井下高压电网继电保护及防越级跳闸技术研究.pdf

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1、总第201期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2016．05．022井下高压电网继电保护及防越级跳闸技术研究卢会凯(山西煤炭运销集团首阳煤业有限公司，山西晋城048400)摘要：煤矿企业能否安全供电直接影响到企业的经济效益，甚至是矿工的生命安全，继电保护装置是保证安全、可靠供电的主要元器件，对继电保护装置的整定计算尤为重要。文章详细介绍煤矿井下高压供电系统的继电保护整定计算方法及一种新型的防止越级跳闸的技术，对今后煤矿企业的安全供电具有一定的借鉴意义。关键词：井下供电；继电保护；越级跳闸中图分类号：TD611文献标识码：B文章编号：1005—2798(2016)0

2、5—0058—03目前我国煤矿企业井下供电系统一般采用6kV属于使用单位直接管理。在实际工作中，为了保证或10kV高压下井的形式，随着井田的不断开拓，工工作进度，设备不断电，往往将开关的继电保护设置作面不断向远处延伸，为了保证供电系统的可靠性，较大，甚至有的单位继电保护设置都不完善，在继电一般采取高压直供工作面的供电方式。因此，煤矿保护整定值的确定上往往不是以短路计算为基础，井下高压供电系统大多由井下中央变电所、采区变而是结合电网运行实际依靠经验来确定。随着煤矿电所、工作面高压配电点等各级高压防爆配电设备工作面开拓的不断延伸，煤矿井下供电网络也愈加通过电力电缆连接而成。在现实工作中，连接

3、各级复杂，电压等级增多，仅靠经验值去设置继电保护装变电所的电力电缆一般较短，系统中因电缆而产生置的动作时间和数值已经远不能满足矿井安全可靠的阻抗值也较小，当处于供电系统较末端的用电设供电的需求，经常发生越级跳闸、大面积停电的事备发生短路时，产生较大的短路电流，由于供电级数故较多，各级开关设备继电保护整定不能有效拉开整2煤矿井下高压供电系统继电保护计算定值及时差，因此，在实际工作中经常发生越级跳闸的现象，甚至会发生越多级跳闸直至顶掉矿井地面本文结合某工程实例详细介绍煤矿井下高压供中央变电所，造成井下大面积停电甚至全矿井停电电系统继电保护的计算方法步骤，鉴于篇幅有限，本事故，这样不仅影响到矿

4、井的生产，甚至会对井下矿文以井下中央变电所至采区变电所高压馈电开关的工的生命安全带来巨大的威胁。下文笔者将就煤矿整定为例。井下高压供电系统的继电保护整定计算方法及越级2．1计算依据跳闸产生的原因和防范措施进行详细分析J。井下中央变电所继电保护及自动装置整定，短路参数取下井回路电缆末端短路参数为整定依据。1煤矿井下供电系统继电保护现状即：1)继电保护级数多。在煤矿井下高压供电最大方式下的三相短路电流：3．07kA；最小方系统中一般自上而下存在着至少3级供电，各级保式下的三相短路电流：2．82kA；最小方式下的两相护装置的过流保护均是采用延时动作时限来控制短路电流：2．44kA。的，而在现实

5、中，电力部门为保证上级变电所的安全2．2继电保护整定计算可靠的供电，矿井总进线给的保护时限值非常小，这2．2．1短路电流计算样煤矿井下的各级保护之间的时间差就很有限，造采区变电所两回路供电，每回路采用YJV一成上下级继电保护之间的配合很难完成J。10kV一3×150mm。电缆1300m。带采区所有负2)继电保护整定计算方法不严谨。在煤矿荷，用需要系数法折合后，采区负荷共5000kW。企业，各级供电系统的管理分属于几个不同的单位，馈电开关中电流互感器变比为400／5。尤其是处于最末端的采区工作面高压开关，大多数2．2．1．1系统电抗收稿日期：2016-03-25作者简介：卢会凯(1986一

6、)，男，河南周口人，助理工程师，从事机电技术与管理工作。582016年5月卢会凯：井下高压电网继电保护及防越级跳闸技术研究第25卷第5期最大运行方式：X⋯=0．097+0．253+0．504+!0_：707A—0．9375=1．79l5,／3×10．5×0．7最小运行方式：X⋯=0．097+0．410+0．504+注：功率因数取0．7，考虑1000kW电动机组0．9375=1．947起动，经过计算过流保护动作电流IopIk=10A，动作2．2．1．2电缆线路电抗时限取0．4S。X￡=XL=0．084×1．3=0．10923越级跳闸事故发生的主要原因2．2．1．3变压器电抗兰63．1供电系

7、统容量与用电量不匹配×S=而×=6在煤矿井下开采过程中，常常存在很多不确定总电抗r2．2．1．4的负荷，随着开拓的不断延伸，或者矿井生产设备的=0．1092+6=6．1092更新换代，井下机电设备的装机容量一般会慢慢增2．2．1．5线路末端最小运行方式下的三相短路电大，在进行设计选型时，往往会考虑到后期的发展，流选择的变压器以及开关设备额定值偏大。一些额定电流200A的防爆开关下面所连接的负荷往往只有，”2船ini+X￡1．947+