矿用隔爆高压真空配电装置过流整定方法研究

季晓军

摘要：随着首采工作面不断投入运行，导致采区变电所、中央变电所高压真空配电装置频繁跳闸，甚至越级跳闸，进而在一定程度上影响了工作的生产的顺利进行，在这种情况下，需要对其跳闸原因进行研究分析，进而确保煤矿生产顺利进行。

关键词：过流保护 智能保护器 整定计算

1 问题产生

平煤公司五家矿进行改扩建后，实现了综采综放综掘，井下高压供电系统为：6kV入井电缆→地面井下中央变电所6kV→高压电缆→采区变电所→6kV高压电缆→矿用变压器或移动变电站。随着首采工作面的投产，采区变电所和中央变电所高压真空配电装置频繁出现跳闸甚至越级跳闸，故障现象均为短路或过负荷，而供电系统实际运行中并没有短路事故，证明开关继电保护没有起到应有的作用。

继电保护的任务是：①能自动地、迅速地借助于断路器将故障部分从供电系统中切除，减轻故障危害，防止故障蔓延；②根据运行维护条件，确定保护是作用于信号还是跳闸。而对继电保护的基本要求是：选择性、快速性、灵敏性和可靠性。所以，高开继保频繁跳闸和越级跳闸，证明继保整定存在问题。

2 问题查找

通过重新审查供电设计、现场检查高压配电装置和翻阅高压配电装置说明书，发现整定计算时，机电区技术员使用的计算公式还是早先使用的旧公式，整定也是按早先GL型继电器来进行，而现在的高压配电装置都是电脑综合保护了，而且不同型号的高压配电装置电脑综合保护整定的方法还不一样，出现定值过大或过小，导致问题产生。

目前本矿共计有4种高压配电装置，分别是PB3-

6GA型、BGP43-6/630A型、PBG-630/10（6）Y型和PJG-630/10（6）Y型，其中PB3-6GA型较古老，装有瞬时动作的过电流继电器，已经被淘汰，后三种是新型的永磁机构真空断路器，电脑综合保护的高压真空配电装置，查阅使用说明书得知：

2.1 BGP43-6/630A型高压配电装置所用的智能开关监控保护装置为SDZB-G10.31B型，过流保护技术参数为：

①短路保护动作电流值按电流互感器二次电流（5A）的1.6倍、2.0倍、3.0倍、4.0倍、5.0倍、6.0倍、8.0倍、10.0倍分级整定。

②过载整定分档可调，标称值分别为配电装置额定工作电流的0.2倍、0.3倍、0.4倍、0.5倍、0.6倍、0.7倍、0.8倍、0.9倍、1.0倍、1.2倍、1.4倍。负载电流超过过载电流标称整定值1.1倍报警并开始反时限延时。

值得注意的是，在该型开关的保护中，过载保护整定时，负载的额定工作电流（计算电流）以高压配电装置的额定电流倍数整定。

2.2 PBG-630/10（6）Y型高压配电装置的电脑综合保护器型号为SDIB-G10.31C型。过流保护技术参数为：

①短路保护动作电流值换电流互感器二次电流（5A）的1.6、2.0倍、3.0倍、4.0倍、5.0倍、6.0倍、8.0倍、10.0倍分级整定。

②过载保护按电流互感器5A的0.2、0.3、0.4、0.6、0.8、1.2、1.4倍分级整定，进行定时限及反时限保护。

2.3 PJG-630/10（6）Y型高压配电装置使用的智能开关监控保护装置为ZKJB-2000型，其过流保护功能有短路保护、两段式定时限过流保护、反时限过流保护、三段式零序过流保护，其过流保护整定分为短路、过流和过载三种，动作值整定方法均按下式计算Idz=Io·Kb/Ci

Idz——保护整定值；Io——额定电流；Kb——整定倍数；Ci——电流互感器变比。

3 整定计算

3.1 13#高压配电装置为BGP43-6/630A型、其所带负荷为KBSG-630/6/1.2型变压器，电流互感器变比200/5A，对于变压器的继电保护过载保护计算使用变压器的额定一次测电流，短路保护使用低压侧三相短路电流周期分量的有效值。但在实际使用中变压器不会满载，本台变压器实际运行时负荷率β=450/630=0.714=71.4%，所以在整定中，过载保护使用变压器的实际负荷计算电流，短路保护使用按躲开最大一台电机的启动电流加上其他电机的运转电流来整定。

①过载整定

Iop≥K.Id=56A

K——最大电流系数；Id——实际计算电流。

200A×0.3=60A>56A，所以取该保护器的0.3倍整定，过载反延时整定档位为1档，2倍整定电流跳闸时间11-12秒。

②短路整定

Idz≥k×Idmax/kb×ki=1.3×1160/5×40=7.54A

Idmax——最大启动电流；Kb——电压互感器变压比

5×1.6=8A>7.54A 所以短路整定为1.6倍

按变压器二次出现现端两相短路电流周期分量有效值校验：

Ke=Id1（2）/Kb·ki·Idz=4800/5×40×8=3>1.5 满足要求

Id1（2）——变压器二次出线端两相短路电流周期分量有效值。

3.2 9#高压隔爆配电装置为PJG-200/6Y型，所带负荷为综采工作面轨道运输巷（风巷）设备。配出电缆型号为MYPTJ-6/10-3×70mm2电缆。计算负荷有功功率P=1041.6kw，视在功率S=1388.9kva，一次计算负荷电流I=133.7A，实际最大电流Id=173.8A。

根据公式Idz=I0·Kb/Ci短路选为8倍，过流选为6倍，过载选为1.2倍。

整定结果如下：

短路整定值Idz=173.8×8/40=34.76A

过流整定值Igz=173.8×6/40=26.1A

过载整定值Iop=173.8×1.2/40=5.21A

3.3 1#配电装置为PBG-500/6Y型，当采用图一接线方式时，1#与7#整定值相同。当4#联络断开时，7#送电，则负荷容量发生变化，整定值也不同。如图所示分列运行（7#断开、4#中间联络闭合送电），1#配电装置所带负荷为全矿井井下所有负荷，计算负荷视在功率S=3870kva，入井计算负荷电流Id=372.4A。

①过载保护整定

Iop≥K·Id/Ki=4.47A 5/4.47≈1.12<1.2

所以过载保护按电流互感器5A的1.2倍整定，延时整定档位2档，延时4.2秒。

② 短路保护整定

Idz≥K·Kb·Id/Ki=22.35A 22.35/5=4.47<5

短路保护动作电流值按电流互感器二次电流的5倍整定，动作时间小于0.1秒。

4 结语

①开关型号不同，整定方法也不同。②新型开关保护器均为电脑保护器，整定计算公式与原来开关采用继电器保护的公式有差别。③系统运行方式不同（供电方式不同），开关所带负荷不同，整定结果也不同。④当变压器实际负荷小于其容量时，按其实际计算的负荷电流来整定，比按变压器的额定电流整定要准确。

参考文献：

[1]王维检.电力系统继电保护基本原理[M].清华大学出版社，1992.

[2]崔景岳，等.煤矿供电[M].煤炭工业出版社，1988.

[3]顾永辉，等.煤矿电工手册第二分册[M].煤炭工业出版社，1987.