電氣繼電保護的故障問題及解決方案研究

王培倫（扎賚諾爾煤業(yè)有限責任公司靈露礦，內(nèi)蒙古 滿洲里 021410）

電氣繼電保護的故障問題及解決方案研究

王培倫
（扎賚諾爾煤業(yè)有限責任公司靈露礦，內(nèi)蒙古 滿洲里 021410）

煤礦電氣系統(tǒng)有其復雜性，其繼電保護也由此具有相當?shù)奶攸c。煤礦繼電保護的主要問題通常在于斷電保護延遲和越級跳閘，但產(chǎn)生它們的原因卻多種多樣，必須具體問題具體分析。由此，本文探討幾種常見的繼電保護故障問題，并針對這些問題進行分析，提出解決的方法。

煤礦電氣系統(tǒng)；繼電保護； 故障與排除

0　引言

煤礦的安全生產(chǎn)關系重大。在保證生產(chǎn)安全的諸種環(huán)節(jié)中，煤礦電氣繼電保護具有重要的作用。快速、靈敏、可靠和具有選擇性是繼電保護的四項根本要求，在實際工作中，要以這四個原則為指導，妥善解決煤礦供電系統(tǒng)運行中的種種問題。

1　煤礦繼電保護的任務

煤礦繼電保護的任務在于減少短路造成的危害。常見的短路問題包括單相接地短路、層間短路和相間短路。繼電保護裝置具有掌握電力運行，防止意外情況造成危害的功能。但在運行過程中，繼電保護由于種種原因會發(fā)生各種故障。

2　煤礦繼電保護系統(tǒng)運行時的故障

2.1煤礦供電系統(tǒng)繼電保護級數(shù)過多

煤礦供電繼電保護通常有上級變電所、礦35kV進線、6kV地面井下中央變電所進出線饋出柜、井下中央變電所內(nèi)進線、井下中央變電所采區(qū)進線饋出柜、采區(qū)變電所進線柜和采取變電所等七級保護級數(shù)。如每級保護時限為半秒或0.7秒，這就意味著，當供電線路發(fā)生故障時，由于無法及時越級跳閘，無法實現(xiàn)繼電保護。

2.2反時限保護動作時間過長

當前多數(shù)煤礦采用的保護主要有兩種，即定時限保護和反時限保護。前者主要出現(xiàn)于35kV進線中，后者則在6kV配出線中應用。對于GL型感應式電流繼電器來說，它既能進行過流保護，又能實行速斷保護，集電流繼電器、時間繼電器、中間繼電器與信號繼電器為一身，使得反時限保護裝置得到大大簡化。因此，短路的發(fā)生位置離電源越近，反應時間就越短。由于繁峙縣保護動作時間的準確性較差，如算上通過脫扣器的時間的話，無法進行準確的時限配合，導致越級跳閘頻繁發(fā)生。且GL型過流繼電器無法整定速斷保護，致使偏差較大，靈敏度受到極大影響。

2.3小電流接地保護系統(tǒng)準確度不高

多數(shù)礦井采用小電流接地選擇系統(tǒng)，準確性相對不高，零序電流互感器的連接精度較低，這就使得電纜線路一旦出現(xiàn)單相接地故障，接地電流會沿著電纜外皮流動，而不管其是否為故障電纜。這就使得接地保護在故障線路上的靈敏度降低，并觸動其他非接地線路保護裝置。

2.4各級短路電流值相差較小

用于煤礦井下供電的電纜內(nèi)芯通常為銅芯，且長度較短。由于電纜阻抗較小，中央變電所以下各級短路電流值之間區(qū)別度不高，無法形成準確的保護整定。

2.5瞬時速斷的整定原則有明顯缺陷

地面6kV處整定值太小是越級跳閘的主要原因，通常出現(xiàn)于末端線路短路故障之中，由于大部分速斷保護幾乎同時動作，使得停電范圍受到擴大，這就使得繼電保護的選擇性顯得較差。

2.6采區(qū)變進線開關定值選擇性不高

采區(qū)變電所進線開關的定值需要與井下中央變電所采區(qū)進線定值相配合，雖然可靠性有所增加，但選擇性大大降低。

3　煤礦電氣繼電保護故障的解決方案

3.1保護級數(shù)過多的解決方法

對于保護級數(shù)過多造成的跳閘延時，可采用高精度的繼電保護器來替代原有的時間繼電器，令兩級間的時限差得以縮短。或者可適當合并某些級數(shù)，使時限加以縮短。這種做法雖然使合并段選擇性降低，卻能提高整體的選擇性，并使跳閘保護停電范圍不至于過分擴大。

3.2反時限保護問題的解決方法

這種情況可對重點部位采取定時限保護的做法，通過犧牲一定的近電源端短路保護性能，使得整體保護配合大大增加，減少越級跳閘現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3整改操作電源系統(tǒng)

對于操作電源較為復雜的煤礦來說，比如具有直流跳閘和交流跳閘形式，存在兩種及以上的直流供電模式，這些情況都應當加以整改。可將變電所大部分操作電源系統(tǒng)改為-220V電源，部分交流跳閘改為直流跳閘，使安全性得以提高，也便于維護工作。

3.4引入微機保護

微機型的繼電保護具有良好的運行性能，可同時兼顧主動保護和后備保護，且可進行自動化控制，自檢功能也較為完善，維護工作更是較為簡便，這對提高繼電保護系統(tǒng)的安全性和可靠性有著極大的幫助。

3.5優(yōu)化下井回路保護和風井回路保護

短時停電會造成下井回路的故障，使得井下排水的空氣流通發(fā)生問題，造成水害和瓦斯聚積，影響礦井安全。下井回路保護由于越級跳閘的問題難以保障選擇性。這就需要通過微機的保護，加以延時速斷和過電流保護，使井下變電所有時間就行進線速動保護，提高選擇性。風井回路與下井回路相同，各個整定原則由相鄰線間速動保護、線路末端故障靈敏度、躲開相鄰線路末端母線故障等確定，并且使線路整合閘功能也包含在風井回路保護當中，能夠減少瞬間短路，使可靠性大大提高。

繼電保護系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的貢獻甚大，對煤礦礦井而言就是保障生命安全的屏障。為保證煤礦的用電安全和穩(wěn)定性，應當時刻注意繼電保護可能出現(xiàn)的各種問題，并且針對具體故障加以具體的解決，杜絕安全事故的發(fā)生。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.128

王培倫（1990-），男，遼寧人，本科，助理工程師，主要從事煤礦電氣技術管理工作。