鑫旺矿高压线路整改方案

2024-04-10

鑫旺矿高压线路整改方案（通用5篇）

篇1：鑫旺矿高压线路整改方案

郑新鑫旺（新密）煤业有限公司

高压线路整改方案

一、高压供电现状：

主斜井变电所现有两回路,Ⅰ回路来自距矿井2km的振兴开关站振5板，为专线；Ⅱ回路来自距矿井2.5km米的甘寨变电站甘8板；副井变电所现有两回路，Ⅰ回路来自主变电所,7#高压柜,距副井900米，为专线；Ⅱ回路来自甘寨变电站甘15板，距矿井2.5km。来自甘寨变电站的两趟线甘8和甘15都T接于农电线路，基本能够满足矿井安全供电的可靠性。

二、改造的必要性：

现根据《煤矿安全规程》第441条规定：产量在6万吨/年以上矿井必须有两回路电源，并且不得分接任何负荷。我矿实际情况不符合规程要求，因此，必须改造。

三、改造方案：

1、现距我矿有1.5千米的黄路沟村处新密市要建一座新开关站；

2、经我矿与新密市供电局协商决定，在新建的开关站内为我矿安装一台专用10Kv高压开关柜，架设一趟专用线路，取代现有甘8板、甘15线路。

3、再架设一趟主变电所到副井变电所线路（0.9km*2），在主变电所设置高压变电所。

4、母线连接后从高压开关柜出线端用95mm²、10KV高压电缆引至室外高压电线杆。

5、新建变电站至矿主变电所采用LGJ-90mm2钢芯铝绞线；主变电所至副井变电所采用50mm2架空绝缘铝线。

6、线路架设由新密市供电局进行施工，矿方予以配合，架设所需材料由新密市供电局采购，线路完成后，经测验达到煤矿相关规定后，线路架设资金由我矿一次付清。

7、整改时间从新建的变电站建成至两个月后完成。

郑新鑫旺（新密）煤业有限公司 2011年2月28日

篇2：鑫旺矿高压线路整改方案

由于超高压输电线路故障时会产生信息丰富的高频暂态量, 因此, 近年来以暂态量为研究对象的行波保护或暂态量保护受到广泛关注。由于TA具有更好的高频传变特性, 不必在一次侧增加设备, 且不受系统振荡、运行方式等因素的影响, 以TA二次侧暂态电流来实现暂态保护更具优越性。

行波保护或暂态量保护原理是以输电线路存在波阻抗不连续点为基础, 通过对超高压输电系统的基本组成部分进行频域描述和频率特性分析后可得出以下结论。

(1) 输电线路参数是与频率相关的, 波速、特性阻抗及传播系数均呈现出不同的频率特性, 从传播系数的频率特性可知, 为构成暂态量保护或行波保护, 宜选用100kHz以下的线模量信号分量。

(2) 母线系统对地电容值一般介于0.002～0.15μF之间, 其频率特性为:对5kHz附近信号分量呈现高阻抗, 对75～100kHz信号呈现低阻抗。

(3) 阻波器的频率特性:对工频电流呈现低阻抗;对1～10kHz的中频电流呈现中阻抗;对阻塞频带内的高频电流呈现高阻抗。

(4) 各类组合形式线路边界的频率特性表明, 线路边界对阻波器阻塞频带内50～100kHz高频分量起较强的衰减作用, 而对较低频1～10kHz分量则没有明显衰减作用。这一特征差异即构成判别线路边界内、外部故障的单端暂态量保护原理。

本文基于阻波器及母线系统对地电容构成的线路边界频率特性, 通过多尺度小波变换提取多个频段内暂态信号的谱能量比率及模极大值比率特征来区分区内、外故障, 以此来构成保护方案。

2 基于小波变换的全线速动保护新方案

2.1 小波分析理论在单端暂态量保护中的运用

小波变换能够同时表达信号在时域-频域中的特征, 小波变换模极大值可以用于检测信号的突变点。小波变换模极大值的定义为:对于某一小波函数, 信号在一定尺度下小波变换系数的绝对值在一邻域内为最大值, 那么该最大值即为该邻域内的模极大值。电力系统故障暂态信号属于缓变奇异信号, 其奇异度是不确定的, 但缓变信号的奇异点位置仍可以用小波变换模极大值来检测。

