论文部分内容阅读
【摘要】结合本单位井下高压供电系统的实际情况，就继电保护如何配置、计算、管理提出自己的一些看法。
【关键词】煤矿；供电系统；继电保护
煤矿井下供电系统是煤矿供电系统的一部分，它能否安全、稳定、可靠的运行，关系到整个矿井的安全生产和职工的人身安全。煤矿井下任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。
1.继电保护的概念和基本要求
1.1当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求（如保持电力系统的暂态稳定性等）。
1.2反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同（例如有无经常值班人员）发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行而会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置容许带一定的延时动作。
1.3电力系统发生短路故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压间相位角改变等特征。利用这些基本参数在故障与正常运行时的差别，就可以构成各种不同原理的继电保护装置。
1.4对电力系统继电保护的基本性能要求有可靠性、选择性、快速性、灵敏性。这些要求之间，有的相辅相成，有的是相互制约，需要针对不同的使用条件，分别地进行协调。
2.正确配置继电保护装置
成庄矿井下变电所高压配置的是上海山源公司制造的ZBT-11型高开综合保护器。该保护器采用三段式过流保护、反时限保护、漏电保护、过电压保护、低电压保护等。三段式过流保护包括电流速断保护、限时速断保护、过载保护。电流速断也称作过流I段，限时速断也称作过流II段，过载保护也称作过流III段。通常来讲，过流I段用作短路保护，过流II段用作后备保护，过流III段用作过载保护。反时限保护主要用于电动机保护。两段式漏电保护主要是为了实现先告警后跳闸。漏电保护可以用很小的定值用于告警，漏电保护可以设以较大的定值，并且设置投跳闸。
2.1根据成庄矿井下供电系统的实际情况，终端线路即盘区变电所的出线只投入短路保护（过流I段）和限时速断（保护过流II段）或者过载保护（过流III段），而电源进出线，需要上下级配合，以防止越级跳闸，投过流保护（过流II段）和过载保护（过流III段）。由于保护器中过流II段和过流III段没有本质区别，终端线路及盘区变电所出线投入电流速断保护（过流I段）的情况下，过流II段和过流III段都可作为过载保护来投入。
2.2两段式漏电保护主要是为了实现先告警后跳闸。由于该保护器漏电保护没有延时，所以在实际应用中，漏电保护投入一个小定值用于告警，而漏电告警则设一个较大的定值（带延时）用于跳闸。根据成庄矿井下漏电实际情况，按照每公里1A-1.5A进行整定漏电跳闸。
2.3反时限保护主要用于电动机的过载保护，应用较少，在成庄矿井下，主要是盘区水泵和中央水泵房设置反时限保护。
2.4电压保护实际运用中，过电压保护一般设置为115A，投跳闸；低电压保护一般设置为65A，重要负荷如主扇则设置为45A，投跳闸，进线不投低电压保护；零序过压保护设置30A，10S延时，不投跳闸；绝缘监视主要用于风电、瓦斯电闭锁，投跳闸。
3.继电保护的计算
继电保护整定值的计算包括短路和过载两部分，短路电流往往会有电弧产生，它不仅能烧坏故障元件本身，也可能烧坏四周设备和伤害四周人员。所以短路电流的合理整定计算是继电保护的重中之重，下面着重探讨短路电流的计算。
3.1短路保护的整定原则
对高压系统来说，一般采用标幺值计算短路电流，标幺值可以使复杂的关系和过程简单化，使计算工作变得简单容易。
从上式可以看出，标幺值是相对值，是为了计算时消除电压等级障碍而采用的一种简化方法，计算结果必须还原成有名值后才能应用。
3.2基准值的选取
