浅谈煤矿供电系统的继电保护

浅谈煤矿供电系统的继电保护

陈京坤

龙煤集团双鸭山矿业集团新安煤矿机电科黑龙江155138

摘要：继电保护装置是供电系统中重要的自动装置，能有效防止事故的发生，对确保电力系统安全可靠运行具有重要意义。煤矿的供电系统在运行期间容易发生电力故障。当电力系统泄漏或短路时，继电保护系统可以及时准确地切断故障线路，有效控制事故范围。减少故障造成的损害，确保地下电力安全。

关键词：煤矿；供电系统；继电保护

煤矿生产对于供电系统是安全和稳定的，特别是对于电网的快速和准确消融。在煤矿中，接地电弧会引起火灾或煤气和煤尘爆炸。因此，当电气设备发生故障或运行不正常时，必须及时清除。快速性，灵敏度，选择性和可靠性的保护在很大程度上取决于保护装置本身的可靠性和设置保护设置的合理性。煤矿井下6~10KV变电站的继电保护一般采用过流保护，包括：线路保护，变压器保护，馈线保护等供电部门应当承担保护装置的设定值，试验设置，事故核查，年检等的计算。继电保护装置的操作和维护以及断路器跳闸后的事故分析和处理是值班维护人员的责任。因此，要求变电站的操作班次人员要全面了解和掌握本机内安装的继电保护，设置管理和二次回路接线。

一、煤矿供电系统继电保护的分类

电力系统中的发电，供电和电气设备，以确保安全可靠的运行，减少事故造成的影响和损失，对于重要的设备和线路，需要在配电和配电中安装几套不同类型的保护装置。根据保护装置的作用，可分为初级保护，后备保护和辅助保护。煤矿6~10KV变电站常用的继电保护是：限时过流保护，快速断开保护，反时限过流保护和变压器气体保护。

（一）主保护

主要保护是满足系统稳定性和设备安全性的要求，并以最快的速度选择性地去除受保护的设备和线路故障保护。主保护可用于保护设备或线路免于故障（即，消除保护设备本身固有的动作，时间通常为0.03至0.12秒）或具有一定的时间限制以消除故障。如：速断、过流、瓦斯等保护。

（二）后备保护

当主保护装置或断路器被拒绝时，用于切断故障或结束异常情况的保护称为主保护的备用保护。对于变电站的重要设备和重要线路，除主要保护外，还应安装备用保护和辅助保护。备份保护分为近备份保护和远备备份保护。

二、继电保护功能及其基本要求

继电保护是安全电源和电能质量的保证，使电气设备能够在规定的电气参数范围内安全可靠地运行。为了完成自动快速，选择性地打开特定的断路器并反映电气原件的异常运行状态，必须在技术上满足选择性，快速性，灵敏度和可靠性的四个基本要求。

（1）选择性，即煤矿生产失败后，如果保护装置发生故障并且故障点无法消除，继电保护装置可以选择性地移除上层设备和部件以保护电路操作。

（2）快速动作，即继电保护装置可以快速切断电源故障，并可以减少其他不必要的损失。

（3）敏捷性，即继电保护装置能够快速响应故障，使相关人员能够根据实际情况采取措施处理故障。

（4）可靠性，即继电保护装置能够有效可靠地对煤炭生产中各种装置的故障采取正确的措施，以减少误操作造成的损失。基于以上分析，如何利用继电保护来消除异常情况应被视为煤矿供电系统运行中的关键考虑因素。为了确保继电保护功能的功能，需要进行继电保护系统的设定计算。确保它平衡并降低继电保护的速度，可靠性，选择性和灵敏度，实现其功能的有效应用。

三、煤矿电源继电保护分析

在煤矿中，6kV~10kV系统是一个小型的地电流系统。基于这种考虑，目前的三级保护通常用于煤矿。

（一）保护时装设原则：通过两相接线，系统的保护装置安装在两个相同名称的相位上。通常安装两段电流保护装置。电流快速保护装置的第一部分应有选择性作用，安装条件应满足最小保护范围。当电缆线不符合保护要求时，可以安装限时电流快速断开保护。对于对母线残余电压有严格要求的变电站，采用限时电流快速断开保护，消除导致母线残余电压低于60额定电压的各种故障，保护装置可无限运行为了加快短路故障的整理，总负载小于1km的重要用户的电缆线可以用作纵向差动保护装置。负载较少的非关键用户可以通过保险丝进行保护。保护采用远后备方式。

（2）根据受保护设备的短路电流设置电流快速断开保护。侧面保护装置工作，断路器跳闸，电流快速断开保护通常没有时间限制，不能保护线路的全长（以避免失去选择性），也就是说，有一个死区保护。限时快速断开的保护范围不仅包括线路的全长，还包括相邻线路的限时保护的一部分，动作时限比限时大一步三段式过流保护包括：瞬时电流快速断开保护（称为电流快速断开保护或电流I）;限时电流快速断开保护（电流II）;过电流保护（电流Ⅲ段）；这三个保护部分构成了一整套保护。它们的不同是保护范围不同：1、瞬时电流速断保护：保护范围小于受保护线路的总长度，一般设置为受保护线路总长度的85;2、限时电流速断保护：保护范围是受保护线路或下一线路总长度的15倍;3、过电流保护：保护范围是受保护线路到下一线路全长的总长度。

四、改善煤矿井下继电保护措施

（一）加强电流速断保护

在煤矿井下继电保护系统中主动使用电流快速断开保护，主要是指设置保护启动参数，以确保线路出口出现问题时线路不启动。设置当前快速断开保护可确保故障线路的下一行不受前一行的影响。这样，遇到一些特殊问题或紧急情况时，可立即切断短路故障，采用非选择性快速保护装置，通过自动重合闸实现保护动作。如果存在电流上升问题，则当保护装置的短路电流和启动电流较大时，应保护相应的保护装置。

（二）漏电保护

电源系统中存在许多漏电保护方法，常用的是单片机控制和电子电路。其中一个最重要的方法可分为漏电保护和选择性漏电保护，漏电阻断等。当煤矿电源存在泄漏问题时，漏电阻越小，对应于电网中性点的接地电压越高。此时，流过故障支路的零序电流是无故障支路的零序电流之和。因此，每个非故障分支的当前值必须远低于故障分支的零序列的当前值。该装置可以通过零序电流互感器的反应条件判断每个支路的零序电流，从而及时有效地检测泄漏故障。选择性防止泄漏故障。

（三）网络通信的使用

通信是集成自动化的重要组成部分，RS-232C，EIA422/485通信模式，由于其简单性而被广泛使用，但其通信速度慢且通信可靠性差。当有很多通信节点或大量数据时，很难满足监测及时性的要求。从那时起，继电保护工程师就开始使用现场总线技术，如LONWORK，CANBUS等，因为其设计对象是多节点，小型数据应用，因此，当在大型变电站中使用或传输大块数据时，它似乎仍然无法实现。随着计算机网络技术在控制系统中的发展，以太网技术逐渐受到继电保护工程师的青睐，其通信速度快，商用配套软件丰富。可以预见，以太网通信技术将被自动化系统广泛采用。

结束语

电气工程自动化的广泛应用是中国经济发展水平的重要指标。它也反映了人们对生活的高要求，这与自动化设备密不可分，特别是地下煤矿的安全运行。继电保护装置科学合理的配置是确保地下平稳运行的关键。

参考文献

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