2.2 基于小波变换的单端暂态量保护判据

对于某一固定长度的输电线路, 在被保护线路内任一长度上发生故障时, 出现小波变换模极大值的时间非常接近, 而在被保护线路外发生故障时, 出现这个模极大值的时间跟保护线路内故障的时间会有差别。对于某一固定频率的滤波器而言, 可以先根据线路的长度, 计算出线路末端故障时, 高频分量模极大值产生的时间Tmax, 并根据此时间对应的高频分量和次高频分量分别以不同的数据窗计算能量, 高频分量的时间窗取等于或略大于Tmax, 次高频分量的时间窗可取2～3Tmax。区内故障时, 在Tmax时间段内有高频分量的模极大值出现;而区外故障时, 在Tmax时间段内无高频分量模极大值出现。可利用这一特点构成全线速动保护的判据。

(1) 保护主判据。以线模电流Im高频分量通过小波变换后不同尺度上的小波变换系数, 得到其在某一固定时间窗内的值和表征某一频带暂态电流在该时间窗内的能量。设小波变换后在尺度j1和j2上的能量分别为Sj1和Sj2, 则保护的主判据的表达式为:

式中:kk为尺度因子, 这里取为300;Im1、Im2为不同采样频率下的模电流采样序列;n1、n2为Im1、Im2小波变换时间窗的窗口采样数;△T1、△T2分别为计算Im1、Im2的采样间隔;j1、j2为小波变换选择的不同尺度;Rset为能量比率的整定值, 应以区外故障最大的Ratio作为基准。

取j2﹥j1, 即Sj1为尺度j1上的高频能量, Sj2为尺度j2上的次高频能量, 若为区内故障, Ratio较大;若为区外故障, 则Ratio较小。如果区内、区外故障的Ratio值较为接近, 则可以通过调节尺度因子kk来区分区内、外故障。

(2) 辅助判据。辅助判据为在尺度j1上的高频分量与尺度j2上的次高频分量的模极大值之比:

式中:Rset′为模极大值比率的整定值, 应以区外故障最大的Ratio1作为基准, n1、n2为Im1、Im2小波变换时间窗的窗口采样数, kk为尺度因子, 取300。

取j2>j1, 可通过Ratio1的大小来判别区内和区外故障。区内故障时, Ratio1较大;区外故障时, Ratio1较小。同样, 如果区内、区外故障的Ratio1值较为接近时, 可通过调节尺度因子kk来区分区内、外故障。

2.3 小波基及尺度的选取

在构造或选择小波基时, 需要从滤波能力和计算代价2方面考虑。一般而言, 滤波器滤波带长度越长, 滤波效果 (频带划分能力) 越好, 但计算量较大。反之, 如果选择滤波带较短的滤波器, 则滤波效果可能达不到要求。目前尚无普遍适用的小波函数选取原则, 一般可根据分析信号在具体小波函数作用下的表现确定最佳或次佳的小波基函数。本文选用bior2.4小波, 它具有与样条小波类似的性质。对于采样频率为200kHz, 选取尺度上的重构细节信号能够反映50～100kHz的高频信号, 并分别求取能量值和模极大值。以原采样频率的1/20对电流进行再采样, 然后采用同样的小波变换得到次高频电流信号, 并求取对应的能量值及模极大值。

3 实验仿真及验证分析

3.1 仿真方案设计

本文采用Matlab对如图1所示的典型500kV双端输电线路进行仿真, 并设置不同故障点、不同故障类型, 采样频率为fs=200kHz, 记录流过母线M侧保护安装处的故障电流采样值, 通过计算得到模量电流。图中K1点代表为M母线出口处故障;K2点代表距M母线135km处 (线路中段) 故障;K3点代表N母线上的故障;K4点代表距N母线5km处故障, K5点代表距N母线100km处故障。

