隨著科技的發展，煤礦設備自動化程度的不斷提高，煤礦生產中對供電安全的要求越來越高，各煤礦企業對繼電保護整定工作日益重視，越發認識到制定一套適合于煤礦生產實際情況的繼電保護整定方法的必要性與重要性。

　　【摘要】本文介紹了煤礦井下繼電保護的基本任務與要求，通過對錢家營礦井下三采區變電所變壓器短路電流的計算、繼電保護的整定，針對性的提出了煤礦井下采區變電所開關繼電保護的方法。

　　【關鍵詞】論文發表網,變壓器,短路電流,繼電保護

　　Abstract： This paper describes the coal mine and the protection of the basic tasks required by the calculation Third District Substation Qianjiaying mine under short-circuit current of the transformer， relay tuning， targeted coal mine proposed mining area substation relay protection switching method.

　　Keywords： transformers，short circuit current，relay protection

　　1、前言

　　煤礦井下和一般的10kV配電網有很大的區別，井下的電網以單端輻射狀供電為主，高壓短線路較多，負荷與供電結構需要經常地變動，同時煤礦生產的工作條件具有特殊性，其主要負荷集中在井下，井下空氣濕度大，瓦斯積聚、屬于易燃易爆場所。發生短路故障時可能造成主通風停止運轉，井下有害氣體的大量聚集，礦井主排水設備停止運轉，在涌水量大的礦井中會造成淹井事故。所以煤礦企業的供電和電氣設備與普通電力用戶相比有其特殊地方，為保證礦井安全生產，就必須采取措施，確保礦井中主要機電設備供電的不中斷，因此對繼電保護有更高的要求。

　　2、煤礦繼電保護的基本任務與基本要求

　　(1)基本任務

　　通過繼電保護裝置對供電系統的運行情況進行實時的掌握，一旦出現電力系統運行故障或者是其它的異常的情況。通過繼電保護裝置對發生故障的電路元件附近的電路進行跳閘，將電路切斷，來實現對其它電路的保護，合理的繼電保護整定能有效的預防越級跳閘，縮小事故影響范圍。同時當電力系統出現異常時，能夠及時的發出告警信號，使工作人員迅速的采取應對措施，能夠有效的防止異常情況擴展成為嚴重的故障，確保供電系統在最短的時間內恢復工作的穩定性，減少異常情況對供電系統的影響。

　　(2)基本要求

　　①動作的可靠性。要求保護裝置處于良好狀態，隨時準備動作。保護裝置的誤動作是造成正常情況下停電、事故情況下擴大事故的直接根源，因此必須避免，即不誤動、不拒動。

　　②動作的選擇性。選擇性是指當電力系統發生故障時，繼電保護裝置應該有選擇性地切除故障部分，讓非故障部分繼續運行，使停電范圍盡量縮小。首先由故障線路或元件本身的保護切除故障，當保護或開關拒動時，才允許相鄰保護動作。

　　③動作的靈敏性。反映保護裝置的靈敏程度叫靈敏性，習慣上常叫靈敏度。

　　④動作的速動性。短路故障引起電流的增大、電壓的降低，要求保護裝置能夠快速地斷開故障，有利于減輕設備的損壞程度，為負荷創造盡快恢復的條件。

　　3、變壓器繼電保護的整定

　　現以三采變電所15#高爆所帶變壓器為例計算(如下圖)，首先計算遠點變壓器(1397溜子)繼電保護。

　　(1)短路電流的計算

　　①系統最大運行方式阻抗：Xmax=0.7349。最小運行方式阻抗Xmin=1.5462

　　基準容量：Sb=1000MVA，基準電壓Ub=6.3kV，基準電流Ib= 91.64kA

　　主變容量：Sn=20000KVA，主變短路組抗百分比：Ud%=10.53%

　　主變電抗：Xb=(Ud%×Sb)/Sn=5.265

　　110KV變電站至三采變電所15#高爆處高壓電纜阻抗標幺值：

　　MYJV42 240mm2(600米)+MYJV22 240mm2(3600米)=4200米

　　Z1=R*+JX*=(Sb×L)/(Ub2×γ×S)+j(Sb×Xb×L)/Ub2

　　= 0.47538L/S+j2.01562L (銅芯20℃)

