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第八讲 井下过流保护整定（第七章第七节） 一、继电保护装置的作用与要求 1．继电保护装置的作用 继电保护装置，是指能反映电力系统中电气设备或线路发生的故障或不正常运行状态，并能作用于断路器跳闸和发出信号的一种自动装置。 2．对继电保护装置的要求 为了使继电保护装置能发挥其应有的作用，在选择和设计继电保护装置时，应满足以下几点要求。 1）选择性 供电系统发生故障时，要求保护装置只将故障部分切除，保证无故障部分继续运行。 2）快速性 系统中发生短路故障时，必须快速切除故障，以减轻故障的危害程度。 3）灵敏性 继电保护的灵敏性，是指对其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反映能力。在继电保护装置的保护范围内，不论发生故障的性质和位置如何，保护装置均应反应敏锐并保证可靠动作。保护装置反应的灵敏性可用灵敏系数Kr来衡量。 在电力装置继电保护和自动装置设计规范中，对各种保护装置的最小灵敏系数都有具体的规定。通常主保护的灵敏系数要求不小于1.5～2，后备保护的灵敏系数要求不小于1.2。在设计和选择继电保护装置时，必须严格遵守此规定。 4）可靠性 可靠性是指当保护范围内发生故障和不正常运行状态时，保护装置能可靠动作，不应拒动或误动。继电保护装置的拒动和误动，都会造成很大损害。为保证保护装置动作的可靠性应注意以下几点 ⑴ 选用质量好、结构简单、工作可靠的继电器组成保护装置； ⑵ 保护装置的接线应力求简单，使用最少的继电器和触点； ⑶ 正确调整保护装置的整定值； ⑷ 注意安装工作的质量，加强对继电保护装置的维护工作。 5）后备保护 井下的电缆和变压器必须有至少两个开关保护，即必须有一个主保护和至少一个后备保护。在下图中L1电缆由1号开关作主保护，3号开关作后备保护；L4电缆由4号开关作主保护，7号开关作后备保护。从开关上讲，3号开关的主保护区到S3短路点，后备保护区到S1、S2两个短路点。 西翼采区 T 610kV KBSG-400/6/0.693 S4 S1 L4 L1 1 2 3 4 7 5 6 S2 S3 L2 L3 二、井下过电流保护装置的整定 1.磁力启动器保护一台电动机 如上图中1、2号开关。 1）过载保护的动作电流按下式计算 （7-1） 式中磁力启动器过载保护整定值； 电动机的额定电流。 刮板输送机可适当增大整定值，最大至1.1。 2）短路保护动作电流整定值按下式计算 （7-2） 式中磁力启动器过流保护的动作电流； 电动机的额定启动电流。（57）。 若磁力启动器的动作电流是按磁力启动器额定电流的倍数标定的，则需把换算成启动器额定电流的倍数。 3）短路保护的灵敏度校验 短路保护的动作电流必须灵敏度系数校验合格后，才能在磁力启动器上调定。灵敏度系数按下式计算 （7-5） 式中灵敏度系数； 磁力启动器所保护电动机接线端子处的最小两相短路电流。 要求≥1.5。 西翼采区 T 610kV KBSG-400/6/0.693 S2 S1 L4 L1 S3 S4 1 55kW 75kW 70mm2 L2 L3 2 例7-1图中S1点两相短路电流为899A，试整定1号电磁启动器的保护装置。 解1.过载保护的动作电流 1.15*55 63（A） 2. 短路保护动作电流 6*1.15*55 380（A） 3. 短路保护的灵敏度校验 899/380 2.37＞1.5 校验合格 2.馈电开关保护多台电动机 如上图中37号开关。 1）过载保护的动作电流按下式计算 （7-3） 式中馈电开关的过载保护整定值； 电缆的长时允许电流，见表7-12。 2）短路保护动作电流整定值按下式计算 （7-4） 式中启动电流最大的一台电动机的额定启动电流； 其余电动机的额定电流之和。 若馈电开关的动作电流是按馈电开关额定电流的倍数标定的，则需把换算成馈电开关额定电流的倍数。 3）短路保护的灵敏度校验 短路保护的动作电流必须灵敏度系数校验合格后，才能在馈电开关上调定。