煤礦井下低壓電網保護裝置整定

煤礦井下低壓電網保護裝置整定

趙官能源公司機電運輸部

緒論

一、保護裝置的作用

二、保護裝置的基本工作原理

三、煤礦井下低壓電網對保護裝置的基本要求

四、整定計算的目的、要求及特點

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

六、礦井低壓電網整定計算例題

一、保護裝置的作用

1、當被保護設備或線路發生故障時，保護裝置應自動 、迅速、有選擇性的借助斷路器將故障元件從電力係統中切除，以保證係統其它部分的正常運行，並使故障設備免於繼續遭受損壞。

2、當被保護設備出現不正常運行狀態時，保護裝置發出信號，以便及時采取措施，避免導致故障。在煤礦井下電網中，通常作用於跳閘。

二、保護裝置的基本工作原理

保護裝置必須正確區分被保護元件是處於正常運行狀態還是處於故障狀態。保護裝置要實現這一功能，需要根據電力係統發生故障前後電氣物理量變化的特征為基礎來構成。

電力係統發生故障後，電氣量變化的主要特征是： 　　

1、電流增大。

短路時故障點與電源之間的電氣設備和輸電線路上的電流將由負荷電流　增大至大大超過負荷電流。

2、 電壓降低。

當發生相間短路和接地短路故障時，係統各點的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低。 　　

二、保護裝置基本工作原理



三、保護裝置的基本要求

1、選擇性

保護裝置動作時，僅將故障元件或線路從電力係統中切除，使無故障部分繼續運行。

2、速動性

保護裝置以允許而又可能的最快速度動作於斷路器的跳閘，斷開故障元件或線路。

快速切除故障的好處：

（1）提高係統穩定性

（2）減少用戶在低電壓下的動作時間



三、保護裝置的基本要求

（3）減少故障元件的損壞程度

（4）避免故障的進一步擴大

3、靈敏性

保護裝置對設計規定的保護範圍內發生故障及異常運行狀態的反應能力。

4、可靠性

（1）保護裝置在應該動作時，不拒動。

（2）保護裝置不應該動作時，不誤動。

三、保護裝置的基本要求

影響可靠性的因素：

——內在因素：元件好壞、結構設計的合理性、製造工藝水平、觸點多少等。

——外在因素：運行維護水平、安裝調試是否正確、整定計算等。

四、整定計算的目的、要求及特點

1、目的：

1）為了正確選擇和校驗電氣設備，使之滿足短路電流的動、熱穩定性要求。此外，對於低壓開關設備和熔斷器等，還應按短路電流校驗其分斷能力。

2）為了正確整定計算繼電保護裝置，使之在短路故障發生時，能夠正確可靠的動作，確保安全。

2、要求：

1）應計算最大的三相短路電流值（短路點應選在負荷側的端子上），以校驗設備的分斷能力。

2）應計算最小的兩相短路電流值（其短路點應選在被保護範圍的最遠端），以校驗繼電保護裝置整定值的可靠性。

四、整定計算的目的、要求及特點

3、計算的特點：

1）低壓電網（包括變壓器）一般不允許忽略電阻，由於電纜的電抗值遠遠小於電阻值，故電感電抗有時可以忽略不計。

2）低壓元件，如不太長的母線電纜、電流互感器的一次線圈、自動饋電開關的過電流線圈、開關觸頭的接觸電阻以及電弧電阻等，對於低壓短路電流值都有影響，但為了簡化計算一般不計。

