礦用隔爆高壓真空配電裝置過(guò)流整定方法研究

季曉軍

摘要：隨著首采工作面不斷投入運(yùn)行，導(dǎo)致采區(qū)變電所、中央變電所高壓真空配電裝置頻繁跳閘，甚至越級(jí)跳閘，進(jìn)而在一定程度上影響了工作的生產(chǎn)的順利進(jìn)行，在這種情況下，需要對(duì)其跳閘原因進(jìn)行研究分析，進(jìn)而確保煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：過(guò)流保護(hù) 智能保護(hù)器 整定計(jì)算

1 問題產(chǎn)生

平煤公司五家礦進(jìn)行改擴(kuò)建后，實(shí)現(xiàn)了綜采綜放綜掘，井下高壓供電系統(tǒng)為：6kV入井電纜→地面井下中央變電所6kV→高壓電纜→采區(qū)變電所→6kV高壓電纜→礦用變壓器或移動(dòng)變電站。隨著首采工作面的投產(chǎn)，采區(qū)變電所和中央變電所高壓真空配電裝置頻繁出現(xiàn)跳閘甚至越級(jí)跳閘，故障現(xiàn)象均為短路或過(guò)負(fù)荷，而供電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中并沒有短路事故，證明開關(guān)繼電保護(hù)沒有起到應(yīng)有的作用。

繼電保護(hù)的任務(wù)是：①能自動(dòng)地、迅速地借助于斷路器將故障部分從供電系統(tǒng)中切除，減輕故障危害，防止故障蔓延；②根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，確定保護(hù)是作用于信號(hào)還是跳閘。而對(duì)繼電保護(hù)的基本要求是：選擇性、快速性、靈敏性和可靠性。所以，高開繼保頻繁跳閘和越級(jí)跳閘，證明繼保整定存在問題。

2 問題查找

通過(guò)重新審查供電設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)檢查高壓配電裝置和翻閱高壓配電裝置說(shuō)明書，發(fā)現(xiàn)整定計(jì)算時(shí)，機(jī)電區(qū)技術(shù)員使用的計(jì)算公式還是早先使用的舊公式，整定也是按早先GL型繼電器來(lái)進(jìn)行，而現(xiàn)在的高壓配電裝置都是電腦綜合保護(hù)了，而且不同型號(hào)的高壓配電裝置電腦綜合保護(hù)整定的方法還不一樣，出現(xiàn)定值過(guò)大或過(guò)小，導(dǎo)致問題產(chǎn)生。

目前本礦共計(jì)有4種高壓配電裝置，分別是PB3-

6GA型、BGP43-6/630A型、PBG-630/10（6）Y型和PJG-630/10（6）Y型，其中PB3-6GA型較古老，裝有瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)電流繼電器，已經(jīng)被淘汰，后三種是新型的永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器，電腦綜合保護(hù)的高壓真空配電裝置，查閱使用說(shuō)明書得知：

2.1 BGP43-6/630A型高壓配電裝置所用的智能開關(guān)監(jiān)控保護(hù)裝置為SDZB-G10.31B型，過(guò)流保護(hù)技術(shù)參數(shù)為：

①短路保護(hù)動(dòng)作電流值按電流互感器二次電流（5A）的1.6倍、2.0倍、3.0倍、4.0倍、5.0倍、6.0倍、8.0倍、10.0倍分級(jí)整定。

②過(guò)載整定分檔可調(diào)，標(biāo)稱值分別為配電裝置額定工作電流的0.2倍、0.3倍、0.4倍、0.5倍、0.6倍、0.7倍、0.8倍、0.9倍、1.0倍、1.2倍、1.4倍。負(fù)載電流超過(guò)過(guò)載電流標(biāo)稱整定值1.1倍報(bào)警并開始反時(shí)限延時(shí)。

值得注意的是，在該型開關(guān)的保護(hù)中，過(guò)載保護(hù)整定時(shí)，負(fù)載的額定工作電流（計(jì)算電流）以高壓配電裝置的額定電流倍數(shù)整定。

2.2 PBG-630/10（6）Y型高壓配電裝置的電腦綜合保護(hù)器型號(hào)為SDIB-G10.31C型。過(guò)流保護(hù)技術(shù)參數(shù)為：

①短路保護(hù)動(dòng)作電流值換電流互感器二次電流（5A）的1.6、2.0倍、3.0倍、4.0倍、5.0倍、6.0倍、8.0倍、10.0倍分級(jí)整定。

②過(guò)載保護(hù)按電流互感器5A的0.2、0.3、0.4、0.6、0.8、1.2、1.4倍分級(jí)整定，進(jìn)行定時(shí)限及反時(shí)限保護(hù)。

2.3 PJG-630/10（6）Y型高壓配電裝置使用的智能開關(guān)監(jiān)控保護(hù)裝置為ZKJB-2000型，其過(guò)流保護(hù)功能有短路保護(hù)、兩段式定時(shí)限過(guò)流保護(hù)、反時(shí)限過(guò)流保護(hù)、三段式零序過(guò)流保護(hù)，其過(guò)流保護(hù)整定分為短路、過(guò)流和過(guò)載三種，動(dòng)作值整定方法均按下式計(jì)算Idz=Io·Kb/Ci