灵敏度系数按下式计算 （7-5） 式中灵敏度系数； 馈电开关保护范围内的最小两相短路电流。 要求在主保护范围内，≥1.5；在后备保护范围内，≥1.2。 主保护和后备保护范围的确定原则是每条线路至少有两个开关保护。 西翼采区 T 610kV KBSG-400/6/0.693 S4 S1 L4 L1 1 2 3 4 7 5 6 S2 S3 L2 L3 例7-2图中S1点两相短路电流为899A，S2点两相短路电流为1150A，S3点两相短路电流为1560A，L4电缆为70mm2矿用橡胶电缆。试整定3号自动馈电开关的保护装置。 解1）过载保护的动作电流查表7-12电缆的长时允许电流为215A， 215（A） 2）短路保护动作电流整定值按下式计算 6*1.15*751.15*55 581（A） 3）短路保护的灵敏度校验 主保护区 1.5 后备保护区 1.2 校验合格 3.高压配电箱保护一台变压器 1）过载保护的动作电流按下式计算 （7-5） 式中磁力启动器过载保护整定值； 变压器的一次侧额定电流。 2）短路保护动作电流整定和灵敏度校验 如果高压配电箱的动作电流按互感器二次侧额定电流倍数标定时，折算到高压配电箱互感器二次侧的短路保护动作电流整定值按下式计算 （7-6） 式中配电装置电流互感器的变流比，高压配电箱的额定电流/5； 变压器的变压比； 变压器二次侧启动电流最大的一台电动机的额定启动电流； 变压器二次侧其余电动机的额定电流之和。 灵敏度系数按下式计算高压配电箱的动作电流按互感器二次侧额定电流倍数标定时 （7-5） 式中灵敏度系数； 配电装置和磁力启动器的保护范围内的最小两相短路电流 如果高压配电箱的动作电流按配电箱额定电流倍数标定时，高压配电箱的短路保护动作电流整定值按下式计算 （7-7） 灵敏度系数按下式计算 （7-5） 要求在主保护范围内，≥1.5；在后备保护范围内，≥1.2。 4.高压配电箱保护高压电缆 1）过载保护的动作电流按下式计算 （7-5） 式中磁力启动器过载保护整定值； 电缆的长时允许电流，见表7-12。 2）短路保护动作电流整定和灵敏度校验 同高压配电箱保护一台变压器。 5．熔断器的熔体额定电流的计算 在小容量的磁力启动器内采用熔断器作为短路保护装置，通常磁力启动器只保护一台电动机，其熔体的额定电流按下式计算 （7-6） 式中熔体的额定电流。 短路电流倍数校验 （7-7） 三、电网的接地保护 工矿企业3～35kV供电系统，电源中性点的运行方式均采用小接地电流系统。当这种电网发生单相接地故障时，故障电流往往比负荷电流要小得多，过电流保护装置不会动作；在煤矿井下，接地点外露的火花可能引爆瓦斯和煤尘。因此必需装设接地保护或漏电保护，动作于信号或跳闸。 零序电流保护是利用故障线路零序电流比非故障线路零序电流大的特点，实现有选择性的接地和漏电保护。 在正常情况下，各回线路中的对地电容电流都是对称的。当某一线路中出现接地故障时，凡是直接有电联系的所有线路对地电容电流都不对称，于是出现了零序电流，如图7-17所示。由图可知，非故障线路的零序电流为本线路的对地电容电流；故障线路中的零序电流为非故障线路的对地电容电流之和，当连接在一起的线路数越多时，故障与非故障线路零序电流的差值越大。 图7-17 单相接地时电容电流分布图 对于架空线路，保护装置可接在三个电流互感器构成的零序电流过滤器回路中，如图7-18a所示。对于电缆线路，零序电流通过零序电流互感器取得，如图7-18b所示。零序电流互感器有一个环状铁芯，套在被保护的电缆上，利用电缆做一次线圈，二次线圈绕在环状铁芯上与电流继电器连接。 图7-18 零序电流保护的接线 a-架空线路 b-电缆线路 对于电缆线路，在发生单相接地时，接地电流不仅可能沿着故障电缆的导电外皮流动，而且也可能沿着非故障电缆外皮流动。这部分电流，不仅降低故障线路接地保护的灵敏度，有时还会造成接地保护装置的误动作。故此应将电缆终端接线盒的接地线穿过零序电流互感器的铁芯，如图7-18b所示。使铠装电缆外皮流过的零序电流，再经接线盒的接地线回流穿过零序电流互感器，防止引起零序电流保护的误动作。