礦用隔爆高壓真空配電裝置過流整定方法研究

季曉軍

摘要：隨著首采工作面不斷投入運行，導致采區變電所、中央變電所高壓真空配電裝置頻繁跳閘，甚至越級跳閘，進而在一定程度上影響了工作的生產的順利進行，在這種情況下，需要對其跳閘原因進行研究分析，進而確保煤礦生產順利進行。

關鍵詞：過流保護 智能保護器 整定計算

1 問題產生

平煤公司五家礦進行改擴建后，實現了綜采綜放綜掘，井下高壓供電系統為：6kV入井電纜→地面井下中央變電所6kV→高壓電纜→采區變電所→6kV高壓電纜→礦用變壓器或移動變電站。隨著首采工作面的投產，采區變電所和中央變電所高壓真空配電裝置頻繁出現跳閘甚至越級跳閘，故障現象均為短路或過負荷，而供電系統實際運行中并沒有短路事故，證明開關繼電保護沒有起到應有的作用。

繼電保護的任務是：①能自動地、迅速地借助于斷路器將故障部分從供電系統中切除，減輕故障危害，防止故障蔓延；②根據運行維護條件，確定保護是作用于信號還是跳閘。而對繼電保護的基本要求是：選擇性、快速性、靈敏性和可靠性。所以，高開繼保頻繁跳閘和越級跳閘，證明繼保整定存在問題。

2 問題查找

通過重新審查供電設計、現場檢查高壓配電裝置和翻閱高壓配電裝置說明書，發現整定計算時，機電區技術員使用的計算公式還是早先使用的舊公式，整定也是按早先GL型繼電器來進行，而現在的高壓配電裝置都是電腦綜合保護了，而且不同型號的高壓配電裝置電腦綜合保護整定的方法還不一樣，出現定值過大或過小，導致問題產生。

目前本礦共計有4種高壓配電裝置，分別是PB3-

6GA型、BGP43-6/630A型、PBG-630/10（6）Y型和PJG-630/10（6）Y型，其中PB3-6GA型較古老，裝有瞬時動作的過電流繼電器，已經被淘汰，后三種是新型的永磁機構真空斷路器，電腦綜合保護的高壓真空配電裝置，查閱使用說明書得知：

2.1 BGP43-6/630A型高壓配電裝置所用的智能開關監控保護裝置為SDZB-G10.31B型，過流保護技術參數為：

①短路保護動作電流值按電流互感器二次電流（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倍分級整定。

②過載整定分檔可調，標稱值分別為配電裝置額定工作電流的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。負載電流超過過載電流標稱整定值1.1倍報警并開始反時限延時。

值得注意的是，在該型開關的保護中，過載保護整定時，負載的額定工作電流（計算電流）以高壓配電裝置的額定電流倍數整定。

2.2 PBG-630/10（6）Y型高壓配電裝置的電腦綜合保護器型號為SDIB-G10.31C型。過流保護技術參數為：

①短路保護動作電流值換電流互感器二次電流（5A）的1.6、2.0倍、3.0倍、4.0倍、5.0倍、6.0倍、8.0倍、10.0倍分級整定。

②過載保護按電流互感器5A的0.2、0.3、0.4、0.6、0.8、1.2、1.4倍分級整定，進行定時限及反時限保護。

2.3 PJG-630/10（6）Y型高壓配電裝置使用的智能開關監控保護裝置為ZKJB-2000型，其過流保護功能有短路保護、兩段式定時限過流保護、反時限過流保護、三段式零序過流保護，其過流保護整定分為短路、過流和過載三種，動作值整定方法均按下式計算Idz=Io·Kb/Ci

Idz——保護整定值；Io——額定電流；Kb——整定倍數；Ci——電流互感器變比。

3 整定計算

3.1 13#高壓配電裝置為BGP43-6/630A型、其所帶負荷為KBSG-630/6/1.2型變壓器，電流互感器變比200/5A，對于變壓器的繼電保護過載保護計算使用變壓器的額定一次測電流，短路保護使用低壓側三相短路電流周期分量的有效值。但在實際使用中變壓器不會滿載，本臺變壓器實際運行時負荷率β=450/630=0.714=71.4%，所以在整定中，過載保護使用變壓器的實際負荷計算電流，短路保護使用按躲開最大一臺電機的啟動電流加上其他電機的運轉電流來整定。

①過載整定

Iop≥K.Id=56A

K——最大電流系數；Id——實際計算電流。

200A×0.3=60A>56A，所以取該保護器的0.3倍整定，過載反延時整定檔位為1檔，2倍整定電流跳閘時間11-12秒。

②短路整定

Idz≥k×Idmax/kb×ki=1.3×1160/5×40=7.54A

Idmax——最大啟動電流；Kb——電壓互感器變壓比

5×1.6=8A>7.54A 所以短路整定為1.6倍

按變壓器二次出現現端兩相短路電流周期分量有效值校驗：

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

Id1（2）——變壓器二次出線端兩相短路電流周期分量有效值。

3.2 9#高壓隔爆配電裝置為PJG-200/6Y型，所帶負荷為綜采工作面軌道運輸巷（風巷）設備。配出電纜型號為MYPTJ-6/10-3×70mm2電纜。計算負荷有功功率P=1041.6kw，視在功率S=1388.9kva，一次計算負荷電流I=133.7A，實際最大電流Id=173.8A。

根據公式Idz=I0·Kb/Ci短路選為8倍，過流選為6倍，過載選為1.2倍。

整定結果如下：

短路整定值Idz=173.8×8/40=34.76A

過流整定值Igz=173.8×6/40=26.1A

過載整定值Iop=173.8×1.2/40=5.21A

3.3 1#配電裝置為PBG-500/6Y型，當采用圖一接線方式時，1#與7#整定值相同。當4#聯絡斷開時，7#送電，則負荷容量發生變化，整定值也不同。如圖所示分列運行（7#斷開、4#中間聯絡閉合送電），1#配電裝置所帶負荷為全礦井井下所有負荷，計算負荷視在功率S=3870kva，入井計算負荷電流Id=372.4A。

①過載保護整定

Iop≥K·Id/Ki=4.47A 5/4.47≈1.12<1.2

所以過載保護按電流互感器5A的1.2倍整定，延時整定檔位2檔，延時4.2秒。

② 短路保護整定

Idz≥K·Kb·Id/Ki=22.35A 22.35/5=4.47<5

短路保護動作電流值按電流互感器二次電流的5倍整定，動作時間小于0.1秒。

4 結語

①開關型號不同，整定方法也不同。②新型開關保護器均為電腦保護器，整定計算公式與原來開關采用繼電器保護的公式有差別。③系統運行方式不同（供電方式不同），開關所帶負荷不同，整定結果也不同。④當變壓器實際負荷小于其容量時，按其實際計算的負荷電流來整定，比按變壓器的額定電流整定要準確。

參考文獻：

[1]王維檢.電力系統繼電保護基本原理[M].清華大學出版社，1992.

[2]崔景岳，等.煤礦供電[M].煤炭工業出版社，1988.

[3]顧永輝，等.煤礦電工手冊第二分冊[M].煤炭工業出版社，1987.