煤礦10kV變電所繼電保護整定方法探析

張鵬飛（山東省天安礦業集團有限公司,山東　嘉祥　272400）

煤礦10kV變電所繼電保護整定方法探析

張鵬飛
（山東省天安礦業集團有限公司,山東嘉祥272400）

繼電保護裝置是保證煤礦安全供電的重要工具,能夠在煤礦供電系統出現故障時迅速、準確地切除故障元件,保證煤礦電網安全穩定的運行。煤礦繼電保護裝置應滿足可靠性、靈敏性、選擇性和速動性這4個基本要求,而繼電保護計算是確保滿足這四個要求的主要手段之一，本文結合工程實際，詳細介紹了煤礦10kV變電所繼電保護整定的方法，對今后煤礦企業繼電保護整定計算具有一定的借鑒意義。

變電所；繼電保護；供電系統

0　工程概況

該10kV變電所是煤礦一風井變電所，雙回路供電，一用一備，分別引自上級變電所的不同母線段，主要負荷有兩臺風機及兩臺變壓器，風機及變壓器均為一用一備。

1　短路電流計算

1.1 10kV變電所短路參數

該礦上級10kV變電所母線處短路參數如下：

最大運行方式下的短路容量：55.9MVA，短路電流：3.074kA；最小運行方式下的短路容量：46.4MVA，短路電流：2.554kA；基準容量取100MVA。

1.2電抗計算

（1）系統電抗

1.3 10kV母線處短路電流計算

（1）最大運行方式下10kV母線處的三相短路超瞬態電流

（2）最大運行方式下10kV母線處的短路容量

（3）最小運行方式下10kV母線處的三相短路超瞬態電流

（4）最小運行方式下10kV母線處的短路容量

（5）最小運行方式下10kV母線處的兩相短路超瞬態電流

1.4 變壓器低壓側短路電流計算

變壓器型號SCB1010/0.4kV630kVAD,yn11

變壓器的阻抗平均值（歸算到400V側）為:

（1）最大運行方式下

變壓器高壓側系統阻抗（歸算到400V側）

變壓器低壓網絡三相短路電流變壓器低壓網絡三相短路電流

最小運行方式下，變壓器低壓網絡三相短路電流為12.22kA，流過高壓側的短路電流為282.2A；

2　繼電保護整定計算

2.1 進線柜繼電保護整定

變電所兩回路進線供電負荷相同，平時為一用一備，供電給一臺風機和一臺變壓器。風機的容量為2×355kW（分1、2級主電機，同時工作不同時啟動），功率因數為0.85，額定電流為24.1A，啟動倍數定為6；變壓器的容量為630kVA，高壓側的額定電流為36.4A，計算電流為29A；電流互感器的變比為150/5A。（可靠系數）：用于過電流保護時取1.2，用于電流速斷保護時取1.3；(接線系數)：取1；（線路過負荷電流）；（繼電器返回系數）：取0.85；（電流互感器變比）：取30。

保護裝置一次動作電流

保護裝置靈敏系數

取動作時間1s。

（2）帶時限電流速斷保護

取整數22A

保護裝置的一次動作電流

保護裝置靈敏系數

取動作時間：0.4s。

2.2 變壓器柜（3AH柜、17AH柜）繼電保護整定

變壓器的容量為630kVA，高壓側的額定電流為36.4A，計算電流為48A（按負荷率80%計算）；電流互感變比為75/5A。（可靠系數）：用于過電流保護時取1.2，用于電流速斷保護時取1.3；(接線系數)：取1；（變壓器高壓側額定電流）36.4A；（繼電器返回系數）：取0.85；（電流互感器變比）：取25；（過負荷系數）：取3。

（1）過電流保護

取整數10A。

保護裝置一次動作電流

保護裝置靈敏系數

取動作時間0.7s。

瞬動電流倍數（電流速斷保護裝置動作電流與過電流保護裝置動作電流之比）為25÷10=2.5，取3倍。

保護裝置的一次動作電流

保護裝置的靈敏系數

2.3 風機柜繼電保護整定

風機單級電機的容量為355kW，功率因數為0.8，額定電流為25.6A，電流互感器的變比為50/5A。（可靠系數）：用于電流速斷保護時取1.4；(接線系數)：取1；（電動機額定電流）；

（1）電流速斷保護

保護裝置的一次動作電流

保護裝置的靈敏系數

（2）低電壓保護

電壓整定值取額定電壓的70%，動作時間取0.5s。

2.4母聯柜（9AH柜）繼電保護整定

（1）過電流保護

保護裝置的動作電流（應躲過任一母線段的最大負荷電流）

保護裝置的一次動作電流

最大運行方式下，變壓器低壓網絡三相短路電流為12.62kA，流過高壓側的短路電流為291.5A；

（2）最小運行方式下

變壓器高壓側系統阻抗（歸算到400V側）

保護裝置的靈敏系數

取動作時間：1s。

3　結語

本文詳細介紹了礦井10kV變電所繼電保護整定計算方法，正確的計算保護定值可以避免因電氣設備繼電保護裝置整定值不合適而造成的越級跳閘事故，提高煤礦供電的安全性和可靠性,對煤礦電網的安全穩定運行具有極其重要的現實意義。

張鵬飛（1985-），男，山東濰坊人。2008年畢業于山東科技大學電氣工程及其自動化專業，本科。助理工程師，從事煤礦機電技術管理工作。