压。零序电压和零序电流谐波含量较少。(3)电弧性接地①零序电压升高，零序电流升高，发生单相接地故障；②零序电压出现平定波；③零序电流出现大量谐波；④相电压出现谐波，电压超过线电压。。单相接地故障选线方法：比幅比相法、五次谐波法、首半波法、小波法等选线技术：综合选线技术、连续选线技术故障区域：单相接地只存在于某段母线，不会扩展到其他母线上，只要准确选出故障线路或者母线就确定了故障区域。短路故障(1)诊断方法相电流增加，而相电压降低。为了防止电动机反送电导致判断错误，诊断系统检测到35kV和6kV某条线路出现短路电流时，根据电流的功率方向进行判断。110kV为中性点直接接地方式，必须分析A、B、C三相电流；35kV和6kV为小电流接地方式，只需分析A、C两相电流即可。(2)故障区域与单相接地故障不同，发生短路故障后有可能两个电压等级电网都会出现很大的短路电流，智能系统通过专家系统的规则进行故障区域诊断。系统线性谐振过电压6kV系统安装有消弧线圈消弧线圈的电感参数和线路对地电容参数匹配时，将会发生线性谐振过电压，导致三相电压异常。诊断系统实时监测6kV母线三相电压，当出现如下特征时，即判断发生线性谐振过电压。①零序电压升高，一相电压降低，两相电压升高，且零序电压与降低相电压的相位相反。②零序电压升高，三相电压都升高，但是三相电压不对称。系统铁磁谐振过电压倍频谐振和分频谐振的判据：检测零序电压，当发现零序电压超过启动值，而且倍频或者分频成分的幅值高于基频幅值时，则判断发生倍频或者分频铁磁谐振。基频铁磁谐振故障的判据如下：①如果三相电压都升高，则判断发生铁磁谐振；②某相电压降低，其余两相电压升高超过线电压，则判断发生铁磁谐振；③某相电压升高但不等于额定电压的1.5倍，且与零序电压同相，其余两相电压降低并相等，则判断发生铁磁谐振；④某相电压降低但不等于0，且与零序电压反相，其余两相电压升高并相等，则判断发生基频铁磁谐振。基频铁磁谐振向量图弧光接地过电压35kV为中性点不接地系统，因此当电力系统发生单相不稳定的接地故障时，在接地点处会发生电弧。这种间歇性电弧接地系统工作状态时刻在变化，导致电感电容元件之间的电磁振荡，形成遍及全系统的过电压。诊断系统实时监测35kV母线三相电压、零序电压、零序电流，当出现如下特征时，即判断发生弧光接地过电压：①零序电压升高，零序电流升高，发生单相接地故障；②零序电压出现平定波；③零序电流出现大量谐波；④相电压出现谐波，电压超过线电压。其他异常过电压产生原因：①空载线路分合闸时，由于线路电压在分合闸先后发生突变，在此变化的过渡过程中会引起空载线路分合闸过电压；②电力系统中的消弧线圈、并联电抗器、空载变压器及电容器等储能元件，由于被开断的储能元件中储存的能量释放产生振荡，将形成过电压；③当突然甩负荷时，或者上级电源出现异常时，将形成过电压。当出现如下特征时，即判断发生异常过电压：①三相电压升高；②稳态相电压基波含量为主；③暂态过程中出现较大直流分量；④三相电压基波分量基波对称。异常低电压产生原因：①外部电源消失；②操作站内开关，导致电源消失；③当突然增加负荷时。当出现如下特征时，即判断发生异常过电压：①三相电压降低；②稳态相电压基波含量为主；③三相电压基波分量基波对称。断线故障断线故障将会导致三相电压和相电流出现不平衡。如果110kV某相电流为零，而另外两相电流很大，说明该相断线。如果35kV某相电流为零，而另外两相电流很大，说明该相断线。如果6kV某条线路的A、C两相电流某一相为零，而另一相电流很大，说明该相断线；如果A、C两相电流的相位由120度变为180度，则说明B相断线。项目研究内容国内外技术现状与趋势采用的技术手段系统的功能介绍2341背景和意义创新及应用情况5(一)、电能质量监测功能测量三相基波电压、三相基波电流、三相电压及电流的不平衡度。可测量三相各次谐波电压含有率、三相各次谐波电流含有率。系统能够检测到最短20ms的动态电能质量问题，比如电压骤升、电压骤降、短时谐波等。(二)、故障诊断功能系统对单相接地故障、短路故障、谐振故障、断线故障进行诊断，确定故障类型和故障区域。(三)、显示功能装置面板上带有大屏幕LCD显示器，实时显示电能质量监测指标的数据。(四)、设置功能可对装置基本参数、越限参数进行设置、修改和查看，并设有密码保护。(五)、记录存储功能服务器具有大容量硬盘，可对基本监测指标和高级监测指标实时保存，保存时间可设置，实时数据在装置上最长保存时间为一年，之后按“先进先出”原则更新。(六)、统计功能装置具有对主要监测指标的统计功能。(七)、通信功能服务器提供多种通信接口方式，实现监测数据的实时传输或定时提取存储记录，可通过工业以太网接口与远方电能质量管理中心通信，也可通过Web发布的方式与远方通信。(八)、事件触发录波功能可根据客户要求设定事件触发条件(手动或自动)，记录事件触发前、后实时数据并保存，并保存有事件日志以供查询。录波长度可整定，触发前不少于5个周波，触发后不少于5个周波。项目研究内容国内外技术现状与趋势采用的技术手段系统的功能介绍2341背景和意义创新及应用情况5创新1、建立了与现有综自系统平行独立的诊断系统，成为了有力的支持和补充，故障诊断的结论更加清晰、直观。2、解决了35kV系统的单相接地故障选线的问题，选线正确率达到95%以上。3、实现基于全局电气量瞬时值的电能质量分析和故障诊断，分析诊断结果正确。应用情况测量单元应用情况1#光纤熔接盒2#光纤熔接盒光纤故障诊断系统控制屏应用情况光纤交换机应用情况应用情况2012年7月28日凌晨3点29分28秒，杜儿坪110kV变电站的6kV煤库一号线（607）发生A相接地故障，波形如下：应用情况2012年9月19日早晨7点42分02秒，杜儿坪110kV变电站的6kV虎胜街线（621）发生A、C两相瞬时短路故障。波形如下：应用情况2013年3月1日晚上19点29分31秒，杜儿坪110kV变电站的35kV新华二线（324）发生C相接地故障。波形如下：系统自投入运行以来，运行稳定。杜儿坪110kV变电站发生了多次单相接地故障和短路故障，系统均能够及时准确判断，诊断率达到100%，并能够及时进行自动录波，取得了非常理想的效果。煤矿供电事故应急处置智