3）計算短路電流時，電纜線路的電容，可以不考慮。

4）低壓短路電流計算，用有名製較方便，即電壓用伏、阻抗用歐、電流用安表示等等。

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

保護裝置的整定過程：

準備工作——整定計算——靈敏度校驗

一、整定的準備工作：

（1）了解掌握電力係統情況

（2）繪製供電係統圖

（3）掌握重要負荷的特性及要求。

（4）學習有關規章製度

二、根據《煤礦井下供電三大保護整定細則》進行整定計算。

三、對保護裝置的靈敏度進行校驗，對不符合要求的采取措施。

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

第一節 短路電流的計算方法

第1條 選擇短路保護裝置的整定電流時，需計算兩相短路電流值，可按公式(1)計算：

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

利用公式(1)計算兩相短路電流時，不考慮短路電流周期分量的衰減，短路回路的接觸電阻和電弧電阻也忽略不計。若需計算三相短路電流值，可按公式(2)計算：

Id（3）=1.15 Id（2）

式中Id（3）——三相短路電流，A （2）

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

第二節 短路保護裝置

第3條 饋出線的電源端均需加裝短路保護裝置。低壓電動機應具備短路、過負荷、單相斷線的保護裝置。

第4條 當幹線上的開關不能同時保護分支線路時，則應在靠近分支點處另行加裝短路保護裝置。

第5條 各類短路保護裝置均應按本細則進行計算、整定、校驗，保證靈敏可靠，不準甩掉不用，並禁止使用不合格的短路保護裝置。

第二章 電纜線路的短路保護

第一節 電磁式過電流繼電器的整定

第6條 1200V及以下饋電開關過電流繼電器的電流整定值，按下列規定選擇。

1．對保護電纜幹線的裝置按公式(4)選擇：

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

2．對保護電纜支線的裝置按公式(5)選擇：

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

目前某些爆磁力起動器裝有限流熱繼電器，其電磁元件按上述原則整定，其熱元件按公式(7)整定。

煤礦井下常用電動機的額定起動電流和額定電流可以從電動機的銘牌或技術資料中查出，並計算出電動機的額定起動電流近似值。對鼠籠式電動機，其近似值可用額定電流值乘以6；對於繞線型電動機，其近似值可用額定電流值乘以1．5；當選擇起動電阻不精確時，起動電流可能大於計算值，在此情況下，整定值也要相應增大，但不能超過額定電流的2．5倍。在起動電動機時，如繼電器動作，則應變更起動電阻，以降低起動電流值。

對於某些大容量采掘機械設備，由於位處低壓電網末端，且功率較大，起動時電壓損失較大，其實際起動電流要大大低於額定起動電流，若能測出其實際起動電流時，則公式(4)和公式(5)中IQN應以實際起動電流計算。

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

第7條 按第6條規定選擇出來的整定值，還應用兩相短路電流值進行校驗，應符合公式(6)的要求：

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

若經校驗，兩相短路電流不能遊足公式(6)時，可采取以下措施：

1．加大幹線或支線電纜截麵。

2．設法減少低壓電纜線路的長度。

3．采用相敏保護器或軟起動等新技術提高靈敏度。

4．換用大容量變壓器或采取變壓器並聯。

5．增設分段保護開關。

6．采用移動變電站或移動變壓器。

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

第二節 電子保護器的電流整定

第8條 饋電開關中電子保護器的短路保護整定原則，按第6條的有關要求進行整定，按第7條原則校驗，其整定範圍為(3～10)IN；其過載長延時保護電流整定值按實際負載電流值整定。IN為饋電開關過載整定電流。

第9條 電磁起動器中電子保護器的過流整定值，按公式(7)選擇：

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

當運行中電流超過IZ值時，即視為過載，電子保護器延時動作；當運行中電流達到IZ值的8倍及以上時即視為短路，電子保護器瞬時動作。

第10條 按第9條規定選擇出來的整定值，也應以兩相短路電流值進行校驗，應符合公式(8)的要求：

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

第三節 熔斷器熔體額定電流的選擇

第11條 1200 V及以上的電網中，熔體額定電流可按下列規定選擇。

1．對保護電纜幹線的裝置，按公式(9)選擇：

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

如果電動起動時電壓損失較大，則起動電流比額定起動電流小得多，其所取的不熔化係數比上述數值可略大一些，但不能將熔體的額定電流取得太小，以免在正常工作中由於起動電流過大而燒壞熔體，導致單相運轉。

2．對保護電纜支線的裝置按公式(10)選擇：

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

選用熔體的額定電流應接近於計算值，低壓隔爆開關中熔斷器及熔體規格可從表中查到。

第l2條 選用的熔體，應按公式(12)進行校驗：

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

第三章 變壓器的保護

第13條動力變壓器在低壓側發生兩相短路時，采用高壓配電裝置中的過電流保護裝置來保護，對於電磁式保護裝置，其一次電流整定值IZ按公式(13)選擇：

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

五、煤礦井下低壓電網短路保護裝置整定細則

六、礦井低壓電網整定計算例題

六、礦井低壓電網整定計算例題

六、礦井低壓電網整定計算例題

六、礦井低壓電網整定計算例題

六、礦井低壓電網整定計算例題

六、礦井低壓電網整定計算例題

六、礦井低壓電網整定計算例題

六、礦井低壓電網整定計算例題

六、礦井低壓電網整定計算例題

六、礦井低壓電網整定計算例題

六、礦井低壓電網整定計算例題