根据成庄矿供电系统的实际情况，一般认为系统为三相无限大电源，基准容量选取100MVA，基准电压选取6.3kV，基准电流选取9.16kA。
3.2.1短路过程中电源频率是不变的
3.2.2短路过程中电源的端电压是不变的
3.2.3短路过程中，短路电流的周期分量保持不变，即短路电流不衰减
3.3电抗标幺值选取
一个完整的高压供电系统一般情况都是由电缆和变压器组成，电抗值计算如下
变压器
电缆
当电压为6kV时，X=0.08
3.4根据上述介绍可以将短路电流计算公式进行简化
4.加强继电保护管理
4.1成庄矿机电科分管全矿机电保护工作，设置有专职继电保护技术人员，定期检查校验高压定值，发现问题及时处理。
4.2区队负责本单位分管范围内的继电保护设备维护工作。
4.3每年供电系统春检时，由机电科对所有高压开关进行继电保护整定计算，并下发定值单，负荷变更时，及时下发定值单。定值单一式两份，电力调度一份，现场存放一份。
4.4井下变电所每个高开的保护器设置密码，只有负责人才可以调整定值。对于新安装工作面或者负荷改变的情况下由电力调度根据定值单设置情况从地面远方调整定值，并要求配电运行人员现场核实一遍，该高开方可投入运行。
5.结束语
近年来，成庄矿对继电保护整定工作实行三级管理，即每张定值单上面都有计算、审核、批准三级签字，签字齐全该定值单方可生效。进线定值的计算都与供电公司下发的定值单配合整定，避免越级跳闸事故的发生，并定期进行整定计算，使继电保护做到了安全、可靠运行，没有发生误动作或拒动现象，为矿井供电安全提供了保障，保证电网安全稳定运行。
参考文献
[1]吴荣光.煤矿电工手册第二分册.北京：煤炭工业出版社，1997
[2]刘学军.继电保护原理.中国电力出版社，2007
[3]丁毓山，赵作述.继电保护工.中国水利水电出版社，1999
[4]中国煤炭教育协会职业教育教材变身委员会.矿山电工学.北京：煤炭工业出版社，2009
作者简介
卫小兵（1983-），男，助理工程师，2005年7月毕业于中北大学自动化专业，现在晋城煤业集团成庄矿机电科从事机电管理工作。
【关键词】煤矿；供电系统；继电保护
煤矿井下供电系统是煤矿供电系统的一部分，它能否安全、稳定、可靠的运行，关系到整个矿井的安全生产和职工的人身安全。煤矿井下任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。
1.继电保护的概念和基本要求
1.1当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求（如保持电力系统的暂态稳定性等）。
1.2反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同（例如有无经常值班人员）发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行而会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置容许带一定的延时动作。
1.3电力系统发生短路故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压间相位角改变等特征。利用这些基本参数在故障与正常运行时的差别，就可以构成各种不同原理的继电保护装置。
1.4对电力系统继电保护的基本性能要求有可靠性、选择性、快速性、灵敏性。这些要求之间，有的相辅相成，有的是相互制约，需要针对不同的使用条件，分别地进行协调。
2.正确配置继电保护装置
成庄矿井下变电所高压配置的是上海山源公司制造的ZBT-11型高开综合保护器。该保护器采用三段式过流保护、反时限保护、漏电保护、过电压保护、低电压保护等。三段式过流保护包括电流速断保护、限时速断保护、过载保护。电流速断也称作过流I段，限时速断也称作过流II段，过载保护也称作过流III段。通常来讲，过流I段用作短路保护，过流II段用作后备保护，过流III段用作过载保护。反时限保护主要用于电动机保护。两段式漏电保护主要是为了实现先告警后跳闸。漏电保护可以用很小的定值用于告警，漏电保护可以设以较大的定值，并且设置投跳闸。
