基本信息
- 项目名称：
- 矿用开关智能综合保护器
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本装置为矿用开关智能综合保护器。具有档位可调、可靠性和灵敏性高的选择性漏电保护、过电流保护、过负荷保护、过电压保护、欠电压保护和绝缘监视功能。 本装置在选择性漏电保护设计时充分考虑了矿井供电系统结构因素的影响，采用多判据融合技术实现了保护装置的智能化。同时采用了角误差校正技术和抗干扰技术，适应性强、选择性好、可靠性高，是一种高性能矿用高压开关智能综合保护器。 该装置已经在煤矿井下的高压馈电开关中应用。性能良好。
- 详细介绍：
- 本装置为矿用高压开关智能综合保护器。具有档位可调、可靠性和灵敏性高的选择性漏电保护、过电流保护、过负荷保护、过电压保护、欠电压保护和绝缘监视功能。影响矿用高压开关技术性能的关键因素是选择性漏电保护的可靠性和选择性。目前矿井使用的高压选择性的漏电保护装置在设计时，对矿井供电系统个性特征因素的影响考虑不够完整，因此，造成了某些矿井高压开关中漏电保护的选择性，可靠性很差，在发生漏电故障时，高压馈电开关误动作多，大量的非故障供电线路的控制开关跳闸，扩大了故障的影响范围，严重影响了井下供电的可靠性和安全性，对安全生产造成了极大的影响。 本装置在选择性漏电保护设计时充分考虑了矿井供电系统结构因素的影响，采用多判据融合技术实现了保护装置的智能化。同时采用了角误差校正技术和抗干扰技术。该保护装置的适应性强、选择性好、可靠性高，是一种高性能矿用高压开关智能综合保护器。 该装置已经在煤矿井下的高压馈电开关中应用。性能良好。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计目的：高压馈电开关是矿井中大量使用的电气设备，其性能对井下供电的可靠性和安全性影响极大。煤矿供电系统不同于电力网，个性特征十分突出，不同矿井供电系统的漏电参数往往差别很大，目前矿井使用的高压选择性的漏电保护装置在设计时没有考虑这一因素的影响，因此，造成了某些矿井漏电保护的选择性，可靠性很差，发生漏电故障时，高压馈电开关误动作多，大量的非故障供电线路的控制开关跳闸，扩大了故障的影响范围，严重影响了井下供电的可靠性和安全性，对安全生产造成了极大的影响。为很好地解决这一问题，我们研制了矿用开关智能综合保护器。 基本思路：本装置的保护内容包括选择性漏电保护、过电流保护、过负荷保护、过电压保护、欠电压保护和绝缘监视保护。重点要解决好的是选择性漏电保护，在选择性漏电保护设计时，充分考虑矿井各种供电系统结构的个性特征，采用多判据融合技术实现保护装置的智能化，提高保护装置的适应范围，同时对互感器的角误差、谐波干扰等因素采取了抗干扰措施，保证矿井供电系统中选择性漏电保护装置的选择性和可靠性，彻底解决矿井选择性漏电保护的误动作问题。 创新点：应用计算机技术和多判据融合技术实现了保护装置的智能化。同时采用了多种误差校正技术和抗干扰技术。 技术关键：采用了计算机控制技术、数据融合技术、高性能滤波技术和数字移相技术实现高可靠性和高选择性功能。 技术指标：具有档位可调、可靠性和灵敏性高的选择性漏电保护、过电流保护、过负荷保护、过电压保护、欠电压保护和绝缘监视功能。
科学性、先进性
- 目前的矿井高压漏电保护装置在选线过程中多以容性零序电流为选线依据，限制了装置的适用范围，在滤波方面也只使用简单的无源滤波方法，并忽略了互感器角误差的影响，因此，在应用中经常发因生误动作而扩大漏电事故的影响范围的现象，对矿井安全生产影响很大。本作品采用多判据融合技术，提高了装置的适应范围，同时使用了有源滤波、数字滤波和角误差校正技术，应用计算机控制技术实现了保护装置的智能化。因此，其可靠性和选择性大大提高，对煤矿井下供电系统的适应能力更强，能够在保证煤矿供电安全方面起到积极作用。
获奖情况及鉴定结果
- 作品已经在XXXXXX煤矿的高压馈电开关中使用，解决了困扰该矿多年的选择性漏电保护可靠性和选择性差、误动作频发的技术难题，受到该矿技术人员的一致好评。作品在2009年省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中获得特等奖
作品所处阶段
- 本作品已在工业领域应用，处于生产阶段。
技术转让方式
- 技术转让或联合生产。
作品可展示的形式
- 实物、产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 1、系统指示灯闪，说明系统工作正常，快闪说明工作状态不正常.2、系统设有漏电保护、其整定值根据供电系统的大小整定为相应的档位。3、系统设有过流保护、其整定值可根据负载和供电线路的短路电流进行整定。4、系统设有过负载保护、其整定值的动作电流和动作时间可根据需要选择档位。5、各项保护设有试验按钮，可对保护装置进行定期试验。6、故障发生后，应对系统复位，否则开关不能送电。 技术特点：本装置为矿用开关智能综合保护器。其主要技术特点为利用计算机控制技术和测控技术实现了矿用开关综合保护的智能化，对矿山供电系统结构的适应性强，选择性好、可靠性高，可提高矿井供电的可靠性和安全性。保证供电质量。 市场分析：该装置用于矿井高压馈电开关的综合保护，与目前的产品现比，具有更加优良的技术性能，可靠性高、选择性好。可提高井下供电系统的可靠性.高压馈电开关是煤矿井下大量使用的电气设备，因此，该作品具有很大的市场空间，其生产和应用必定会产生很好的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 煤矿供电系统的漏电保护的研究是从上个世纪中期开始的，最初多为非选择性漏电保护，逐步发展成具有选择性的漏电保护。我国在该领域最初引进前苏联的技术，制造井下高压供电系统的非选择性漏电保护，经过不断改进，其性能不断提高，但该种保护缺乏选择性，影响了井下供电的可靠性，不能满足《煤矿安全规程》对高压馈电开关综合保护的要求，因而，选择性漏电保护技术的研究受到了普遍的关注和重视。目前，国内外在选择性漏电保护中普遍采用的选线方法都是以漏电发生后零序电压和零序电流稳态条件下的相位关系或漏电产生的五次谐波分量为判据，具体包括无功功率选线法，有功功率选线法，相位鉴别法，幅值鉴别法和五次谐波选线法等，从我国矿井供电系统选择性漏电保护装置的运行现状看，每种方法的使用都具有局限性，受供电系统结构，大小，负荷性质等因素影响较大，设备误选率较高，有些矿井（如开滦局的钱家营煤矿等）在发生漏电故障时，非故障供电线路大面积跳闸，经常发生扩大影响范围的现象，影响供电安全。德国西门子公司生产的选择性漏电保护装置的可靠性相对好些，这与西方国家的井下供电系统采用中性点高阻接地的方式，采用有功功率选线方法有关。目前学术界对选择性漏电保护的研究方法很多，如小波法等，但都局限在理论上的探讨，真正应用的还是传统的方法。 我们认为漏电发生后，煤矿供电系统的参数特征受供电系统的结构（如有无电容电流补偿等）、大小、负荷性质（如有无谐波源和滤波电路等）和系统暂态等因素有关，但能综合上述因素，具有通用性选线判据的研究成果尚未见到，因此，该方面的研究具有理论价值和实用意义。
