論煤礦地面變電所10kV饋電線路繼電保護裝置的設置及整定

范強

摘要： 本文根據煤礦供電的特殊要求，國家及行業標準的相關規定，對煤礦地面10kV饋線保護裝置設置原則及整定計算進行了論述。

Abstract： According to the special requirements of coal mine power supply， national and industry standards， the principle and setting calculations of 10kV feeder protection device for coal mine ground are discussed.

關鍵詞： 10kV供電；小接地電流系統；設置原則；整定計算

Key words： 10kV power supply；small ground current system；setting principle；setting calculation

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）14-0272-02

0 引言

在電子系統運行期間各類故障和異常運行狀態總是無可避免的，其中電子系統的相間短路和接地短路故障是最常見的故障，同時也是最危險的；而異常狀態類型中最常見的是過負荷，故障和異常狀態都嚴重影響了電子系統的正常運行，故障輕則損壞電氣設備，重則使電力系統運行紊亂，甚至中斷供電；而長時間過負荷的異常狀態，極易使設備絕緣老化，甚至形成故障。因此應根據其故障和不正常狀態的具體情況來裝設相應的繼電保護。一旦被保護線路出現故障，保護裝置就能夠及時快捷地做出反應，從電力系統中將故障元件切除。對于不正常運行狀態，保護裝置應發出信號，以便及時采取措施，有時也可直接動作于跳閘。

1 煤礦地面10kV供電系統的特點

①煤礦地面10kV供電系統，一般采用中性點對地絕緣系統，但該系統發生一相導線直接接地，其入地電流超過20A時，中性點須通過消弧線圈接地。這兩種系統接地電流都較小，均屬于小接地電流系統。因此其只可能出現單相漏電或接地的故障，不可能出現單相短路的故障類型，基于此，10kV線路保護一般情況下只會防止單相接地的高壓接地檢漏保護裝置和防止相間短路的保護裝置。②大多數情況下，饋電線路均以單側電源輻射狀供電。

2 繼電保護裝置設置的一般原則

通常情況下繼電保護裝置需滿足以下四個基本要求，即可靠性、靈敏性、速動性和選擇性。但四個基本要求之間是相互矛盾和相互聯系的關系，在實際的裝置過程中應具體情況具體分析，擇優選擇合理方案，比如有時，為了保護速動性，可能會犧牲一些選擇性，反之，有時也會為了更高的選擇性，犧牲一些速動性等。

3 10kV饋電線路保護裝置設置原則

3.1 對單側電源線路相間對路，應按下列原則裝設保護

①電流保護裝置的接線方式應采取兩相兩繼電器的不完全星形接線方式，在整個供電系統中，保護裝置皆應裝設在同名相的的兩相上（一般為A、C兩相上），這種接線方式能反應各種類型的相間短路。其接線系數為Kjx=1。

②可采用兩段過電流保護，第一段應為瞬時電流速斷保護，作為被保護線路的輔助保護，其特點是應有選擇性動作；第二段應為帶時限的過電流保護，保護可采用定時限或反時限特性，作為被保護線路的主保護和下一級線路的遠后備保護。

③下列情況應裝設瞬時電流速斷保護，可無選擇性地動作：

1）對母線殘余電壓有嚴格要求的礦井變電所，其保護范圍應能切除使母線殘余電壓低于額定電壓的60%的各種故障；

2）線路導線截面過小，線路的熱穩定不允許帶時限切除短路時。

④當瞬時速斷保護不能滿足最小保護范圍要求時，且過電流保護的時限不大于0.5～0.7s時，無本條第三款所列的現象，可不裝設瞬動的電流速斷保護。

3.2 保護裝置應僅在線路的電源側裝設。

3.3 電纜架空混合線路或者容易出現過負荷的電纜線路應裝設過負荷保護，保護裝置宜帶時限動作于信號，必要的情況下可動作于跳閘。

3.4 對于線路單相接地故障，應按下列規定，裝設接地撿漏保護裝置：

①在變電所母線上，應裝設無選擇性零序電壓絕緣監視裝置，并應動作于信號。

②高壓饋電線上，必須裝設有選擇性的高壓接地撿漏保護裝置，并應動作于信號，當危及人身和設備安全時，保護裝置應動作于跳閘；向井下、移動變電站和電動機供電的高壓饋電線上必須具有選擇性的動作于跳閘的接地撿漏保護裝置。

4 10kV饋電線路保護裝置的整定計算

4.1 瞬時電流速斷保護整定計算方法

①動作電流定值的整定計算。瞬時電流速斷是一種瞬時動作的過電流保護，其動作時限僅僅為保護裝置本身固有的動作時間，它的選擇性不是依靠動作時間，而是靠動作電流來保證，短路點離電源越遠，短路電流越小。因此，為了保證選擇性，瞬時電流速斷保護的動作電流值，按躲過被保護線路末端三相最大短路電流整定，即：

5 結束語

實踐證明，采用上述整定原則及計算公式進行保護整定，即可以保證保護的可靠性、靈敏性，又可以保證保護的選擇性，在現場有較強的實用價值。

參考文獻：

[1]煤礦電工手冊[M].

[2]煤礦安全規程[S].

[3]GBT50062-2008，電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范[S].