摘要：礦山供電系統(tǒng)直接影響礦山的日常運行，屬于礦山的命脈所在，如果供電系統(tǒng)運行不安全，可靠性較低，會給人員以及設(shè)備帶來危害。針對礦山供電系統(tǒng)，需要做好相應(yīng)的監(jiān)控與保護(hù)，才可以滿足系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性的要求。其中，在礦山供電系統(tǒng)安全與穩(wěn)定方面，繼電保護(hù)是核心。但是目前，礦山供電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)配置與整定還有一定的問題沒有解決。本文基于繼電保護(hù)的角度，對于礦山安全供電可靠性進(jìn)行分析，以保證礦山的開采始終可以處于安全的狀態(tài)下。

關(guān)鍵詞：礦山;安全;供電;可靠性;繼電保護(hù)

1礦山供電系統(tǒng)中繼電保護(hù)配合問題

目前，在礦山的井下供電系統(tǒng)中，一般會選擇6kV和10kV的高壓電壓，但是整定的繼電保護(hù)原則卻有所缺失：如線路偏短，但是負(fù)荷較大，供電線路偏多，這些問題都會對供電系統(tǒng)繼電保護(hù)整定的原則加以約束，導(dǎo)致其無法與電力行業(yè)的原則一致。所以，想要擁有自己的特點，就需要考慮井下實際情況。另外，礦山電源進(jìn)線保護(hù)已經(jīng)對整定值與動作時間產(chǎn)生限定，供電系統(tǒng)作為下一級系統(tǒng)，需要確保其匹配到上一級，但是傳統(tǒng)的方式無法實現(xiàn)這個要求，并且還會影響其本身的可靠性。所以，需要由一套滿足穩(wěn)定運行要求的繼電保護(hù)裝置才能夠滿足礦山生產(chǎn)的實際需求。

2礦山繼電保護(hù)優(yōu)化配合方案

本文作者通過井下線路保護(hù)、變壓器保護(hù)以及采區(qū)變電所反時限電流保護(hù)3個方面對礦山的優(yōu)化配合方案進(jìn)行分析。

2.1井下線路的保護(hù)

2.1.1定時限過流保護(hù)

定時的限過流保護(hù)整定原則，就是在最大負(fù)荷電流基礎(chǔ)上，將定時過流值直接避開，其靈敏度高于1.5，在進(jìn)行校驗分析的時候，主要是通過線路末端兩相短路電流來實現(xiàn)?？紤]到階梯時限，就可以滿足整定方面的處理。

2.1.2限時速斷保護(hù)

礦山井下高壓供電系統(tǒng)本身存在特殊性，由于其高壓電網(wǎng)是電纜線路直接構(gòu)成的，各個線路距離都小于1km，這樣就使得母線短路電流差值不大，所以，縱向選擇無法依靠工作電流差來保護(hù)，但是在配合上也可以選擇延時時限來進(jìn)行，利用0.3s的短延時，就能符合要求，也能滿足縱向需求。所以，確定動作電流整定值，還需要合理的進(jìn)行闡述。

第一，整定動作電流值，需要考慮到末端最小兩相短路電流以及靈敏系統(tǒng)。

動作電流值躲過線路的最大負(fù)荷電流：

式中：Kco為1.3～1.5。

3.1.3瞬時速斷保護(hù)

如10KV的饋出開關(guān)，其本身為三段的保護(hù)模式，就可以利用線路末端的三相短路電流來對動作電流值進(jìn)行驗證和分析，進(jìn)而實現(xiàn)對三相短路電流的躲過。假設(shè)存在兩相短路，其保護(hù)范圍能夠囊括線路的20%，這樣就可以保護(hù)好剩余的60%的線路。

瞬時速斷的設(shè)定，一般需要基于三相短路電流的躲過來實現(xiàn)，如采區(qū)的變電所、井下中央變電所的進(jìn)線開關(guān)和饋出開關(guān)，雖然電纜線路很短，但是在最小的運行方式下，其兩端短路保護(hù)范圍直接為0，不過無限時速斷的保護(hù)靈敏度較高，并且時限很短，這樣就能在短時間內(nèi)直接切除故障。所以，將順勢速斷保護(hù)投入開關(guān)之中，就可以提升供電的可靠性，但是對于靈敏度的要求并不高。

3.2變壓器的保護(hù)

3.2.1變壓器主保護(hù)

在變壓器的主保護(hù)之中主要包含比率差動保護(hù)和差動速斷保護(hù)，具體如圖1所示。圖中，Id為動作電流，Ir為制動電流，Kb1為比率差動制動系數(shù)，Icdqd為差動電流起動值，Ie為變壓器額定電流。

