煤矿6kV供电系统继电保护的设置与管理

王天保

摘要：随着我国煤矿工业的快速发展，煤矿井下安全事故频繁发生，面对越来越高的安全事故，井下工人越来越重视井下安全作业，尤其是井下供电系统的安全保护。煤矿供电系统运行中可能出现异常工况。为了保证安全可靠的用电，供电系统应配备继电保护装置，这是重要的地下系统设备，它直接影响地下供电系统的安全性和可靠性，对快速、可靠、灵敏的继电保护装置提出了更高的要求。

关键词：煤矿；供电系统；继电保护；设置；管理

1 正确配备继电保护装置

继电保护应根据煤矿电力系统的接线和运行特点选配。煤矿6kV供电系统规定是小接地電流系统，因此，通常只装设相间短路保护装置和单相接地高压漏电保护装置。由于井下生产条件的特殊性，低压供电系统也必须按有关规定，根据简单、可靠的原则装设必要的继电保护。

1.1地面变电所

根据简单、可靠的原则，一般情况下煤矿6kV地面变（配）电所的继电保护配置有：

（1）电源进线：过电流保护；

（2）馈出线路：①过电流保护；②电流速断保护；③有选择性的检漏保护。

（3）配电变压器：①180kV以下一次侧可采用熔断器做短路保护，二次侧装设自动空气开关改善单相短路保护；②180-320kV，一次侧可用熔断器做多相短路保护；二次侧采用零序过电流做单相短路保护；③400kV以上一次侧采用过电流及电流速断保护；二次侧采用零序过流保护1000kVA及以上设瓦斯保护。

（4）电力电容器：！电力电容器和断路器之间应装设电流速断保护；"电力电容器内部故障，过去多采用每台或每组电容器装设熔断器保护，运行证明该保护存在一定问题，宜采用差流式或横差保护。

（5）母线：①带时限的过电流保护；②电流速断保护。

1.2井下变（配）电所断电保护

（1）高压馈出线：①当采用GL型断电器时，采用过电流保护，电流速断保护。当采用瞬时动作过流脱扣器时，只需过电流保护；②失压保护；③漏电保护。

（2）低压馈出线：①过电流保护；②检漏保护。

2 继电保护整定方案的合理确定

继电保护整定值的计算包括系统短路电流和保护整定值两部分，计算应依据电网系统和煤矿供电网络的实际情况，使保护动作应满足选择性、快速性、灵敏性和可靠性的基本要求，综合分析全部数据后进行确定。确定整定方案有以下关键性问题。

2.1运行方式

为了使得煤矿供电能够安全运行，一般情况下，变电所的母线采取分段运行，电源线则采取分裂运行的方式，这里值得一提的是，应该想到的是如果其中的一条回路出现了故障，电流该如何分配。所以，对于两个回路的电源线路的变电所，继电保护的整定计算是按照其变电所总负荷电流进行的。而对于三回路电源线路，但其中任何一条回路出现故障时，而其余的两条回路由于其电流的负荷分配的不均衡，使得每条回路的继电保护计算依据是所负电流的60%进行。

2.2过电流保护可靠系数及负荷电流的选取

过电流保护的动作电流也就是继电器动作的最小电流。它必须满足两个条件：①在设备正常运行时，保护装置不动作，在线路输送最大负荷电流时，该装置也不动作；②保护装置i外部故障切除后应能可靠地返回到原始位置。

2.2.1继电保护的配合

时限的配合：时限级差按继电器类型选取。在实际中有的变电所距电源较远，中间经过的开关级数较多，电力部门又不同意增加电源保护的时限。为解决此问题，在开关跳闸又不能扩大停电范围的条件下，计算中可适当合并，减少级数。其结果，在网络的某一段失去了选择性时，网络的整体仍具有选择性。经现场应用证明该办法是可行的。

2.2.2瞬时电流速断保护的整定值

过电流保护装置为保证有选择性的动作，其整定时限必须逐级增加一个时间，越靠近电源端外，短路电流越大，而保护动作时限却加长。这种情况对于切除靠近电源端的故障是不允许的。为了克服这一缺点，可采用电流速断保护装置。电流速断保护是瞬时动作的过电流保护，其动作时限仅仅为继电器本身固有的时间。它的选择性不是依靠时限，而是依靠选择适当的动作电流来解决。

2.2.3灵敏度校验

根据被保护变压器一次侧最小两相短路电流进行校验。在实际计算中，由于考虑了上下保护的协调性、短路电流的计算误差、矿井继电保护管理等因素，为了保证电流速断保护的可靠性，实际整定值可以小于计算值，即电流速断保护范围可以扩展到被保护线路端和下保护之间没有选择的动作。运行经验证明，这也保证了安全供电。

3 继电保护的检验

（1）新装继电保护装置虽在出厂时，已经过检验，但由于运输中的振动及包装不良引起的元件损坏，受潮等原因，对新装电气设备的继电保护，必须进行全面的检验。

（2）运行中的继电保护由于设备运行状态的多次变化和工作环境的影响，必须定期进行检验，按规定，一般为一年对继电保护进行一次预防性试验。根据现场继电保护动作的实际情况，对重要部位的继电保护应适当增加实验次数，继电保护定值的调整必须经工程技术人员的核算后方可调定。

（3）对不具备防爆防潮性能的通用型试验设备，在井下的中央变电所进行继电保护检验时制定安全措施，采区变电所高压防爆开关的继电保护全部项目的定期检修可结合开关大修时在地面进行，单项检验在有安全措施的情况下在井下进行。

4 加强日常管理

将定期校验和日常管理结合起来，才能保证安全供电。

（1）对继电保护管理要包制到人，经常检查。

（2）制定继电保护技术人员及专责电工岗位责任制，确保机电保护管理工作的落实。

（3）要注意继电保护技术资料的管理。

（4）搞好继电保护维护，每季度检查调整1次。在设备安装、移动、检修时以及事故后，同时也要对继电保护进行检查，值班人员的日常检查，也要包括继电保护。

5 结语

电气工程及其自动化专业的广泛应用是中国经济发展水平的重要标志，电气自动化逐渐成为各行各业发展的基础，尤其是继电器的广泛应用，进一步反映了人们对自动化设备的高要求，尤其是煤矿井下用电的安全运行。有必要有效提高煤矿电力系统的安全性和可靠性，继电保护装置的科学合理配置是保证井下顺利运行的关键。

参考文献：

[1]王宇。煤矿6kV供电系统谐波综合治理措施探讨[J]。科技与企业，2012（09）：132.

（作者单位：黑龙江龙煤双鸭山矿业有限责任公司东荣三矿机电运输科）