[发明专利]一种基于无线射频网络的井下防越级系统

说明书

 

技术领域

    本发明涉及一种煤矿井下电路安全系统，特别是一种基于无线射频网络的井下防越级系统。

背景技术

在煤矿井下供电系统中，由于供电系统的各级线路距离都较短，当末端发生故障后，各段故障后，各段故障电流幅值相差较小，在发生短路故障时，有很大的可能会出现短路电流超过故障点上方两级甚至三级断路器的瞬间整定值，使速断保护同时进入瞬动状态，从而可能发生无选择性的越级跳闸现象。甚至引起地面的6KV或者10KV下井线缆开关跳闸现象，有可能造成井下大面积停电，严重时能够引起井下瓦斯急剧积聚，直接威胁和影响矿井生产以及井下矿工的人身安全。发生短路短延时故障时，故障点上方的配电系统在短延时期间不可避免将受到短路电流的冲击，而鉴于井下供电系统的层级复杂，同时为了提高操作的安全性，采用区域性的闭锁保护是很有必要的。

煤矿供电系统的网络结构为辐射型配电网络，线路短，上下级保护电流定值无法配合，存在越级跳闸问题。现有的防越级跳闸系统采用通讯的方式实现下级保护对上级保护的闭锁，常用的通讯方式有CAN网通讯和光纤通讯。光纤通讯的通讯速率、稳定性、可靠性都高于CAN网通讯，现在主流的防越级跳闸系统采取光纤通讯的方式来实现。

煤矿井下供电系统的供电网络对于设备有防爆和煤安的要求，因此防越级系统的保护装置、通讯装置都必须装设在防爆柜体内。线缆的铺设，光纤的熔接、接线都必须在井下完成。受现场条件的限制，有些现场甚至要求在井下柜体内带电进行光纤的熔接、接线工作，不仅不安全，而且施工难度很大。井下的采掘面会不断推进，对应的保护柜必须是可移动的，而光纤在井下如果随移动柜一起移动，则不但必须预留足够的长度，而且移动中容易受到损坏而导致通讯失败。 

防越级跳闸系统的闭锁级数众多，闭锁关系复杂，现场参数往往需要工程人员下井在装置上整定。而工程人员的技术水平参差不齐，甚至有时候粗心，都会导致参数整错，从而影响整个防越级跳闸系统的闭锁关系。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种基于无线射频网络的井下防越级系统，通过系统参数的自动配置以及微机综合保护装置设置的区域闭锁关系，降低了系统设置的操作难度和提高了系统的稳定性和安全性，有效地防止了井下配电系统的过载越级跳闸，保证了井下系统运行的安全性和稳定性，降低了井下施工的难度，保证了井下施工人员的安全。

本发明公开了一种基于无线射频网络的井下防越级系统，包括微机综合保护装置和通信服务器，微机综合保护装置和通信服务器的组网方式为通过无线射频结合光纤组网，基于无线射频网络的井下防越级系统的系统参数自动生成，系统参数通过以太网下装。本发明公开的基于无线射频网络的井下防越级系统，通过系统参数的自动配置以及微机综合保护装置设置的区域闭锁关系，避免了矿下供电系统在过载或者短路短延时是越级跳闸的问题，降低了系统设置的操作和设置难度和提高了系统的稳定性和安全性，有效地防止了井下配电系统的过载越级跳闸，保证了井下系统运行的安全性和稳定性，降低了井下施工的难度，保证了井下施工人员的安全，同时采用光纤通信连接和无线连接的方式，避免了有线连接的存在电火花的隐患，同时还简化了井下通讯设备，节约了空间，降低了设备成本和维修排查的难度。

本发明公开的基于无线射频网络的井下防越级系统一种改进，微机综合保护装置：

①具有一组无线射频模块包括一个发送模块和一个接收模块；

②满足电流保护动作条件时通过发送模块发送装置闭锁信号给通信服务器； 

③通过接收模块接收通信服务器的信息；

④收到下一级线路的闭锁信号时电流保护闭锁出口直至超时，其中超时时间为可设置的定值。本改进采用无线射频模块传输信息的微机综合保护装置，有效地避免了光纤连接的布线要求以及传统连接的电火花隐患，提高了系统的安全性以及设备的设置和维护成本，提高了设备布置的灵活性。

本发明公开的基于无线射频网络的井下防越级系统又一种改进，通信服务器：

①具有至少一组包括一个发送模块和一个接收模块的无线射频模块以及至少一组光纤收发模块；

②通过无线射频模块接收微机综合保护装置的信息；

③通过光纤收发模块接收位于不同变电站的下级线路的通信服务器的信息；

④光纤收发模块将通信服务器合并后的信息通过无线射频模块发送给微机综合保护装置；

⑤光纤收发模块将通信服务器合并后的信息通过无线射频模块发送给位于同一变电站上级的通信服务器；