继电保护整定在某煤矿井下10kV高压供电系统中的应用

摘 要：高压供电系统整定速断整定采用幅值和延时极差的方法，提高了灵敏度和安全性；短路电流校验整定采用最小运行方式下短路电流校验，简化了计算方法，提高了准确度；干式变压器保护开关整定采用经验公式，提高了准确性和灵敏度。

关键词：整定速断延时极差；最小运行方式；短路电流；灵敏系数校验

1 针对高压供电网络短路容量较大的事实，采取高压开关速断幅值和时限相结合的办法，有效提高系统灵敏性，同时确保了供电的可靠性

某矿上级变电所短路容量如下：

上级某220kV变电所：110kV母线短路容量为947.7MVA，短路电流4.758kA；另一路电源220kV变电所：110kV母线短路容量为808.67MVA，短路电流4.06kA；某煤矿110kV变电所10kV母线段最大运行方式下的三相短路电流为16.402kA，最小运行方式下三相短路电流为14.4604kA；-826中央变电所10kV母线段最大运行方式下的三相短路电流为13.378kA，最小运行方式下三相短路电流为10.3992kA；至最远端1252（1）采面10kV母线三相短路电流为5.626kA，故高压开关速断整定问题不能按照常规无时限速断整定，单纯的幅值整定，不能确保开关保护动作的可靠性，幅值整定过大又不能满足灵敏系数的要求，为此经过反复实践井下高压开关速断保护采用幅值级差和时限级差相结合的办法：110kV变电所馈至井下六路高压和所内进线速断延时为一个级差（幅值整定为：3000A），根据现场三级变电所的要求，中央变电所馈至各采区变电所、配电硐室为二级级差，采区变电所馈出至配电点为三级级差，进线幅值相差200A左右，速断延时一级变电所为0.7-0.75s，二级变电所为0.5-0.55s，三级变电所为0.3-0.35s。

这种速断延时级差和幅值相配合的保护整定方法，经过现场实践，起到了很好的效果：即使在采面最远端出现三相短路的情况下，若其主保护拒动作，110kV中央变电所在延时后也能跳闸，三级后备保护能同时起作用，同时，速断加延时后，在0.25S的级差范围内，能完全满足，事故主保护高防开关跳闸后，后备保护也不误动的事实，大大提高了供电可靠性，经过现场实践应用证明：在矿井发生的多次速断跳闸事故中，缩小了跳闸范围，没有出现过速断越级跳闸。得到了矿领导的肯定。

2 优化矿井短路电流计算方法，取某矿需要部分进行计算，省略了最大运行方式下短路电流计算，提高了整定值保护的灵敏度，减少了计算强度

从最原始的书面文件到各种计算方法有实际值计算方法，依靠电脑设计软件计算方法，和潮流计算方法。供电队井下工程技术人员根据矿井供电实际情况，采用标幺值计算短路电流的计算方法，基准容量采用1000MVA，很大程度上减少了计算人员劳动强度，提高了计算效率，杜绝了因基准值过小而出现误差过大的问题。

通常的计算方法，将高压电缆电阻忽略不计，存在一定程度误差，经过实践，发现省略电阻情况下，计算出的短路电流值与实际短路电流值相差在50-100A之间，为此，高压供电短路电流计算时，不省略高压电缆电阻，提高了计算值的准确性。

通常的计算方法，将最大运行方式下三相短路电流也计算在内，用最大三相运行方式下两相短路电流校验整定值的灵敏系数，这样在计算过程中需要计算最小运行方式下三相短路电流，最大运行方式下三相短路电流，画两个阻抗图，计算比较繁琐，经反复实践发现，因矿上级变电所短路容量较大，即短路电流较大，若采用最小运行方式下两相短路电流同样能满足灵敏系数要求。且最小运行方式下两相短路电流比最大运行方式下两相短路电流小，若用最小运行方式下两相短路电流校验灵敏系数，即能满足灵敏系数要求，又提高了供电的可靠性，同时省略了最大运行方式下三相短路电流的计算。即降低计算强度，又提高了计算值的灵敏可靠性，可谓一劳多得。

3 变压器馈电开关短路整定值的优化

在以往供电系统整定中，变压器整定的速断值一直较大，通过计算发现：若整定值较大，变压器二次侧出现匝间、或两相短路时，灵敏系数不能满足要求。结合变压器所带负荷，将变压器速断幅值适当缩小，通过计算，形成了以下整定方案：干变上级高防速断整定值应满足以下要求：315kVA干变定值在170A以下区间，但必须大于过流定值；630kVA干变定值在315A以下区间，但必须大于过流定值，800kVA干变定值在400A以下区间；但必须大于过流定值，1250kVA定值在580A以下区间，但必须大于过流定值。经过实践证明：在干变速断整定值减小的情况下，高压馈电开关没有出现误动作，同时整定值能满足灵敏系数要求，达到了较好的计算值与现场实际的统一，提高了供电系统的可靠性。

参考文献

[1]煤矿电工手册[S].煤炭工业出版社，1997，4.

[2]煤矿井下供电的三大保护细则[S].煤炭工业出版社，2005，9.