具体参数如下:假定母线M、N、P对地电容均为0.15μF, 并假定各种故障类型下的故障电阻为300Ω。首端电源E1=500∠300kV, 末端电源E2=500∠100kV, Zm1=1.2875+j55.6377Ω, Zm0=2.8764+j37.126Ω, Zn1=1.6714+j35.5391Ω, Zn0=4.7+j137.9784Ω。线路参数为MN全长284km, NP全长100km, Z1=0.01808+j0.2775Ω/km, C1=0.012917μF/km, Z0=0.23084+0.9728Ω/km, C0=0.0081161μF/km。

经初步计算可知, 在MN线路末端及N母线故障时, 高频分量模极大值出现时刻都为故障后0.95ms, 即Tmax=0.95ms。计算起始时间为故障前0.5ms, 终止时间为故障后2ms, 时间窗口为2.5ms, 采用bior2.4小波, 对于模量电流高频分量的小波能量及模极大值的时间窗口△T1取0.97ms, 即取194个采样点。对于模电流的次高频分量 (20分频后) 的时间窗口△T2取2ms, 采样点数为20个。

3.2 仿真结果及分析

针对图1所示的500kV输电线路实例, 根据本文提出的单端量暂态保护算法程序, 分别对不同故障地点、不同故障形式的暂态电流采样值进行分析, 得到结果如表1所示。

分析表1可得到以下结论:

(1) 从该表中可以看出, 区内、外故障时的能量比率和模极大值比率有明显差别, 只要整定值选取合理, 完全可以判断区内、外故障。即对于小波变换模极大值高频分量在Tmax以后出现的故障, 其Ratio和Ratio1值明显较小, 且比值差距十分明显。

(2) 保护区末端的故障 (N母线处的发生故障K3) 与相邻线路距N母线只有5km处的故障 (K4) 相比, 其Ratio和Ratio1值仍然有明显差别, 因此, 本保护可以保护线路全长, 并具有一定的灵敏性。

(3) 本文在仿真时采用凯伦贝尔相模转换, 选取α模分量:Iα=Ia-Ib, 作为判据对象, 对以上几种故障形式完全适用, 但是当c相发生接地故障时, Ia=Ib=0, 所以Iα=0, 因此α模电流中暂态行波分量为0, 此时判据将会失效。

篇3：鑫旺矿高压线路整改方案

一、前言

为了提高电网的使用性能，并且能够对使用者的人身安全和电网设备起到保护作用，在农村及城市普遍进行0.4KV的低压线路整改和重复接地成为了十分重要的解决方案与研究课题。通过这一设施我们可以更好的提供安全科学的电力保障，为电力发展产生一个良好的环境与背景。

二、关于低压线路零线接地的重要影响及所产生的问题

（一）零线接地的有关规定

进行零线重复接地的主要目的是为了能够在接零系统中出现零线突然断线等意外状况的时候能够续接零电力设备的后备保护接地，一般说来，零线重复接地的规定，在380/220V的中性点直接接地体统里不允许以部分设备作为接地保护或做接零保护的，所以如果有专业知识的同学如果有机会观察一下公用的配变供电系统的话就可以发现只会采用接地保护而不会进行零线重复接地了。

（二）零线断线后产生的严重问题

由于零线中的三相负载，也就是负载中性点和电源中性点在很多情况下是呈变化性且为不平衡的，所以当零线断线之后很容易出现电压异常从而导致家中电器产生不同程度的损害，随着国民经济的飞速提升，电器已经是非常普遍的家庭日常使用品了，且还有些小康家庭会购置使用一些价格不菲的高档电器，这样一来零线断线后的电器损坏会给百姓带来一定程度的经济损失，除此以外发生漏电等现象也会给用户的人身安全带来很大威胁。

三、进行广泛的0.4KV的低压线路整改覆盖的原因

（一）零线重复接地的广泛运用及发展

零线重复接地的主要目的就是为了能在电路出现临时或突发的零线断裂情况的时候能够平衡三相电压起到相应的保护作用。初次之外进行零线的重复接地还可以起到提高供电的可靠性和很好的适应环境等优点，减少了树线的矛盾问题，便于电工的维护工作，从另一角度上来说也美化了城市的环境。不过需要注意的是零线重复接线的工程实施较为复杂，施工投资也比一般设施要来的大。

