摘要：煤礦繼電保護系統是煤礦供電系統中安全運行的重要保障，合理配置煤礦供電系統中的繼電保護裝置是保障煤礦電網安全運行的重要條件。本文主要對當前礦供電系統中繼保裝置的存在的問題和改進做了探討。
　　關鍵詞：煤礦供電，繼保裝置，改進
　　一引言
　　煤礦供電系統中的繼電保護作為煤礦電力安全生產體系中的重要環節，對確保煤礦電力系統的安全、穩定以及可靠運行有著重要的作用。供電系統中繼電保護裝置的性能，與其配置和整定密切相關。因此對煤礦供電網的繼電保護存在的問題進行優化，在理論上和實際上都具有重要的意義。
　　二煤礦供電系統中繼保裝置存在的問題分析
　　目前，一般的工業企業高壓供電系統中較多采用的是直流操作的定時限過電流保護和瞬時電流速斷保護外，近些年來飛速建設的電網上一般均采用了環網或手車式高壓開關柜，繼電保護方式多為交流操作的反時限過電流保護裝置。很多重要企業為雙路6kV/10kV電源、高壓母線分段但不聯絡或雖能聯絡但不能自動投入。在系統供電的可靠性、故障響應的靈敏性、保護動作的選擇性、切除故障的快速性以及運行方式的靈活性、運行人員的熟練性上都存在著一些急待解決的問題。如圖1所示為一條簡化的煤礦供電系統保護配置圖。
　　                     
　                                                      　圖1煤礦企業供電系統現行繼電保護配置圖
　　由圖中定值與時限的配合，結合煤礦井下供電的特殊性，可以看出煤礦供電系統線路保護中存在的主要問題有：
　　㈠目前煤礦采區變電所的整定原則是確定最遠端的負荷性質和大小，根據計算結果整定供此處負荷的開關定值，然后逐級向采區變電所計算，根據所供負荷中功率最大者確定過流保護定值，以最遠端的短路電流整定速斷保護。依次向上逐級配合，速斷保護和過載保護的定值和時限從采區變電所向下逐級降低。
　　㈡煤礦井下供電系統是一個單側電源輻射狀電網，由于采區變電所距電源較遠，中間經過的開關級數較多，需要較長的時限和較大的定值配合，而電力部門對電源保護的時限和定值已經限定，無法更改，造成給定整定值過小，保護時限過短，保護無法配合。
　　㈢煤礦供電系統繼電保護級數多，井下供電大都采用銅芯電纜，距離短，阻抗較小，故中央變以下各級短路電流值相差很小，不利于保護的整定。上圖1所示簡化系統地面至采區變處的線路保護就有5級。一般煤礦上級變電所進線保護的時限是固定為1.25，而下級保護的時限應比上級保護的時限少0.55（或0.75）。由此可見，按每級間保持0.55的時限來計算，根本就不能起到保護，甚至難以保證在供電線路故障時，出現不越級跳閘的現象。
　　㈣采區變電所進線開關定值與上一級定值配合，雖在一定程度上增加了保護的可靠性，但大大降低了選擇性，不符合供電系統對繼電保護的要求。并且采區變電所保護一般采用反時限過流保護，一直以來沒有進行很好的定值配合計算，采區變電所出線故障時，保護沒有選擇性。
　　三煤礦供電系統中繼保裝置的改進分析
　　㈠繼保裝置中瞬時速斷保護的優化
　　考慮到地面6KV出線開關的重要性，設置為三段式保護，瞬時速斷動作電流按躲過下井線路末端最大三相短路電流來整定，在最小運行方式下發生兩相短路時，至少具有線路全長約20%的保護范圍，剩下的80%由限時速斷來解決。中央變電所和采區變電所的出線開關，瞬時速斷用常規的按躲過線路末端最大三相短路電流的整定原則代替原有的按上級速斷保護的0.9倍進行整定的原則。
　　㈡繼保裝置中限時速斷保護的優化
　　根據煤礦井下電網的特殊情況，各母線間短路電流的差距很小，雖在地面6KV至中央變之間增設電抗器，中央變之后多級保護之間動作電流的差距仍不能保證系統縱向的選擇性。為解決這個問題，改變傳統的II段時限與相鄰線路I段時限配合的整定原則，在各出線處II段時限按與相鄰線路出線處II段時限配合的原則進行整定；進線保護II段亦與相鄰線路出線處II段進行配合。此原則降低了越級跳閘的可能性。優化原則是按同一靈敏度系數法整定，在最小運行方式下線路末端發生兩相短路時有足夠的靈敏度。
　　㈢繼保裝置中定時限過流保護的優化
　　一般定時限過流保護均按能躲過正常最大工作電流Icmax整定，但考慮煤礦特點是沒有自啟動現象，故按躲過被保護線路的尖峰電流Iimax來整定，或用尖峰電流來代替正常最大工作電流。線路尖峰電流的概念是：該線路其它設備正在以半小時最大負荷運行，而線路中一臺最大容量的電動機正在啟動時，在線路中產生的短時最大工作電流。啟動電流倍數根據井下防爆電動機的實際情況可取5~6倍。定時過流要求能保護全長，故應用線路末端最小兩相短路電流來校驗其靈敏度氣，氣應不小于1.5。優化原則是按躲過尖峰電流計算。
　　㈣繼保裝置中整體配合的優化
　　根據前面分析，考慮到煤礦供電系統的特點，以及井下電纜網絡發生短路故障的幾率遠高于地面6KV架空線路等，總體的線路保護系統優化方案，既要限制井下發生短路時大電流對上級變電所主變壓器的沖擊，又要兼顧井上、井下保護動作值的配合，還要考慮全線電壓損失和保護系統的可靠性，選擇性等要求。采區變電所出線保護保持原有兩段式保護不變，I段的動作電流突破常規方法按保護線路全長處理，但應躲過定時過流的動作電流；II段延時改為為0.25。有利于快速切除故障，并能在時限上更好的與上級保護配合。
　　中央變出線開關設置瞬時速斷和具有短階梯時限的限時速斷和定時過流三段式保護，采區變電所進線保護II段時限與出線II段配合，動作時限整定為0.45。由于從下井線路到采區變電所線路上沒有負荷，同一條線路的出線和進線可以整定為同一時限‘每段母線的進線和出線的II段保護時限級差為0.25。在地面6kV出線開關上設置三段式電流保護，定時過流時限與變壓器過流保護配合，整定為0.95；本級限時速斷整定為0.65，動作電流應保護下井線路的全長(包括電抗器)，本級瞬時速斷按常規主要保護下井線路的前段線路。限時速斷動作電流因有電抗器的存在也可以拉開一定的數值，以使縱向的選擇性更為可靠。
　　
　　
　　參考文獻：
　　1、閆濤：煤礦供電系統繼保裝置優化改進的研究[J]，煤礦現代化，2009（4）
　　2、張根現：井下高壓供電短路保護系統的優化[M]，中國煤炭，2004
　　3、馮小玲，郭裊，譚建成：繼電保護仿真系統的現狀及其應用[J]，廣西電力，2007（06）
　　4、曾福望：變電站繼電保護仿真[J]，江西電力職工大學學報，2007(02)