[发明专利]一种基于关联矩阵的煤矿高压电网短路故障自动定位方法

说明书

本发明公开了一种基于关联矩阵的煤矿高压电网短路故障自动定位方法，该方法依据关联矩阵在支路节点集合中找到最靠近电源支路节点的支路节点，然后基于关联矩阵计算其对应的二相总阻抗矩阵、二相上级阻抗矩阵、三相总阻抗矩阵和三相上级阻抗矩阵，在此基础上自动计算短路故障位置；该方法能够基于关联矩阵自动确定可能发生二相短路故障或三相短路故障的支路节点集合，并基于阻抗法自动确定每个可能发生短路故障供电线路的短路位置，能够很方便地完成煤矿高压电网短路故障自动定位功能。具有方法简单、效率高等特点。

技术领域

本发明公开了一种基于关联矩阵的煤矿高压电网短路故障自动定位方法，属于煤矿高压电网短路故障自动定位领域。

背景技术

35kV以上的电力网中存在多个电源，属于复杂闭式电网，短路故障定位较为复杂；而矿井高压供电系统为6kV或10kV等级，两个电源应采用分列运行方式，或者是一路使用一路备用，属于单电源开式电网，在煤矿高压电网中短路计算可采用比较简单的绝对值法或相对值法；在煤矿高压电网中，规模较大的矿井井下供电级数多，上下级变电所之间的供电线路距离短，容易出现越级跳闸现象，导致在煤矿高压电网中出现大范围停电，影响煤矿安全生产；当煤矿高压电网出现因短路故障而导致越级跳闸现象时，如何在大范围停电的情况下能够快速定位发生短路故障的供电线路故障点是一个需要解决的问题。目前，针对煤矿高压电网越级跳闸情况下短路故障自动定位方法尚未见相关文献报道。

本发明提出的一种基于关联矩阵的煤矿高压电网短路故障自动定位方法能够基于关联矩阵自动确定可能发生二相短路故障或三相短路故障的支路节点集合，并基于阻抗法自动确定每个可能发生短路故障供电线路的短路位置，能够很方便地完成煤矿高压电网短路故障自动定位功能。具有方法简单、效率高等特点。

发明内容

依据每条支路节点直接控制的供电线路建立支路节点-供电线路邻接表T；通过该邻接表，可以依据相应的支路节点编号查询到其直接控制的供电线路基本参数，包括供电线路长度、供电线路型号、单位电阻和单位电抗信息；并设置煤矿高压供电系统最大运行方式下的系统电抗和最小运行方式下的系统电抗；设置煤矿高压供电系统的电源支路节点，电源支路节点是指由上级供电部门直接供电的支路节点。

依据越级跳闸前的煤矿高压供电系统图生成最终供电关联矩阵和直接供电关联矩阵；具体步骤如下：

步骤1）、依据越级跳闸前的煤矿高压供电系统图支路节点之间的供电关系生成支路节点和支路节点的最终供电关联矩阵，关联矩阵以支路节点顺序号为行号，以支路节点顺序号为列号；在关联矩阵中，如果支路节点由支路节点供电，且支路节点和支路节点对应的高压开关均处于合闸状态，则在关联矩阵中的第行第列的元素对应的值为1，否则为0；当和相等时，并且支路节点对应的高压开关处于合闸状态时，关联矩阵中的第行第列的元素对应的值为1，否则为0；其中，，；

步骤2）、依据越级跳闸前煤矿高压供电系统图支路节点之间的供电关系生成支路节点和支路节点的直接供电关联矩阵，关联矩阵以支路节点顺序号为行号，以支路节点顺序号为列号；在关联矩阵中，如果支路节点由支路节点直接供电，且支路节点和支路节点对应的高压开关均处于合闸状态，则在关联矩阵中的第行第列的元素对应的值为1，否则为0；当和相等时，关联矩阵中的第行第列的元素对应的值为0；其中，，。

依据越级跳闸前后的煤矿高压供电系统图将发生短路故障后跳闸的所有高压开关对应的支路节点加入到支路节点集合中。

依据关联矩阵在支路节点集合中找到最靠近电源支路节点的支路节点，假定该支路节点对应的高压开关在越级跳闸前检测到的短路电流用表示，具体执行步骤如下：

步骤1），从支路节点集合中取出一个支路节点，的初始值设置为0；

步骤2），该支路节点对应的编号用表示，在关联矩阵中查找第列中数值为1的元素的个数；如果，执行步骤3）；如果，删除支路节点集合中的所有元素，将该支路节点加入到支路节点集合中，将的数值用代替，执行步骤3）；