山西新元煤炭有限责任公司科研开发项目立项任务书项目名称：井下高压防越级跳闸系统的应用承担单位：山西新元煤炭有限责任公司目录一、项目的背景和意义;二、国内外研究开发现状和发展趋势(包括知识产权状况);三、承担单位的技术优势和条件;四、项目目标、研究内容和关键技术;五、技术路线方案、课题分解;六、经费的预算;七、年度进度和目标;八、预期成果(包括经济效益);九、项目负责人的技术水平和组织管理能力介绍;一、立项的背景和意义新元矿供电系统采用中性点经消弧线圈装置接地后向井下供电，以限制单相接地电容电流，并普遍存在以下特点：线路短、变电所自动化程度低、多级变电所级联导致拓扑结构复杂。因此导致过流保护整定困难，也不能通过增加多个时间级差来保证保护的选择性。在发生两相短路、三相短路故障、单相接地时出现越级跳闸的情况。越级跳闸导致大面积停电、停风，严重时引起井下瓦斯积聚，威胁矿井和矿工人身的安全。因此，必须通过技术研发，采用新技术解决煤矿供电系统中存在的越级跳闸问题，以提高供电系统的安全可靠性，确保矿井生产和人生安全。本项目应用最新的全站数据共享的数字化变电站技术，通过使用高速大容量的最新处理技术及高精度同步时钟的专利技术及基于全站零序电流的漏电保护模块，来解决煤矿供电系统广泛存在越级跳闸的问题，提高煤矿供电系统的供电可靠性。二、国内外研究开发现状和发展趋势(包括知识产权状况)目前，随着电子技术的发展，通信技术和电子技术越来越多的应用于变电站内，数字化的智能装置也逐步增加，数字化变电站系统已经成为变电站的重要组成部分。目前国外已经有数百套数字化变电站系统投运，国内有好几家公司在这方面的研发已取得成果，并且有几十套数字化变电站系统投入运行。本项目基于全站数据共享的数字变电站系统及光纤纵差保护（包括母线差动、线路纵差）,应用到新元矿井下供电系统网络中，来开发研究解决存在多年的因受零时限保护配合限制而造成越级跳闸问题。三、承担单位的技术优势和条件现有的基于数字化变电站的差动保护技术基础完全可满足对地面电力系统的需求并且原理先进、科技含量高，地面现场的实际使用效果也证实了它的优点，但要引入矿井（包括地面和井下）仍需进行技术攻关和论证；为配合井下数字化变电所安装，现用的高压防爆开关已不能满足需要，必须进行改造；地面变电所现有的电气设备不能完全适应数字化供电系统建设要求，必须增加必要的设施和设备。由于全站数据共享，保护的对像由原来单一的线路、变压器、母线上升到基于全站的高度，方便的实现线路纵差、母线差动保护，且不增加硬件投资。通过配置差动保护作为线路和母线的主保护能解决煤矿供电系统广泛存在的因短路等原因引起的越级跳闸的问题。保护软件模块化，能根据现场要求灵活配置所需的保护和测控模块，实现相应的保护和测控功能。双重化的保护配置，提高了保护的可靠性，大大减小了由于保护装置故障导致的保护拒动的可能性。就地安装矿用智能保护器实现模拟量、开入量的数字化，通过光纤上送至保护装置，取消了传统系统的二次电缆，解决了二次电缆容易受到电磁干扰的问题，大大提高了系统的安全可靠性，且光纤价格低廉，重量轻，施工方便，系统总费用低，节约了用户投资。四、项目目标、研究内容和关键技术消除煤矿供电系统越级跳闸事故，达到煤矿供电系统可以安全、稳定运行，矿井生产可以有序进行的目的。试验内容：1、防越级跳闸试验；2、漏电保护试验；技术关键：1、对井下高压防爆高开按光纤保护要求进行改造，增加专用光纤熔接腔，并在改造后重新进行防爆性能鉴定；2、基于嵌入式实时操作系统，高可靠性和良好实时性的保护软件系统（含适用于煤矿井下动力电缆的光纤纵差保护软件）。3、基于超大规模FPGA和多DSP内核并行处理技术，实现全系统保护和测控功能的保护主机。4、高电磁兼容性能，能在电磁干扰严重的井下高开柜内安全、稳定工作的矿用智能保护器。5、基于高速点对点光纤数字通信网络技术，满足防爆要求的低功耗矿用隔爆型光传输接口。6、实现了基于“海量”存储技术的全系统故障录波功能。7、高精度同步采样技术。技...
