一种矿用防止越级跳闸的保护装置的制作方法

1.本实用新型涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种矿用防止越级跳闸的保护装置。


背景技术：

2.电力系统中继电保护通常采用三段式电流保护原理，三段式电流保护一般由无时限电流速断保护(i段)、带时限电流速断保护(ii段) 和定时限过电流保护(iii段)相互配合构成整套保护。其中i、ii段联合作为线路的主保护，iii段作为本线路的近后备和相邻线路的远后备保护。
3.按三段式保护理论，速断保护仅能保护到线路全长的80％，带时延的过流保护作为后备保护可以保护到下级变电所的开关以下。而煤矿电网都是短线路，门口短路和线路末端短路。开关感受到的短路电流基本上一样，造成上下级变电所短路保护无法进行配合，这样就造成当下级变电所的线路短路，上下级短路保护都启动，造成越级跳闸的发生。对于这种情况，城市配电网的做法是第一级开关的速断保护不投入，而采用过流保护通过延时时间进行上下级过流保护的配合。
4.而煤矿电网，其变电站通常分为统一电网变电站和煤矿电网变电站，其中35kv变电站或110kv变电站是由供电公司统一管理的统一电网变电站，而只有下级和下下级6kv变电所才属于煤矿电网变电站。因此，当煤矿电网发生短路的情况时，无法实现速断保护退出。
5.现有技术中一种防止越级跳闸的保护方法是在地面变电系统中采用过流保护靠时间级差进行配合的办法可以实现地面电网的保护，但是由于煤矿电网上级与下级之间距离通常比较短，井下供电系统开关之间供电距离短，电缆截面积大。一旦线路某处短路，短路电流可达数千安到数万安，短路点上面的各级开关都需满足短路速断保护条件，各级开关都启动速断跳闸程序，当上级开关跳闸灵敏度高时上级开关跳闸，形成越级跳闸。依靠常规的时间级差配合方法明显不易识别。
6.现有技术中另外一种防止越级跳闸的保护系统采用网络或485 或can线通讯传输闭锁信号，采用突变量启动或闭锁方式，先于保护动作出口动作，但这种方法实现的可靠性较低，闭锁信号的产生与传输所用时间和综保动作时间相差不是太大，而且该技术采用电信号传输，需要布置电信号线路。
7.为此，我们提出了一种矿用防止越级跳闸的保护装置来解决上述问题。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种矿用防止越级跳闸的保护装置。
9.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
10.一种矿用防止越级跳闸的保护装置，包括控制壳本体，所述控制壳本体内设有光
纤通讯模块、激光信号处理模块、总控制电路模块、模拟电信号快速处理模块以及数字电信号模块，所述光纤通讯模块和总控制电路模块相互连接，所述数字电信号模块和总控制电路模块相互连接，所述控制壳本体的一侧设有光信号处理单元，所述光信号处理单元和光纤通讯模块相互连接，所述激光信号处理模块包括激光发送模块和激光接收模块，所述光信号处理单元的一端连接在激光接收模块上，所述激光接收模块的一端连接有激光接收电路，所述激光接收电路连接在数字电信号模块上，所述模拟电信号快速处理模块和总控制电路模块相互连接，所述模拟电信号快速处理模块的一端连接有激光发生模块，所述激光发生模块的一端连接在激光发送模块上，所述激光发送模块连接在光信号处理单元上，所述控制壳本体的一侧设有综合保护装置，所述模拟电信号快速处理模块、总控制电路模块以及电信号模块通过输出电路和闭锁信号连接综合保护装置。
11.优选地，所述模拟电信号快速处理模块和总控制电路模块之间通过罗氏线圈连接。
12.优选地，所述控制壳本体由上控制壳体和下控制壳体组成，且上控制壳体和下控制壳体之间通过螺丝连接。
13.优选地，所述控制壳本体的一侧设有人机接口端，且人机接口端和总控制电路模块相互连接。
14.优选地，所述数字电信号模块可处理输入数字电信号及数字输出电信号。
15.优选地，所述控制壳本体采用硬质塑料材质制成。
16.本实用新型采用快速模拟信号采集电路进行突变信号的快速采集、快速处理并通过输出电路将闭锁信号传至综合保护装置，信号从采集到发出闭锁信号控制在2ms内，可避开综合保护装置的保护动作时间，可以有效防止矿用电力系统中的越级跳闸事故的发生，利用模拟信号快速采集、处理、传输保障了矿用防止越级跳闸保护装置的快速性及可靠性。