（二）零线的电网结构实施

首先讲讲目前的两种网络结构，一种是树枝形供电，另一种是环形供电，在城市当中小区街道一般都种植两条树道，采用树枝形供电的方式，所以可以根据环境情况以架空绝缘线来替换架空裸导线，这样更为安全，只是投入资金和建设施工较为复杂。

（三）0.4KV低压线路重复接线的优点

零线重复接线的主要优点那就是安全，可以在单相短路的时候保持另外两相的电路在正常状态，在发生一些细微的电路问题的时候还能阻止380伏的电压进入，以确保家电运行安全并且能够保障人身安全，重复接线可以将零线电流进行分流，从而减少低压架空线路发生损坏的几率。

（四）城市电网与配电改造

0.4KV低压线路整改与重复接线无疑是确保安全的最好方式，除此以外重复接线无疑也对城市美化进行了一定作用，减少了随处可见且密密麻麻的电力线路，这无论是对环境还是安全两方面来说都是十分巨大的改善，然而城市绿化和配单网改造确是能否将线路进行良好改造的重要方案的融合，要做到在满足城市要求的同时也能确保供电的安全性与稳定性，这就不仅仅需要人民群众的配合还需要政府部门的帮助，林业部门对于绿化街道的树木种植排列以及电力部门对于电网的设置走向都是解决问题的主要部门，只有大家的共同协作才能将城市的电网与配电改造这一需要长期努力的问题得以良好解决。

四、重视农村的零线线路整改

为了城市美化与用电安全两方面来考虑，低压线路整改和重复接地是十分重要的设施举措，然而我们在对城市进行线路大刀阔斧的线路改造的同时也不能忘记了对农村进行同步的零线线路整改。农村条件相较于城市条件来说自然是差了很多，尤其是地理方面的差异，许多农村的电力线路都要翻山越岭来完成，或者是电力设备在非常空旷的乡野之间，这很容易在雷雨田的时候遭受到雷电袭击，导致农村电路经常损坏和农民用电的经常断电等情况，只有及时将农村的0.4KV低压线路进行整改及覆盖才能很好的解决这些问题。在现代社会飞速发展的国情之下，农村经济也是非常重要的一块民生经济，更少不了对农村电力发展的支持，所以我们要重视对农村零线线路的整改，建立良好的电网设施，在保障农民用电安全的同时才能更好的发展农业，发展农村经济。

五、总结

通过本文内容可以不难看出对于0.4KV的低压线路整改与覆盖连接是一种非常有效的保护电力系统的方式，是可以提供非常有利的条件作为电力系统的保护方式的，虽然这种低压线路的接线方式还存在着一些方面的不足，并不是万能到可以完全进行多方面的电路保护工作，但是总的来说它还是为城市美化和用户安全起到良好且还是较为关键的作用的。所以就目前情况看，积极在城市及农村进行低压线路的整改是十分重要的举措之一，除了达到减少电路原因导致的人身危害几率和电器的损害几率之外，还很大程度上保障了设备的安全和人体的安全。但是要知道，低压线路能做到这些的原因就是通过改变其电压来做到安全保护工作的，真正要完全保证电力的绝对安全程度还需要我们不断的努力发展与科技的不断进步才能完成，只有完全杜绝零线断线现象才不失为一个好方法，这就需要我们做好零线的外线的保护措施，相信在未来的时间里，我们能够真正攻克目前所遇到的各种电力问题，当然在随着时间的推移我们还会发现更多问题，我们也会以不断追求的科学精神进行不断的实践进步。

参考文献

[1]刘一凡.农村0.4KV低压线路整改重复接地探讨[J].门窗，2013，09：136+138.

[2]安跃东.配电线路0.4kV低压线路零线多点重复接地的必要性[J].内蒙古石油化工，2011，21：64-67.

[3]徐华梁.0.4kV低压配电资源管理系统[D].电子科技大学，2010.

