煤矿6kV电网过流保护的设置与整定

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1、煤矿6kV电网过流保护的设置与整定邹有明［引言］煤矿6kV高压电网，主要由电缆线路构成，采用双回路干线式结合放射式的供电方式。对于各个局部的放射式供电单元，过流保护的设置与整定比较容易，因某一支路发生过流故障时，其它非故障支路的电流并不会增大，甚至还会降低，所以仅凭电流大小就可以鉴别故障支路，满足过流保护系统的选择性，一般称为横向选择性。对于以电缆为主的干线式系统，要满足过流保护系统的选择性，一般称为纵向选择性，就比较困难。由于电缆线路始、末两端的短路电流差别较小，大多数情况下无延时的速断保护，其整定方法在理论上就不能满足纵向选择性的要求，这就是井下高压电网发生短路时，常引起越级跳闸故障的技术

2、原因。这一专题主要包括以下五部分内容。一、相关规程、概念与参数二、定时过流保护三、电流速断保护四、三段式过流保护的设置与整定五、过流保护设置、整定计算实例—、相关规程、概念与参数1、《煤矿安全规程》的要求［第455条］井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。……。［第456条］井下配电网路（变压器馈出线路、电动机等）均应装设过流、短路保护装置；必须用该配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性。必须正确选择熔断器的熔体。18必须用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数。保护装置必须保证配电网路中最大容量的电气设

3、备或同时工作成组的电气设备能够起动。2、基本概念1）过流故障及种类实际电流超过容许工作电流的故障叫过流故障，包括短路、过载和断相三种类型。井下高、低压电网，短路只有三相短路和两相短路两种类型2）过流保护及种类能在发生过流故障时切断电源的装置叫过流保护。种类：定时过流保护；电流速断保护，包括瞬时速断和限时速断；三段式过流保护等。其它：电流电压联锁速断保护、功率方向电流保护、线路纵联差动保护、电网距离保护、电网高频保护，基于光纤通讯的架空线路全线速断保护等等。3）最大三相短路电流在最大运行方式下，开关负荷侧出口处的三相金属性短路电流。金属性短路：是指短路点过渡阻抗为零的短路。最大运行方式：是指供电

4、电网电源侧运行阻抗最小的运行方式，此时短路电流最大。4）最小两相短路电流在最小运行方式下，开关负荷侧线路末端的两相金属性短路电流。最小运行方式：是指供电电网电源侧运行阻抗最大的运行方式，此时短路电流最小。5）开关的分断能力指开关切断并熄灭短路电流在接点间所产生的电弧的能力。6）动稳定指电气设备的结构强度在瞬间承受短路时所产生的最大电动力的能力，一般以最大三相短路电流峰值来校验。7）热稳定指电气设备的绝缘在短时间内（1～4秒）承受短路电流发热冲击的能力（不被烧坏），一般以设备的4秒钟热稳定电流来校验。8）可靠动作系数在供电技术中叫做保护装置的灵敏系数或灵敏度。它是指保护装置对故障的反应能力。灵敏

5、度等于最小两相短路电流除以保护装置的整定18电流，要求作为主保护应大于等于1.5，作为后备保护应大于等于1.2。3、有关参数1）过流继电器的动作电流IdJ以电磁式为例，能使继电器电磁机构吸合的通过继电器线圈的最小电流。2）保护装置的整定电流Idz根据保护整定计算而确定的保护装置的定值门槛电流。3）过流继电器的返回电流If使继电器由吸合转为释放的通过其线圈的最大电流叫该继电器的返回电流。通过图2－1可以直观地了解动作电流、整定电流和返回电流三者的关系。逐步增大通过其线圈的电流，当电流达到IdJ时，继电器吸合（动作），显然，当实际电流大于IdJ时，继电器将更能保证吸合，所以整定电流一般应大于或等于

6、动作电流。继电器吸合后，缓慢降低电流，此时，继电器不会立刻释放，当电流下降低到If时，继电器释放。动作电流与返回电流差距的大小决定于继电器的结构原理，一般用返回系数来表达。图2－1继电器的动作电流与返回电流4）返回系数Kf继电器的返回系数定义为返回电流与动作电流之比，即Kf=If／IdJ（2－1）Kf对于感应式继电器取0.8，电磁式继电器取0.85，电子式继电器取0.85～0.9，数字式继电器可取0.9～0.95。5）时间继电器的整定时间tdz根据保护系统时限配合要求而确定的、本级保护装置中时间继电器的定值门槛时间。人为确定的整定时间应在时间继电器的延时时间范围之内。18时间继电器：接到动作指

7、令后，会延迟一定的时间后再动作的继电器。6）保护装置的动作时间（全断电时间）包括信号测取与处理时间、时间继电器的整定时间和断路器的固有跳闸时间。二、定时过流保护1、功能与要求定时过流保护常用来保护线路的全长，并利用延时时间的不同，滿足纵向选择性的要求。在图2－2中，如果在d处发生短路，则1～3断路器上所设的过流保护装置都有可能起动，当然至少“3”应该起动，根据选择性的要求，希望3号开关跳闸，因此，