2.1根据成庄矿井下供电系统的实际情况，终端线路即盘区变电所的出线只投入短路保护（过流I段）和限时速断（保护过流II段）或者过载保护（过流III段），而电源进出线，需要上下级配合，以防止越级跳闸，投过流保护（过流II段）和过载保护（过流III段）。由于保护器中过流II段和过流III段没有本质区别，终端线路及盘区变电所出线投入电流速断保护（过流I段）的情况下，过流II段和过流III段都可作为过载保护来投入。
2.2两段式漏电保护主要是为了实现先告警后跳闸。由于该保护器漏电保护没有延时，所以在实际应用中，漏电保护投入一个小定值用于告警，而漏电告警则设一个较大的定值（带延时）用于跳闸。根据成庄矿井下漏电实际情况，按照每公里1A-1.5A进行整定漏电跳闸。
2.3反时限保护主要用于电动机的过载保护，应用较少，在成庄矿井下，主要是盘区水泵和中央水泵房设置反时限保护。
2.4电压保护实际运用中，过电压保护一般设置为115A，投跳闸；低电压保护一般设置为65A，重要负荷如主扇则设置为45A，投跳闸，进线不投低电压保护；零序过压保护设置30A，10S延时，不投跳闸；绝缘监视主要用于风电、瓦斯电闭锁，投跳闸。
3.继电保护的计算
继电保护整定值的计算包括短路和过载两部分，短路电流往往会有电弧产生，它不仅能烧坏故障元件本身，也可能烧坏四周设备和伤害四周人员。所以短路电流的合理整定计算是继电保护的重中之重，下面着重探讨短路电流的计算。
3.1短路保护的整定原则
对高压系统来说，一般采用标幺值计算短路电流，标幺值可以使复杂的关系和过程简单化，使计算工作变得简单容易。
从上式可以看出，标幺值是相对值，是为了计算时消除电压等级障碍而采用的一种简化方法，计算结果必须还原成有名值后才能应用。
3.2基准值的选取
根据成庄矿供电系统的实际情况，一般认为系统为三相无限大电源，基准容量选取100MVA，基准电压选取6.3kV，基准电流选取9.16kA。
3.2.1短路过程中电源频率是不变的
3.2.2短路过程中电源的端电压是不变的
3.2.3短路过程中，短路电流的周期分量保持不变，即短路电流不衰减
3.3电抗标幺值选取
一个完整的高压供电系统一般情况都是由电缆和变压器组成，电抗值计算如下
变压器
电缆
当电压为6kV时，X=0.08
3.4根据上述介绍可以将短路电流计算公式进行简化
4.加强继电保护管理
4.1成庄矿机电科分管全矿机电保护工作，设置有专职继电保护技术人员，定期检查校验高压定值，发现问题及时处理。
4.2区队负责本单位分管范围内的继电保护设备维护工作。
4.3每年供电系统春检时，由机电科对所有高压开关进行继电保护整定计算，并下发定值单，负荷变更时，及时下发定值单。定值单一式两份，电力调度一份，现场存放一份。
4.4井下变电所每个高开的保护器设置密码，只有负责人才可以调整定值。对于新安装工作面或者负荷改变的情况下由电力调度根据定值单设置情况从地面远方调整定值，并要求配电运行人员现场核实一遍，该高开方可投入运行。
5.结束语
近年来，成庄矿对继电保护整定工作实行三级管理，即每张定值单上面都有计算、审核、批准三级签字，签字齐全该定值单方可生效。进线定值的计算都与供电公司下发的定值单配合整定，避免越级跳闸事故的发生，并定期进行整定计算，使继电保护做到了安全、可靠运行，没有发生误动作或拒动现象，为矿井供电安全提供了保障，保证电网安全稳定运行。
参考文献
[1]吴荣光.煤矿电工手册第二分册.北京：煤炭工业出版社，1997
[2]刘学军.继电保护原理.中国电力出版社，2007
[3]丁毓山，赵作述.继电保护工.中国水利水电出版社，1999
[4]中国煤炭教育协会职业教育教材变身委员会.矿山电工学.北京：煤炭工业出版社，2009
作者简介
卫小兵（1983-），男，助理工程师，2005年7月毕业于中北大学自动化专业，现在晋城煤业集团成庄矿机电科从事机电管理工作。