煤礦6kV供電系統繼電保護的設置與管理

王天保

摘要：隨著我國煤礦工業的快速發展，煤礦井下安全事故頻繁發生，面對越來越高的安全事故，井下工人越來越重視井下安全作業，尤其是井下供電系統的安全保護。煤礦供電系統運行中可能出現異常工況。為了保證安全可靠的用電，供電系統應配備繼電保護裝置，這是重要的地下系統設備，它直接影響地下供電系統的安全性和可靠性，對快速、可靠、靈敏的繼電保護裝置提出了更高的要求。

關鍵詞：煤礦；供電系統；繼電保護；設置；管理

1 正確配備繼電保護裝置

繼電保護應根據煤礦電力系統的接線和運行特點選配。煤礦6kV供電系統規定是小接地電流系統，因此，通常只裝設相間短路保護裝置和單相接地高壓漏電保護裝置。由于井下生產條件的特殊性，低壓供電系統也必須按有關規定，根據簡單、可靠的原則裝設必要的繼電保護。

1.1地面變電所

根據簡單、可靠的原則，一般情況下煤礦6kV地面變（配）電所的繼電保護配置有：

（1）電源進線：過電流保護；

（2）饋出線路：①過電流保護；②電流速斷保護；③有選擇性的檢漏保護。

（3）配電變壓器：①180kV以下一次側可采用熔斷器做短路保護，二次側裝設自動空氣開關改善單相短路保護；②180-320kV，一次側可用熔斷器做多相短路保護；二次側采用零序過電流做單相短路保護；③400kV以上一次側采用過電流及電流速斷保護；二次側采用零序過流保護1000kVA及以上設瓦斯保護。

（4）電力電容器：！電力電容器和斷路器之間應裝設電流速斷保護；"電力電容器內部故障，過去多采用每臺或每組電容器裝設熔斷器保護，運行證明該保護存在一定問題，宜采用差流式或橫差保護。

（5）母線：①帶時限的過電流保護；②電流速斷保護。

1.2井下變（配）電所斷電保護

（1）高壓饋出線：①當采用GL型斷電器時，采用過電流保護，電流速斷保護。當采用瞬時動作過流脫扣器時，只需過電流保護；②失壓保護；③漏電保護。

（2）低壓饋出線：①過電流保護；②檢漏保護。

2 繼電保護整定方案的合理確定

繼電保護整定值的計算包括系統短路電流和保護整定值兩部分，計算應依據電網系統和煤礦供電網絡的實際情況，使保護動作應滿足選擇性、快速性、靈敏性和可靠性的基本要求，綜合分析全部數據后進行確定。確定整定方案有以下關鍵性問題。

2.1運行方式

為了使得煤礦供電能夠安全運行，一般情況下，變電所的母線采取分段運行，電源線則采取分裂運行的方式，這里值得一提的是，應該想到的是如果其中的一條回路出現了故障，電流該如何分配。所以，對于兩個回路的電源線路的變電所，繼電保護的整定計算是按照其變電所總負荷電流進行的。而對于三回路電源線路，但其中任何一條回路出現故障時，而其余的兩條回路由于其電流的負荷分配的不均衡，使得每條回路的繼電保護計算依據是所負電流的60%進行。

2.2過電流保護可靠系數及負荷電流的選取

過電流保護的動作電流也就是繼電器動作的最小電流。它必須滿足兩個條件：①在設備正常運行時，保護裝置不動作，在線路輸送最大負荷電流時，該裝置也不動作；②保護裝置i外部故障切除后應能可靠地返回到原始位置。

2.2.1繼電保護的配合

時限的配合：時限級差按繼電器類型選取。在實際中有的變電所距電源較遠，中間經過的開關級數較多，電力部門又不同意增加電源保護的時限。為解決此問題，在開關跳閘又不能擴大停電范圍的條件下，計算中可適當合并，減少級數。其結果，在網絡的某一段失去了選擇性時，網絡的整體仍具有選擇性。經現場應用證明該辦法是可行的。

2.2.2瞬時電流速斷保護的整定值

過電流保護裝置為保證有選擇性的動作，其整定時限必須逐級增加一個時間，越靠近電源端外，短路電流越大，而保護動作時限卻加長。這種情況對于切除靠近電源端的故障是不允許的。為了克服這一缺點，可采用電流速斷保護裝置。電流速斷保護是瞬時動作的過電流保護，其動作時限僅僅為繼電器本身固有的時間。它的選擇性不是依靠時限，而是依靠選擇適當的動作電流來解決。

2.2.3靈敏度校驗

根據被保護變壓器一次側最小兩相短路電流進行校驗。在實際計算中，由于考慮了上下保護的協調性、短路電流的計算誤差、礦井繼電保護管理等因素，為了保證電流速斷保護的可靠性，實際整定值可以小于計算值，即電流速斷保護范圍可以擴展到被保護線路端和下保護之間沒有選擇的動作。運行經驗證明，這也保證了安全供電。

3 繼電保護的檢驗

（1）新裝繼電保護裝置雖在出廠時，已經過檢驗，但由于運輸中的振動及包裝不良引起的元件損壞，受潮等原因，對新裝電氣設備的繼電保護，必須進行全面的檢驗。

（2）運行中的繼電保護由于設備運行狀態的多次變化和工作環境的影響，必須定期進行檢驗，按規定，一般為一年對繼電保護進行一次預防性試驗。根據現場繼電保護動作的實際情況，對重要部位的繼電保護應適當增加實驗次數，繼電保護定值的調整必須經工程技術人員的核算后方可調定。

（3）對不具備防爆防潮性能的通用型試驗設備，在井下的中央變電所進行繼電保護檢驗時制定安全措施，采區變電所高壓防爆開關的繼電保護全部項目的定期檢修可結合開關大修時在地面進行，單項檢驗在有安全措施的情況下在井下進行。

4 加強日常管理

將定期校驗和日常管理結合起來，才能保證安全供電。

（1）對繼電保護管理要包制到人，經常檢查。

（2）制定繼電保護技術人員及專責電工崗位責任制，確保機電保護管理工作的落實。

（3）要注意繼電保護技術資料的管理。

（4）搞好繼電保護維護，每季度檢查調整1次。在設備安裝、移動、檢修時以及事故后，同時也要對繼電保護進行檢查，值班人員的日常檢查，也要包括繼電保護。

5 結語

電氣工程及其自動化專業的廣泛應用是中國經濟發展水平的重要標志，電氣自動化逐漸成為各行各業發展的基礎，尤其是繼電器的廣泛應用，進一步反映了人們對自動化設備的高要求，尤其是煤礦井下用電的安全運行。有必要有效提高煤礦電力系統的安全性和可靠性，繼電保護裝置的科學合理配置是保證井下順利運行的關鍵。

參考文獻：

[1]王宇。煤礦6kV供電系統諧波綜合治理措施探討[J]。科技與企業，2012（09）：132.

（作者單位：黑龍江龍煤雙鴨山礦業有限責任公司東榮三礦機電運輸科）