浅谈煤矿供电系统继保装置的优化改进
【摘要】煤矿供电系统是整个煤矿生产的动力来源，而继电保护系统是供电系统安全运行的重要保障，因此煤矿继电保护装置应满足可靠性、选择性、速动性和灵敏性四个基本要求，而继电保护的整定原则的优化及计算是确保“四性”的主要手段。
【关键词】供电;整定;优化
Abstract：Coal mine power supply system is the power source of the coal mine production，and relay protection system is an important guarantee of the safe operation of the power supply system，so the coal relay protection device should meet reliability，selectivity，quick acting and sensitivity of the four basic requirements，and relay protection setting principle of optimization and calculation is to ensure that the major means of ＼”four sex＼”.
Key words：The power supply;setting;optimize
1.前言
煤矿供电系统是整个煤矿生产的主要动力源泉，而继电保护是供电系统安全运行的重要保障，它可以保证煤矿电网及负荷安全稳定地运行，并且在其出现事故时能够迅速、准确地切除故障元件。煤矿继电保护装置应满足可靠性、选择性、速动性和灵敏性四个基本要求，而继电保护的整定原则的优化及计算是确保“四性”的主要手段。以地面6KV出线为例进行整定研究。
2.整定原则的优化
2.1 瞬时速断保护的优化
考虑到地面6kV出线开关的重要性，设置为三段式保护，瞬时速断动作电流按躲过下井线路末端最大三相短路电流来整定，在最小运行方式下发生两相短路时，至少具有线路全长约20%的保护范围，剩下的80%由限时速断来解决。变电所和采区变电所的出线开关，瞬时速断用常规的按躲过线路末端最大三相短路电流的整定原则代替原有的按上级速断保护的0.9倍进行整定的原则。虽然由于电缆线路太短，在最小运行方式下线路末端两相短路时保护区很短，但由于Ⅱ段的限时速断保护灵敏度较高，并具有短延时，可以在较短时间内就切除故障，因此不需要I段有很高的灵敏度。变电所和采区变电所的进线开关，考虑到优先保证保护的选择性，不设瞬时速断。
整定原则：按最大运行方式下线路末端三相短路整定。
I’set=KK*Idmax
校验公式：
一般Lb.min.2/L>20%时符合整定要求。
2.2 限时速断保护的优化
根据煤矿井下电网的特殊情况，各母线间短路电流的差距很小，虽在地面6kV至变之间增设电抗器，变之后多级保护之间动作电流的差距仍不能保证系统纵向的选择性。为解决这个问题，改变传统的Ⅱ段时限与相邻线路I段时限配合的整定原则，在各出线处Ⅱ段时限按与相邻线路出线处Ⅱ段时限配合的原则进行整定;进线保护Ⅱ段亦与相邻线路出线处Ⅱ段进行配合。此原则降低了越级跳闸的可能性。
整定原则：按同一灵敏度系数法整定，在最小运行方式下线路末端发生两相短路时有足够的灵敏度。
定值：
式中：I’’set——Ⅱ段限时速断保护一次动作电流;
Id.2.min——最小运行方式下，d2点两相短路电流;
Klm——灵敏系数，取1.5。
校验公式：I’’set>l.5*Iemax
Iemax——-最大负荷电流。
2.3 定时限过流保护的优化
一般定时限过流保护均按能躲过正常最大工作电流Ic.max整定，但考虑煤矿特点是没有自启动现象，故按躲过被保护线路的尖峰电流Iimax来整定，或用尖峰电流来代替正常最大工作电流。线路尖峰电流的概念是：该线路其它设备正在以半小时最大负荷运行，而线路中一台最大容量的电动机正在启动时，在线路中产生的短时最大工作电流。启动电流倍数根据井下防爆电动机的实际情况可取5～6倍。定时过流要求能保护全长，故应用线路末端最小两相短路电流来校验其灵敏度Klm，Klm应不小于1.5。
整定原则：按躲过尖峰电流计算。
定值：
式中，I’’set——Ⅲ段定时限过流保护一次侧定值;
Kk——可靠系数，根据不同继电器类型取值;
Kjx——继电器接线系数;
Iimax——保护线路尖峰电流;
Kf——回系数。
3.整体配合的优化
根据前面分析，考虑到煤矿供电系统的特点，以及井下电缆网络发生短路故障的几率远高于地面6kV架空线路等，总体的线路保护系统优化方案，既要井下发生短路时大电流对上级变电所主变压器的冲击，又要兼顾井上、井下保护动作值的配合，还要考虑全线电压损失和保护系统的可靠性，选择性等要求。采区变电所出线保护保持原有两段式保护不变，I段的动作电流突破常规方法按保护线路全长处理，但应躲过定时过流的动作电流;Ⅱ段延时改为为0.2s。有利于快速切除故障，并能在时限上更好的与上级保护配合。
4.结语
动作于跳闸的继电保护在技术上要满足四个基本要求，即可靠性、选择性、速动性和灵敏性。这四个基本要求是评价和研究继电保护性能的基础。继电保护的科学研究、设计、制造和运行的大部分工作也是围绕如何处理好这四者的辨证统一关系进行的。
参考文献
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