[发明专利]一种混合结构矿井高压电网速断设置仿真检验方法

说明书

本发明公开了一种混合结构矿井高压电网速断设置仿真检验方法，该方法依据单向图的连通性，计算关联矩阵TH，关联矩阵NH和关联矩阵G；依据关联矩阵NH和关联矩阵G获得瞬时速断定值小于故障电流的支路节点集合T；依据节点集合T获得因短路故障需要跳闸的所有开关集合X，依据获得的集合X将相应开关的状态修改为分闸，执行跳闸操作；本发明依据混合结构矿井高压电网的供电系统特点构造相应的网络拓扑模型，能够很方便地完成混合结构矿井高压供电系统供电网络的拓扑辨识,并以此为基础获得因短路故障需要跳闸的开关集合，以检验当前的速断设置是否满足可靠性和选择性要求，达到速断设置仿真检验的目的。

技术领域

本发明公开了一种混合结构矿井高压电网速断设置仿真检验方法，属于煤矿高压电网继电保护仿真校验领域。

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，故障计算及针对速断设置的仿真检验较为复杂；而矿井高压电网为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。

一般情况下，在矿井高压电网中，相邻的出线开关都是从进线开关后的母线引出，但采用这种接线方式会导致煤矿井下供电级数较多，当发生短路故障时容易导致越级跳闸现象，为了能够降低煤矿高压供电系统的供电级数，在某些煤矿中采用了包含T型结构和一般结构的混合结构煤矿高压供电系统，以便能够有效限制煤矿高压供电系统的供电级数。

文献“基于关联矩阵的矿井高压电网速断设置仿真检验方法”是针对一般情况下的煤矿高压供电系统完成速断设置仿真检验，针对包含T型结构的混合结构的矿井高压电网的速断设置仿真检验方法还未见报道。

本发明提出的一种混合结构矿井高压电网速断设置仿真检验方法能够依据混合结构矿井高压电网的供电系统特点构造混合结构矿井高压供电系统的网络拓扑模型，能够很方便地完成混合结构矿井高压供电系统供电网络的拓扑辨识, 并以此为基础获得因短路故障需要跳闸的开关集合，执行跳闸操作。最终，依据仿真得到的开关跳闸结果判断在此故障情况下，当前的速断设置是否满足可靠性和选择性要求，以达到速断设置仿真检验的目的。

发明内容

针对矿井高压供电系统，设置矿井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；针对所有支路节点对应的高压开关设置相应的瞬时速断定值，保存在瞬时速断定值矢量SD中，依据支路节点编号可以在SD中找到相应支路节点对应的高压开关设置的瞬时速断定值；针对所有干路节点对应的高压开关设置相应的瞬时速断定值，保存在瞬时速断定值矢量GSD中，依据干路节点编号可以在GSD中找到相应干路节点对应的高压开关设置的瞬时速断定值。

针对矿井高压供电系统，以进线开关连接的母线作为进线节点、以高压出线开关连接的支路作为支路节点，以干路高压开关连接的干路作为干路节点，如果进线节点有m个，支路节点有n个，干路节点有k个，则依据矿井高压供电系统图中电气设备之间的连接关系生成干路节点与干路节点的关联矩阵A，干路节点与支路节点的关联矩阵B，进线节点与干路节点的关联矩阵D，支路节点与进线节点的关联矩阵E，进线节点与支路节点的关联矩阵TE；关联矩阵A为k行k列，关联矩阵A以干路节点顺序号为行号，以干路节点顺序号为列号；关联矩阵B为k行n列，关联矩阵B以干路节点顺序号为行号，以支路节点顺序号为列号；关联矩阵D为m行k列，关联矩阵D以进线节点顺序号为行号，以干路节点顺序号为列号；关联矩阵E为n行m列，关联矩阵E以支路节点顺序号为行号，以进线节点顺序号为列号；关联矩阵TE为m行n列，关联矩阵TE以进线节点顺序号为行号，以支路节点顺序号为列号；具体步骤如下：

（1）在生成关联矩阵A的过程中，A中第i行第j列的元素用表示；在i不等于j的情况下，如果第i行对应的干路节点由第j列对应的干路节点直接供电，且第i行对应的干路节点上高压开关状态为合闸，第j列对应的干路节点上高压开关状态为合闸，则，否则；在i等于j的情况下，如果第i行对应的干路节点上高压开关状态为合闸，则，否则；