篇4：电力高压长线路短路法融冰方案

关键词：高压长线路,短路法,融冰

引言

2008年初我国南方冰雪灾害中, 导线覆冰引起的倒杆、断线及导线舞动等是导致电网破坏的主要原因。为防止今后发生类似破坏, 首先是要根据线路情况和历年经验, 提高设计标准。但由于冰雪灾害地域广、时间上不确定, 大面积按几十年一遇的标准进行新建线路设计和原有线路改造, 耗资太大。因此, 为防止严重气象条件下线路导线结冰超过一定厚度时发生倒杆、断线而引起电网长时间瘫痪, 有必要从技术上探讨高压长线路融冰的可能性。

本文将从导线容许的最高温度出发, 先假定沿线环境温度, 推导出融冰电流、导线温升和融冰时间, 进而由典型线路的参数求出需要的融冰电源的电压和容量, 然后论述实现这一电源的可能性。

1 融冰参数的选择和计算

1.1 融冰电流

用短路法融冰首先要选择融冰电流, 融冰电流根据导线温升来选择。理论上只要导线温度高于0℃即可融冰, 但有一个融冰时间问题。融冰电流越大, 导线温升越高, 融冰时间越短, 但受到导线安全电流的限制。所谓安全电流是指在此电流下长期运行所引起的温度对导线不会产生可见的机械强度老化和接头氧化。设计时钢芯铝绞线温度控制在70℃-90℃。融冰属偶尔短期运行, 应允许较高温度。本文取融冰时期的导线最高温度不超过100℃, 应该是安全的。线路沿途可能有不同环境温度, 设沿线环境温度为-10℃～+10℃, 考虑环境温度为+10℃的地段, 则导线在无冰条件下容许最高温升为90K, 由此可计算导线容许的最大电流, 以此作为融冰电流, 以便缩短融冰时间。

2 融冰电源电压和容量要求和实现

2.1 融冰电源的电压和容量要求

选定融冰电流后, 由线路参数可算出需要的融冰电源的电压和容量见表。融冰电源分交流和直流2种。交流电源融冰按三相加压, 直流电源融冰将线路2并1串加压, 因此后者要分3次进行。交流融冰只需交流电源, 但因高压交流线路的电抗远大于电阻, 故交流电源融冰需要的电源容量 (主要是无功功率) 远远大于直流电源融冰的容量。直流电源融冰的优点一方面是所需电源容量比交流小得多, 另一方面是电压低得多, 从而降低了融冰时覆冰绝缘子闪络的可能性。因为导线大小和线路长度各种各样, 要求的电压和容量各不相同, 对高压长线路, 无论用交流还是直流电源融冰, 都应有容量大又能调压的电源, 才能确保安全、快速地融冰。

2.2 实现直流电源融冰的可能性

对于500kV (典型截面300mm2×4) 的长线路进行交流融冰是完全不可能的。只存在用直流融冰的可能性。一个电流不小于4kA、电压不低于50kV (即功率不小于200MW) 的直流电源才能满长300km、4×300mm2导线的500kV线路融冰的需要。这个可调节的大容量直流电源相当于中小型高压直流系统HVDC的一个换流站。但因为电流大而电压低, 它不可能属于直流输电系统, 理由是:电流达到4kA的系统, 其线路导线截面将达到4×800mm2至6×700mm2的规模, 必然是特大容量的超高压或特高压直流输电系统。而高压直流系统即使降压运行其电压也不能低于额定电压的70%或50%, 因而无法利用其作为融冰电源。如果只从电流、电压来看, 所需要的直流融冰电源有可能利用一个直流背靠背系统来解决。但是, 直流背靠背系统一般建在电网边缘与另一个电网交界处, 而直流融冰电源应设在电网中心。有报道称国外建设了基于现代HVDC和晶闸管技术的静止补偿装置兼作融冰电源, 电流可达7.2kA (高压直流融冰HVDCice) 。这样一举两得, 创造性地解决了这一难题。国内也提出了同样的方案。如果在电网中心有一个这样的HVDCice设备, 则所有能连接到的交流500kV及以下线路的融冰电源都可解决。而在电网冰害严重地区建设一个容量合适的直流融冰电源也是可行的。如国内已建成功率为60MW的直流融冰电源, 可解决当地电网220～500kV线路融冰需要, 便是一个成功的范例。