　　=8.3192+j8.4656

　　式中 L ――電纜長度m。S ――電纜截面積 mm2 。Xb――電纜平均單位電抗(3～10KV，0.08Ω /KM)。γ――電導率(20℃：銅：γ=53 m/Ω*mm2)

　　三采變電所15#高爆至1397干變高壓電纜阻抗標幺值：

　　MVV32 35mm2(950米)

　　Z2=12.9032+j1.9148

　　1397干變為：KBSG-500KVA，Ud1=4.01%

　　Z3= Xb=(Ud%×Sb)/Sn=80.2

　　②三采變電所15#高爆進線側短路

　　最大運行方式：I1k・max=Ib/(Xmax+Xb+Z1)=5.4907kA，I1k2・max=0.866 I1k3・max=4.7549 kA

　　最小運行方式：I1k3・min= Ib/(Xmin+Xb+Z1)=5.2682kA，I1k2・min=0.866 I1k3・min =4.5622kA

　　③1397溜子干變低壓側短路

　　最大運行方式：I2k3・max= Ib/(Xmax+Xb+Z1+Z2+Z3)=0.9268 kA， 　　I2k2・max=0.866 I2k3・max =0.8026 kA

　　最小運行方式：I2k3・min=Ib/(Xmin+Xb+ Z1+Z2+Z3)=0.9194 kA，

　　I2k2.min=0.866 I2k3・min =0.7962 kA

　　(2)單代1397溜子(500KVA變壓器)保護整定

　　電流速斷保護：Iop・k=KrelKjxI2k3max/nTA=1.3×1×0.9268/60=20.08A，取20A

　　靈敏系數校驗：Ksen= I1k2.min/Iop=3.8>2，校驗合格

　　過電流保護：Iop・k=KrelKjxKghI1rT/nTA=1.3×1×1.3×48.2/60=1.36A，取1.3A

　　靈敏系數校驗：Ksen=I2k2.min/Iop=10.2>1.5，校驗合格，時間取0.5秒

　　反時限過流：Iop・k =Kjx I1rT/nTA=0.8A，時間系數：0.3(2倍額定電流時3秒動作)

　　取一般反時限：

　　(3)存在的問題：

　　由于井下供電的特殊性，很多變電所一臺開關代2～3臺變壓器，而變壓器的保護定值的整定將存在困難。

　　如本例中當選擇保護遠點500KVA變壓器時，630KVA近點變壓器將存在速斷值過小，開關誤動作情況。而且開關反時限過流保護中的I1rT如果選擇兩臺變壓器額定電流之和，將導致單臺變壓器過載時開關無法保護，變壓器長期過負荷絕緣損壞，最終燒毀變壓器。

　　根據井下長期繼電保護的經驗對開關繼電保護做如下調整將滿足現場保護需要。

　　①精確核準變壓器所帶負荷，計算低壓負荷容量，分析電機啟動特性。實際井下變壓器一般負載率都低于70%，采掘工作面負荷電機容量一般250KW以下。對速斷值可以降低，盡量滿足遠點小容量變壓器保護要求。

　　②反時限過流保護可以投報警、跳閘，報警值以保護小容量變壓器，跳閘值必須躲開單臺大電機啟動電流。

　　③三采變電所15高爆整定值如下：

　　速斷取700A(參考變壓器低壓側兩相短路電流)，Iop・k=700/60=11.67A，取11A

　　限時速斷取1.3A，0.5S

　　反時限報警取0.8A，時間系數0.3

　　反時限跳閘取1.9A，時間常數0.3

　　實際運行中若電機經常過載，可以對反時限定值進行調整，確保不誤動作。

　　4、結論

　　錢家營礦井下開關自改造3年來，井下高爆開關已全部實現微機智能保護，供電系統遠程自動化，這些給繼電保護工作創造了很多有利條件。但由于井下供電系統的特殊性，線路短，單條線路上有多級配電室，井下負荷變化頻繁，繼電保護工作仍有困難。如果做到預防越級跳閘，開關動作可靠，必須對井下電纜、開關、變壓器、低壓負荷、負荷啟動特性等有非常詳細的記錄與分析，繼電保護必須隨著負荷的變化及時更新，充分的總結各種故障經驗，確保供電系統的安全。

　　參考文獻

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