摘要：煤礦繼電保護(hù)系統(tǒng)是煤礦供電系統(tǒng)中安全運行的重要保障，合理配置煤礦供電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置是保障煤礦電網(wǎng)安全運行的重要條件。本文主要對當(dāng)前礦供電系統(tǒng)中繼保裝置的存在的問題和改進(jìn)做了探討。
　　關(guān)鍵詞：煤礦供電，繼保裝置，改進(jìn)
　　一引言
　　煤礦供電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)作為煤礦電力安全生產(chǎn)體系中的重要環(huán)節(jié)，對確保煤礦電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定以及可靠運行有著重要的作用。供電系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的性能，與其配置和整定密切相關(guān)。因此對煤礦供電網(wǎng)的繼電保護(hù)存在的問題進(jìn)行優(yōu)化，在理論上和實際上都具有重要的意義。
　　二煤礦供電系統(tǒng)中繼保裝置存在的問題分析
　　目前，一般的工業(yè)企業(yè)高壓供電系統(tǒng)中較多采用的是直流操作的定時限過電流保護(hù)和瞬時電流速斷保護(hù)外，近些年來飛速建設(shè)的電網(wǎng)上一般均采用了環(huán)網(wǎng)或手車式高壓開關(guān)柜，繼電保護(hù)方式多為交流操作的反時限過電流保護(hù)裝置。很多重要企業(yè)為雙路6kV/10kV電源、高壓母線分段但不聯(lián)絡(luò)或雖能聯(lián)絡(luò)但不能自動投入。在系統(tǒng)供電的可靠性、故障響應(yīng)的靈敏性、保護(hù)動作的選擇性、切除故障的快速性以及運行方式的靈活性、運行人員的熟練性上都存在著一些急待解決的問題。如圖1所示為一條簡化的煤礦供電系統(tǒng)保護(hù)配置圖。
　　                     
　                                                      　圖1煤礦企業(yè)供電系統(tǒng)現(xiàn)行繼電保護(hù)配置圖
　　由圖中定值與時限的配合，結(jié)合煤礦井下供電的特殊性，可以看出煤礦供電系統(tǒng)線路保護(hù)中存在的主要問題有：
　　㈠目前煤礦采區(qū)變電所的整定原則是確定最遠(yuǎn)端的負(fù)荷性質(zhì)和大小，根據(jù)計算結(jié)果整定供此處負(fù)荷的開關(guān)定值，然后逐級向采區(qū)變電所計算，根據(jù)所供負(fù)荷中功率最大者確定過流保護(hù)定值，以最遠(yuǎn)端的短路電流整定速斷保護(hù)。依次向上逐級配合，速斷保護(hù)和過載保護(hù)的定值和時限從采區(qū)變電所向下逐級降低。
　　㈡煤礦井下供電系統(tǒng)是一個單側(cè)電源輻射狀電網(wǎng)，由于采區(qū)變電所距電源較遠(yuǎn)，中間經(jīng)過的開關(guān)級數(shù)較多，需要較長的時限和較大的定值配合，而電力部門對電源保護(hù)的時限和定值已經(jīng)限定，無法更改，造成給定整定值過小，保護(hù)時限過短，保護(hù)無法配合。
　　㈢煤礦供電系統(tǒng)繼電保護(hù)級數(shù)多，井下供電大都采用銅芯電纜，距離短，阻抗較小，故中央變以下各級短路電流值相差很小，不利于保護(hù)的整定。上圖1所示簡化系統(tǒng)地面至采區(qū)變處的線路保護(hù)就有5級。一般煤礦上級變電所進(jìn)線保護(hù)的時限是固定為1.25，而下級保護(hù)的時限應(yīng)比上級保護(hù)的時限少0.55（或0.75）。由此可見，按每級間保持0.55的時限來計算，根本就不能起到保護(hù)，甚至難以保證在供電線路故障時，出現(xiàn)不越級跳閘的現(xiàn)象。
　　㈣采區(qū)變電所進(jìn)線開關(guān)定值與上一級定值配合，雖在一定程度上增加了保護(hù)的可靠性，但大大降低了選擇性，不符合供電系統(tǒng)對繼電保護(hù)的要求。并且采區(qū)變電所保護(hù)一般采用反時限過流保護(hù)，一直以來沒有進(jìn)行很好的定值配合計算，采區(qū)變電所出線故障時，保護(hù)沒有選擇性。
