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随着煤矿电气化进程的不断加速,矿用电安全可靠运行成为煤矿生产的重要保障之一。然而,在煤矿供电系统中,接地选线故障会不可避免的发生,对供电系统的安全稳定运行造成严重威胁。因此,接地选线故障定位功能逐渐成为煤矿供电领域的一大研究热点,炮制出了一系列相关技术和方法。
基于接地选线故障定位的背景,本文将从故障的原理、故障定位的技术原理和方法、应用案例等几个方面,系统地阐述接地选线故障定位功能在煤矿供电中的应用。
一、接地选线故障的原理
接地选线故障是指在供电过程中,带电系统的某些设备因外力或其他原因与地缘接触而形成接地,从而引起设备或供电系统其他部件的故障。其主要原因有:设备绝缘失效、人为操作失误、雷击等。
设备绝缘失效是接地选线故障发生的重要因素之一。由于高压设备电气设备的长期使用,设备内部材料老化、绝缘老化、温度过高、潮湿、灰尘等因素导致绝缘层性能下降,使设备变得容易出现漏电,最终导致设备的接地选线故障。
人为操作失误也是接地选线故障的主要原因之一。例如,在工作中受到电压的诱导而误操作设备,误触带电部件等操作失误都会导致设备的接地选线故障发生。
雷击也是导致接地故障的原因之一,尤其是在煤矿的雷区中,雷击较为普遍。雷击和雷电冲击都会使高压设备内部的电子进行过度运动,导致设备的绝缘层受到损坏,使设备发生接地选线故障。
二、故障定位的技术原理和方法
故障定位的可靠性和精度,对于煤矿供电系统的安全运行至关重要。接地选线故障的定位方法有多种,现将主要的技术原理和方法进行简述。
1. 多项式拟合法
多项式拟合法是接地选线故障定位的常用方法之一。该方法的主要原理是:利用故障点前后两个时刻的电压波形,对波形进行多项式拟合,根据波形拟合图的交点来确定故障点的位置。
多项式拟合法的优点是定位精度高,定位时间短,不受线路长度和拓扑形态的影响。但是其缺点也比较明显,系统内部波形干扰较大时会影响定位结果;定位精度受线路电缆端点接地电阻的影响较大。
2. 等效模型法
等效模型法是通过构建传输线等效模型,利用实测电压进行计算来确定故障点位置的方法。该方法将故障点的位置转化为一个求解问题,即通过反演计算而求出。
等效模型法的优点在于对系统的拓扑结构和参数要求不高,且计算复杂度较低,具有较好的定位准确度。但该方法的定位规模较难扩展到复杂的系统中,因为对于多个矛盾的故障点,无法快速区分出是实际的故障点。
3. 时频谱分析法
时频谱分析法是基于信号特征分析的一种定位方法,其基本原理是利用傅里叶变换将信号转化为频域,求出信号的频率、波形及幅值等信息,从而确定故障点的位置。
时频谱分析法的优点在于对干扰波形的抗干扰能力较强,能够估计接地故障的性质并对故障进行准确定位。但缺点是定位过程复杂,影响因素多,对数据质量和采样周期均有较高要求。
三、应用案例
接地选线故障定位功能已成为煤矿供电领域中必不可少的技术支撑之一,在实际生产中得到了广泛应用。以贵州省某煤矿为例,煤矿供电系统共有55个开关柜,其中包括所有的变电站和配电站开关柜。该矿用电系统中发生了接地选线故障故障,导致供电系统发生短路,产生了安全隐患。煤矿供电人员通过接地选线故障定位技术,成功的将故障点定位到了配电站开关柜附近的一个母排上,及时排除了隐患,保证了供电设备的安全稳定运行。
另外,另一家煤矿在系统运行时曾经出现接地选线故障,导致系统出现短路,严重危及了供电系统的正常向日。通过多项式拟合法进行故障定位,最终将故障点定为变电站中的一台高压开关上,快速进行故障排除,确保了煤矿供电系统的安全运行。
四、总结
综上所述,随着煤矿电气化进程的不断加速,接地选线故障定位功能成为确保煤矿用电系统安全、可靠运行的重要技术之一。不同的定位方法和技术在实际应用中有各自的优缺点,合理地选择定位方法和技术,是将接地选线故障定位技术定位到煤矿供电系统运行管理中的一个重要环节。