實際上，差動的速斷保護(hù)器本身為差動電流過電力繼電器的反應(yīng)，其本身是針對嚴(yán)重故障過程中保護(hù)好快速動作跳閘，一般來說，其出口的動作時間不會超出15ms。

3.2.2變壓器后備保護(hù)

第一，符合電壓閉鎖過流保護(hù)原理。一旦出現(xiàn)三相短路故障，當(dāng)不存在負(fù)序電壓的情況下，就不會出發(fā)負(fù)序電流繼電器。當(dāng)1FTJ1處于閉合狀態(tài)，所以降低三相電壓，低壓繼電器保持繼續(xù)的工作，這樣就會直接閉合1YJ1（其中1YJ表示的低電壓繼電器，1FYJ表示的負(fù)序過電壓繼電器）。當(dāng)直接閉合之后，在發(fā)生故障的同時，也能讓三相電流繼電器開始動作，這樣就會啟動出口繼電器BCJ，進(jìn)而保護(hù)出口跳閘。在變壓器過流保護(hù)之中，通過符合電壓閉鎖元件的使用，就可以整定其動作電流。當(dāng)動作電流處于相對較小值的時候，就能夠提升其靈敏度。

第二，由于電流的整定值較少，并且上下級的變壓器線路本身就很短。無論出現(xiàn)哪一方面的線路故障，都會直接啟動電流與案件，但是本身欠缺選擇性，并且無論是低電壓元件，還是負(fù)序電壓元件，其本身都屬于啟動的元件，所以本身并不存在多大的整定值。一旦面臨故障，會直接啟動電流元件，進(jìn)而引發(fā)保護(hù)誤動。在使用復(fù)壓閉鎖的時候，需要對低電壓定值和負(fù)序電壓定值進(jìn)行重新的整定。這一刻，電壓主要是對故障加以判斷，基于對線路的保護(hù)處理，可以直接針對性地進(jìn)行整定，并且還會存在一定的保護(hù)范圍，直接轉(zhuǎn)化成為電流啟動電壓的模式。但是，考慮到電壓等級以及線路長短的問題。當(dāng)故障出現(xiàn)在6kV一段母線和二段母線井下的線路末端，這樣就會出現(xiàn)后備的保護(hù)拒動，甚至還可能燒壞?；陟`敏性和可靠性的保護(hù)，盡量不要使用復(fù)壓閉鎖元件。

2.3采區(qū)變電所反時限電流保護(hù)

圖2所示為反時限繼電器特性曲線，通過瞬時動作電流、啟動電流以及反時限特征曲線來對反時限的特性進(jìn)行表達(dá)。其反時限過電流保護(hù)在采區(qū)的變電所裝設(shè)，其動作特征方程如下：

當(dāng)啟動電流比通過繼電器的電流大，則不會有動作出現(xiàn)在繼電器之中。如果繼電器流過的電流比瞬時動作電流大，那么反時限繼電器可以基于動作的時間。如果包含在電流的范圍值之中，在電流繼電器出發(fā)啟動之后，觸點的延時閉合的時間和電流的比值之間存在一定的關(guān)聯(lián)度。K為時間設(shè)定的系數(shù)，K值不同的時候，會有不同的動作曲線存在，當(dāng)K值越小，氣動作的實際時間也會逐漸的減少。

逐級的配合各個保護(hù)工作時限，如此才可以滿足保護(hù)之間的動作選擇性?；谙率龅脑O(shè)定，可以保護(hù)各個線路保護(hù)裝置動作的選擇性。

如，各個啟動電流按照躲過最大負(fù)荷電流的原則來加以整定，其計算從距離電源最遠(yuǎn)的保護(hù)開始，Iop.1屬于整定值，t1為動作時間，如此可以將點a1確定。一旦點k1有故障，受到Ik1.max電流作用，可以讓繼電器本身固有的時間tb整定成為保護(hù)1的時限，進(jìn)而確定好點b。具體見圖2中的曲線1，通過a1和b兩點，按照上述的兩個條件即可確定。

3結(jié)語

總而言之，對于礦山這一環(huán)境而言，供電系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的，因為供電環(huán)境的復(fù)雜性，再加上礦井下的特殊之處，無法保障供電系統(tǒng)的可靠性和安全性。所以，希望通過文中的分析，可以確保礦山供電系統(tǒng)的安全性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]魏志強(qiáng).提高煤礦供電系統(tǒng)可靠性的措施[J].機(jī)電工程技術(shù)，2017，46（09）：151-153.

作者簡介

王金（1980.1.31），性別：男;籍貫：山東;民族：漢;學(xué)歷：本科、學(xué)士;職稱：電氣高級工程師;研究方向：企業(yè)供配電