Idz——保護(hù)整定值；Io——額定電流；Kb——整定倍數(shù)；Ci——電流互感器變比。

3 整定計(jì)算

3.1 13#高壓配電裝置為BGP43-6/630A型、其所帶負(fù)荷為KBSG-630/6/1.2型變壓器，電流互感器變比200/5A，對(duì)于變壓器的繼電保護(hù)過(guò)載保護(hù)計(jì)算使用變壓器的額定一次測(cè)電流，短路保護(hù)使用低壓側(cè)三相短路電流周期分量的有效值。但在實(shí)際使用中變壓器不會(huì)滿載，本臺(tái)變壓器實(shí)際運(yùn)行時(shí)負(fù)荷率β=450/630=0.714=71.4%，所以在整定中，過(guò)載保護(hù)使用變壓器的實(shí)際負(fù)荷計(jì)算電流，短路保護(hù)使用按躲開最大一臺(tái)電機(jī)的啟動(dòng)電流加上其他電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)電流來(lái)整定。

①過(guò)載整定

Iop≥K.Id=56A

K——最大電流系數(shù)；Id——實(shí)際計(jì)算電流。

200A×0.3=60A>56A，所以取該保護(hù)器的0.3倍整定，過(guò)載反延時(shí)整定檔位為1檔，2倍整定電流跳閘時(shí)間11-12秒。

②短路整定

Idz≥k×Idmax/kb×ki=1.3×1160/5×40=7.54A

Idmax——最大啟動(dòng)電流；Kb——電壓互感器變壓比

5×1.6=8A>7.54A 所以短路整定為1.6倍

按變壓器二次出現(xiàn)現(xiàn)端兩相短路電流周期分量有效值校驗(yàn)：

Ke=Id1（2）/Kb·ki·Idz=4800/5×40×8=3>1.5 滿足要求

Id1（2）——變壓器二次出線端兩相短路電流周期分量有效值。

3.2 9#高壓隔爆配電裝置為PJG-200/6Y型，所帶負(fù)荷為綜采工作面軌道運(yùn)輸巷（風(fēng)巷）設(shè)備。配出電纜型號(hào)為MYPTJ-6/10-3×70mm2電纜。計(jì)算負(fù)荷有功功率P=1041.6kw，視在功率S=1388.9kva，一次計(jì)算負(fù)荷電流I=133.7A，實(shí)際最大電流Id=173.8A。

根據(jù)公式Idz=I0·Kb/Ci短路選為8倍，過(guò)流選為6倍，過(guò)載選為1.2倍。

整定結(jié)果如下：

短路整定值Idz=173.8×8/40=34.76A

過(guò)流整定值Igz=173.8×6/40=26.1A

過(guò)載整定值Iop=173.8×1.2/40=5.21A

3.3 1#配電裝置為PBG-500/6Y型，當(dāng)采用圖一接線方式時(shí)，1#與7#整定值相同。當(dāng)4#聯(lián)絡(luò)斷開時(shí)，7#送電，則負(fù)荷容量發(fā)生變化，整定值也不同。如圖所示分列運(yùn)行（7#斷開、4#中間聯(lián)絡(luò)閉合送電），1#配電裝置所帶負(fù)荷為全礦井井下所有負(fù)荷，計(jì)算負(fù)荷視在功率S=3870kva，入井計(jì)算負(fù)荷電流Id=372.4A。

①過(guò)載保護(hù)整定

Iop≥K·Id/Ki=4.47A 5/4.47≈1.12<1.2

所以過(guò)載保護(hù)按電流互感器5A的1.2倍整定，延時(shí)整定檔位2檔，延時(shí)4.2秒。

② 短路保護(hù)整定

Idz≥K·Kb·Id/Ki=22.35A 22.35/5=4.47<5

短路保護(hù)動(dòng)作電流值按電流互感器二次電流的5倍整定，動(dòng)作時(shí)間小于0.1秒。

4 結(jié)語(yǔ)

①開關(guān)型號(hào)不同，整定方法也不同。②新型開關(guān)保護(hù)器均為電腦保護(hù)器，整定計(jì)算公式與原來(lái)開關(guān)采用繼電器保護(hù)的公式有差別。③系統(tǒng)運(yùn)行方式不同（供電方式不同），開關(guān)所帶負(fù)荷不同，整定結(jié)果也不同。④當(dāng)變壓器實(shí)際負(fù)荷小于其容量時(shí)，按其實(shí)際計(jì)算的負(fù)荷電流來(lái)整定，比按變壓器的額定電流整定要準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)：

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[2]崔景岳，等.煤礦供電[M].煤炭工業(yè)出版社，1988.

[3]顧永輝，等.煤礦電工手冊(cè)第二分冊(cè)[M].煤炭工業(yè)出版社，1987.