　　三煤礦供電系統(tǒng)中繼保裝置的改進(jìn)分析
　　㈠繼保裝置中瞬時速斷保護(hù)的優(yōu)化
　　考慮到地面6KV出線開關(guān)的重要性，設(shè)置為三段式保護(hù)，瞬時速斷動作電流按躲過下井線路末端最大三相短路電流來整定，在最小運行方式下發(fā)生兩相短路時，至少具有線路全長約20%的保護(hù)范圍，剩下的80%由限時速斷來解決。中央變電所和采區(qū)變電所的出線開關(guān)，瞬時速斷用常規(guī)的按躲過線路末端最大三相短路電流的整定原則代替原有的按上級速斷保護(hù)的0.9倍進(jìn)行整定的原則。
　　㈡繼保裝置中限時速斷保護(hù)的優(yōu)化
　　根據(jù)煤礦井下電網(wǎng)的特殊情況，各母線間短路電流的差距很小，雖在地面6KV至中央變之間增設(shè)電抗器，中央變之后多級保護(hù)之間動作電流的差距仍不能保證系統(tǒng)縱向的選擇性。為解決這個問題，改變傳統(tǒng)的II段時限與相鄰線路I段時限配合的整定原則，在各出線處II段時限按與相鄰線路出線處II段時限配合的原則進(jìn)行整定；進(jìn)線保護(hù)II段亦與相鄰線路出線處II段進(jìn)行配合。此原則降低了越級跳閘的可能性。優(yōu)化原則是按同一靈敏度系數(shù)法整定，在最小運行方式下線路末端發(fā)生兩相短路時有足夠的靈敏度。
　　㈢繼保裝置中定時限過流保護(hù)的優(yōu)化
　　一般定時限過流保護(hù)均按能躲過正常最大工作電流Icmax整定，但考慮煤礦特點是沒有自啟動現(xiàn)象，故按躲過被保護(hù)線路的尖峰電流Iimax來整定，或用尖峰電流來代替正常最大工作電流。線路尖峰電流的概念是：該線路其它設(shè)備正在以半小時最大負(fù)荷運行，而線路中一臺最大容量的電動機(jī)正在啟動時，在線路中產(chǎn)生的短時最大工作電流。啟動電流倍數(shù)根據(jù)井下防爆電動機(jī)的實際情況可取5~6倍。定時過流要求能保護(hù)全長，故應(yīng)用線路末端最小兩相短路電流來校驗其靈敏度氣，氣應(yīng)不小于1.5。優(yōu)化原則是按躲過尖峰電流計算。
　　㈣繼保裝置中整體配合的優(yōu)化
　　根據(jù)前面分析，考慮到煤礦供電系統(tǒng)的特點，以及井下電纜網(wǎng)絡(luò)發(fā)生短路故障的幾率遠(yuǎn)高于地面6KV架空線路等，總體的線路保護(hù)系統(tǒng)優(yōu)化方案，既要限制井下發(fā)生短路時大電流對上級變電所主變壓器的沖擊，又要兼顧井上、井下保護(hù)動作值的配合，還要考慮全線電壓損失和保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，選擇性等要求。采區(qū)變電所出線保護(hù)保持原有兩段式保護(hù)不變，I段的動作電流突破常規(guī)方法按保護(hù)線路全長處理，但應(yīng)躲過定時過流的動作電流；II段延時改為為0.25。有利于快速切除故障，并能在時限上更好的與上級保護(hù)配合。
　　中央變出線開關(guān)設(shè)置瞬時速斷和具有短階梯時限的限時速斷和定時過流三段式保護(hù)，采區(qū)變電所進(jìn)線保護(hù)II段時限與出線II段配合，動作時限整定為0.45。由于從下井線路到采區(qū)變電所線路上沒有負(fù)荷，同一條線路的出線和進(jìn)線可以整定為同一時限‘每段母線的進(jìn)線和出線的II段保護(hù)時限級差為0.25。在地面6kV出線開關(guān)上設(shè)置三段式電流保護(hù)，定時過流時限與變壓器過流保護(hù)配合，整定為0.95；本級限時速斷整定為0.65，動作電流應(yīng)保護(hù)下井線路的全長(包括電抗器)，本級瞬時速斷按常規(guī)主要保護(hù)下井線路的前段線路。限時速斷動作電流因有電抗器的存在也可以拉開一定的數(shù)值，以使縱向的選擇性更為可靠。
　　
　　
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