附图说明
17.图1为本实用新型提出的一种矿用防止越级跳闸的保护装置外部结构示意图；
18.图2为本实用新型提出的一种矿用防止越级跳闸的保护装置系统连接结构示意图。
19.图中：1上控制壳体、2下控制壳体、3人机接口端。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
21.参照图1-2，在本实用新型中，包括控制壳本体，控制壳本体内设有光纤通讯模块、激光信号处理模块、总控制电路模块、模拟电信号快速处理模块以及数字电信号模块，光纤通讯模块和总控制电路模块相互连接，数字电信号模块和总控制电路模块相互连接，控制壳本体的一侧设有光信号处理单元，光信号处理单元和光纤通讯模块相互连接，激光信号处理模块包括激光发送模块和激光接收模块，光信号处理单元的一端连接在激光接收模块上，激光接收模块的一端连接有激光接收电路，激光接收电路连接在数字电信号模块上，模
拟电信号快速处理模块和总控制电路模块相互连接，模拟电信号快速处理模块的一端连接有激光发生模块，激光发生模块的一端连接在激光发送模块上，激光发送模块连接在光信号处理单元上，控制壳本体的一侧设有综合保护装置，模拟电信号快速处理模块、总控制电路模块以及电信号模块通过输出电路和闭锁信号连接综合保护装置，采用快速采集电路进行突变信号的快速采集、快速处理并通过输出电路将闭锁信号传至综合保护装置，信号从采集到发出闭锁信号控制在2ms内，可避开综合保护装置的保护动作时间。
22.在本实用新型中，当矿用电力系统中某处短路时，短路点的所有上级开关都通过短路电流，短路点的下级开关不通过短路电流。短路点下级开关矿用防止越级跳闸保护装置的高精度快速电流采样装置检测不到短路大电流，不会发出短路信号和闭锁信号；短路点上面一级的矿用防止越级跳闸保护装置的高精度快速电流采样装置都检测到短路大电流，发出短路闭锁信号；短路闭锁信号接入上上级矿用防止越级跳闸保护装置速断闭锁输入端，闭锁上上级开关的速断保护功能，使之不能迅速跳闸。
23.只有最靠近短路点的一级开关因下级开关(在短路处下面)不发出短路闭锁信号而不被闭锁，速断跳闸，从而既切除了短路电路，又保证不产生越级跳闸。当最靠近短路处的上面的一级开关因故障拒动时，其上上级开关保护单元的定时限过流保护延时一段时间(一般 100ms)，延时到时后，上上级开关跳闸，切除短路电路，作为短路点一级开关的后备保护。
24.在本实用新型中，下级矿用防止越级跳闸保护装置采用罗氏线圈只对线路电流实时采样，简单快速，当检测到电流突变信号时0.04ms 内触发激光发生电路(同时在总控制电路中对该信号完成记录)，激光发生电路可在7ns时间内发出光源给激光发送模块。
25.上级矿用防止越级跳闸保护装置通过激光接收模块及激光接收电路接收光信号处理单元发来的下级矿用防止越级跳闸保护装置发来的闭锁信号，在通过高压快速光耦转为电信号传给综保装置。
26.每个矿用防止越级跳闸保护装置有固定的ip地址及编码，可远程配置相关参数，液晶屏显示当前测量电流、设定值及报警信息，有报警信息通过光纤进行内部组网专用通讯协议发布，硬节点闭锁信号通过光信号直接连接至防越级光信号处理单元。
27.矿用防止越级跳闸保护装置配合防越级光信号处理单元(8路、 16路)，完成网络信息交换及收发开关量闭锁光信号，也可输出4 路可编程开关量闭锁信号，根据现场情况灵活配置。
28.在本实用新型中，模拟电信号快速处理模块和总控制电路模块之间通过罗氏线圈连接，控制壳本体由上控制壳体1和下控制壳体2组成，且上控制壳体1和下控制壳体2之间通过螺丝连接。
29.在本实用新型中，控制壳本体的一侧设有人机接口端3，且人机接口端3和总控制电路模块相互连接，数字电信号模块可处理输入数字电信号及数字输出电信号，控制壳本体采用硬质塑料材质制成，采用快速采集电路进行突变信号的快速采集、快速处理并通过输出电路将闭锁信号传至综合保护装置，信号从采集到发出闭锁信号控制在2ms内，可避开综合保护装置的保护动作时间。
30.以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型
的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。