新型井下高压电网防越级调闸方案的研究.pdf

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1、总第137期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2011．02．013新型井下高压电网防越级调闸方案的研究李云方，周学华(河南煤化集团鹤煤十矿，河南鹤壁458000)摘要：在分析我国井下高压电网短路故障的基础上，深入研究相关保护原理及提高井下高压电网保护灵敏度和可靠性的方法，设计出新型的井下高压选择性联锁速断过流保护方案，从而做到快速的、有选择性的切断故障线路，避免煤矿井下高压电网因越级跳闸而造成大面积停电。关键词：井下高压电网；选择性；过流保护中图分类号：TD611．5；TM7文献标识码：B文章编号：1005—2798(2011)02．0031—02井下高压

2、电网，因受经济、技术等各种因素的限时速断为主保护，保护线路全长并作远后备保护，整制，大都是由多段短电缆(100～1200m／段)所组成定方法同前；反时限过流保护作为本线路的近后备的逐级控制干线式纵向网络，传统的短路保护方法，保护；敷设与主回路并列的联锁控制单元，如图中因各段短路电流幅值相差较小，时限设定受上级供DK。、DK、DK，沿线设置联锁控制线，DK：通过联电部门继电保护时限与《煤矿安全规程》的约束，故锁控制单元可以控制闭锁DK，DK通过联锁控制不能构成有效的纵向选择性短路保护系统，发生短单元可以控制闭锁DK；各级保护均具有瞬时启动，路故障常导致越级跳闸是不可避免的，有的矿井甚

3、延时0．2S跳闸的功能。至越过多级引起地面6—10kV下井电缆开关跳闸，造成井下大面积长时停电，严重时造成井下瓦斯急剧增加，给矿井生产和人员安全造成严重威胁，这是井下供电长期存在的电气安全隐患技术难题。针对以上问题，本文提出新的短路保护方案，并介绍了该方案在某矿的应用。电所1煤矿井下高压电网选择性联锁限时速断过流保护方案图1是典型煤矿井下6～10kV供电系统，是一个单侧电源三级干线式供电系统。图中，QFQF，、QF，等是分段开关，将单母线分为两段，不设置保护；QF。、QF、QF，等是进线开关，作为该段母线的电源开关，不设置保护；QF。、QF、QF等是线图1井下高压供电系统路开关，又

4、称出线开关，用来保护一条线路或线路变压器组，设置保护；QF：：、QF等是直配负荷开关，只经过很短的电缆(约几十米)就接到高压终端负荷——固定式变压器组或高压电动机，此类开关也设置保护。6k1．1各级保护设置图2是井下高压电网选择性联锁限时速断过流保护系统的原理图，为便于分析，该方案采用3级保护线路来进行分析。图中各级保护系统设置为：各图2井下高压选择性联锁限时速断过流保护系统级断路器均设短限时速断和反时限过流保护；短限收稿日期：2010—10—15作者简介：李云方(1971一)，男，河南南召人，技术员，从事机电技术工作。31李云方等：新型井下高压电网防越级调r'~-J方案的研究第2

5、0卷第2期1．2系统保护原理动，而保护1～3则可能启动，保护5与保护3是横选择性联锁限时速断过流保护方案就是采用各向，因此不会同时启动，但OK4通过联锁控制单元级保护间的选择性联锁控制单元DK～DK，来实现即刻闭锁DK，，同时DK通过联锁控制单元闭锁可靠的过流保护方案。DK：，同时DK通过联锁控制单元闭锁DK，0．2s该系统保护原理：当在K，点出现过流故障时，后8048跳闸故障切除，保护1、2、3均返回(在保护保护1～3均启动，但DK通过联锁控制单元即刻1、2、3已启动的前提下)，511、6126、7015均不会误闭锁DK，同时DK通过联锁控制单元闭锁DK，跳闸。若8048因故未跳

6、闸，则DK4通过联锁控制0．2s后3QF跳闸故障切除，保护2与保护1均返单元解除DK。的闭锁，故DK，即刻发跳闸指令使回，2QF、1QF不会误跳闸。若3QF因故未跳闸，则7015跳闸。DK，通过联锁控制单元解除DK的闭锁，故DK，即当在L所在线路发生过流故障时，保护3必启刻发跳闸指令使2QF跳闸。动，而保护1、2则可能启动，但DK通过联锁控制当在K点出现过流故障时，保护1、2均启动，单元即刻闭锁DK，同时DK通过联锁控制单元闭但DK：通过联锁控制单元即刻闭锁DK，0．2S后锁DK，0．2s后7015跳闸故障切除，保护1、2均返2QF跳闸故障切除，保护1返回，1QF不会误跳闸。回(在

7、保护1、2已启动的前提下)，6126、511不会误若2QF因故未跳闸，则DK通过联锁控制单元解除跳闸。若7015因故未跳闸，则DK通过联锁控制DK的闭锁，故DK发跳闸指令使1QF跳闸。单元解除DK的闭锁故DK：即刻发跳闸指令使当在K点出现过流故障时，由1QF跳闸切除6126跳闸。故障。当在LL所在线路发生过流故障时，保护21．3应用实例必启动，而保护1则可能启动，但DK通过联锁控图3是某矿崔蒙变电所6kV母线至井下5211、制单元即刻闭锁DK，0．2s后6126跳闸故