2.3 实现交流电源融冰的可能性

对于110～220kV线路覆冰问题最为突出的地区电网, 用系统中的发电机组作为电源实现交流融冰是可行的。220kV线路长度一般不超过200km, 由表, 导线截面300mm2、长200km的线路交流融冰需要的电源容量为218MVA, 电压约136kV。这是110～220kV线路交流融冰电源要求的上限。现今系统中300MW发电机组很普遍, 一般发电机在功率因数很低时允许的无功负荷受到限制, 以QFSN-300-2型汽轮发电机为例, 额定功率300MW, 额定功率因数cosφ=0.85, 当cosφ≈0时允许无功负荷270MVA, 只有额定有功功率的90%。尽管如此, 这一容量已能够满足长200km的220kV线路融冰的需要。

虽然发电机可以调压, 但发电机电压不够高。如300MW发电机额定电压为18kV或20kV, 更小容量发电机的额定电压更低。所以还需要一台容量和电压 (配合发电机调压) 能满足融冰需要的变压器。一般较大容量机组为单元接线, 通过220kV或500kV升压变压器接至母线。如果母线上有上述变压器 (例如, 按GB/T6451标准设计的220/110kV降压变压器, 电压比为220±10%/121kV, 容量可达240MVA, 可满足长200km的220kV线路交流融冰需要) , 或邻近变电站有上述变压器, 通过至邻近变电站的线路转接, 即可加以利用。如果需要融冰的线路太长、电压太高或容量太大, 找不到合适的变压器, 则可在线路上适当的地方设短路点以改变线路长度, 从而降低融冰需要的电压和容量。此外, 新建变压器也可以兼顾融冰需要, 例如可以增加容量或用增设分头等方法改变电压。

在实际装置方面, 从发电机、升压变经母线到作为直接融冰的降压变压器, 或经线路转接到邻近变电站作为直接融冰的变压器, 必须自成独立系统而与运行中的系统分离, 因为该系统要调节融冰的电流和电压。一般发电厂和变电站的主接线都可以实现这一要求。

2.4 移动式柴油发电机电源

作为移动式外施电源, 柴油发电机具有优越性。数百kW至3MW的柴油发电机组有现成的产品, 能满足大跨越、交叉档和小截面短线路的融冰要求。此外, 小型柴油发电机组配合强力热风机可以给线路绝缘子和变电设备除冰。后一举措不可忽视, 因为绝缘子和变电设备除冰也是保证供电乃至保证线路融冰的必要条件。笔者认为用绝缘操作杆、软管和喷嘴, 带电近距离强力热风除冰, 轻便有效, 值得研究。

2.5 关于架空地线融冰

要实现架空地线短路法融冰, 架空地线必须与杆塔绝缘。为了降低线路损耗, 有的超高压线路采用绝缘架空地线, 此项措施为短路法融冰提供了可能。应该通过抗冰灾经验的总结, 来审视架空地线融冰的必要性。如果是十分必要的, 则接地架空地线实现短路法融冰唯一的办法是将其改造为绝缘架空地线。

3 几点结论

3.1 实现高压长线路短路法融冰的关键是获得大容量的融冰电源。长度达300km的500kV线路只能用大容量的直流电源融冰。建设可兼作融冰电源的高压直流或静补装置 (HVDCice) 是一个理想的方案。

3.2 利用系统中300MW或以下容量的发电机组和降压变压器, 对长度为200km或以下的110～220kV线路进行交流融冰在技术上也是可行的。

3.3 只有绝缘架空地线才能实现短路法融冰。

3.4 移动式柴油发电机能满足大跨越、交叉档和小截面短线以及绝缘子融冰对电源的要求。

3.5 LGJ-70～300mm2导线在5～3A/mm2电流密度、环境温度为+10℃、冰厚20mm条件下融冰所需时间估计约1h;环温为+10℃下导线温度不超过100℃。最后要强调的是, 无论采用何种融冰方法, 都要根据系统中需要融冰的线路长度、位置分布和局部气象条件等实际情况, 研究合适的技术方案, 做好电源器材准备和实施预案, 并进行一定的试验和演练, 实际应用时才能实现安全有效地融冰。

参考文献