总第１７２期 机械管理开发 ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬ０ＰＭＥＮＴ Ｔｏｔａｌ １７２ Ｎｏ．８，２０１７ ２０１７年第８期 啤呻 ＤＯＩ：１０．１６５２５０．ｃｎｋｉ．ｃｎ１４－１１３４／ｔｈ．２０１７．０８．２３ 煤矿井下继电保护装置的整定分析 郭建明 （西山煤电建筑工程集团有限公司矿建第一分公司， 山西太原摘０３００５３） 要：了解继电保护装置的分类和继电保护装置的四个基本要求，重点分析井下开关保护的整定计算，初步 装置整定 掌握了井下低压系统的保护整定，以增强机电设备专责人在实际工作中对矿井电气设备安全使用的意识。 关键词：继电保护中图分类号：ＴＭ７７４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—７７３Ｘ（２０１７）０８—００５４—０２ １继电保护装置的发展和用途 ３继电保护装置的四个基本要求 ３．１选择性 供电系统在运行中经常发生各种故障和不正常 工作状态。为防止短路故障及不正常工作状态（如过 负荷、一线接地以及电压和频率过高或过低等）造成 对电气设备的危害，必须有保护装置。 保护装置由简单的熔断器发展到电磁式、电子 式再到现在复杂的微机保护继电保护。继电保护装 置是由一个或几个继电器组成的自动装置。当被保 系统发生短路时，保护装置应有选择地切除故 障部分，保证非故障部分仍然继续运行。如图１所示 的系统，当Ｄ点短路时，短路电流经过断路器１、３、 ５，但只应使５断开。如断路器３或１断开，则扩大了 停电范围，这种情况称为无选择性动作。 保护装置整定值不合理或断路器的操作机构不 良（拒绝动作）都可能造成无选择性动作。 Ｚ ——护的电气设备出现故障或不正常工作状态时，继电 器就动作发出信号或使断路器断开电路。 ２继电器种类划分 继电器种类繁多，可按下述原则划分： １）按输入物理量的种类分：电气继电器、机械继 电器、光继电器和热继电器。 ［＝］－ ３—１ — —— －１ ，ｎ ——４ ［］ ２）按输人物理量的性质分：电流继电器、电压继 电器、功率方向继电器和频率继电器等。 ３）按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、磁电 式和电子式等。 ４）按与电力回路连接方式分：一次式（接在被保 护设备回路中）、二次式（继电器经互感器与被保护 回路联接）。 ５）按动作跳闸的方法分：直接动作式（继电器直 接作用于断路器的跳闸机构）、间接式（继电器的接 点闭合断路器的跳闸线圈）； ６）按继电器的职能分：直接反应物理量的主继 电器（电流继电器、电压继电器等），增加接点、增大 图１继电保护系统选择性保护简图 ３．２速动性 电力系统发生短路后，切除故障的动作越迅速， 则故障的范围越小，对非故障设备的不良影响也越 小。因此要求继电保护装置动作迅速。 应该指出，不分条件一概要求动作迅速是不恰 当的。如图１所示系统中Ｄ点短路时，设于１、３、５处 的继电器都可能动作。这时要求５处的继电保护装 置立即动作，３处保护动作应稍迟，１处保护动作更 迟些，这样才能保证有选择性地切除故障元件。 ３．３灵敏性 继电保护装置对所保护设备可能发生的故障或 接点容量或建立时限的辅助继电器（中间继电器、时 间继电器和信号继电器等）。 收稿日期：２０１７—０３—２４ 不正常运行状态的反应要有足够的灵敏性。保护装 置的灵敏性用灵敏系数 衡量。 反应于数值上升的，如过流保护装置的灵敏系 数为： 作者简介：郭建明（１９７１一），男，本科，机电工程师，主要从事 机电管理工作。 Ｋｍ＝等． ２０１７年第８期 郭建明：煤矿井下继电保护装置的整定分析 式中：，ｄ． 为被保护设备可能发生的最小短路电流， ，也为继电保护装置的动作电流（整定值）。 反应于数值下降的，如欠（低）压继电器的灵敏 系数为： 流值进行校验，应符合以下公式的要求： ～≥１．５。 』 若经校验，两相短路电流不能满足以上公式时， 可采取以下措施：加大干线或支线电缆截面；减少低 压电缆线路的长度；采用相敏保护器或软起动等新 技术提高灵敏度；换用大容量变压器或采取变压器 并联；增设分段保护开关；采用移动变电站或移动变 压器。 Ｋｉｎ＝等． 式中： 为电压继电器的动作电压（整定值）， ． 为短路时母线电压可能保持的最大值。 要使保护装置在被保护设备任一处故障时能动 ５．２电子保护器的电流整定 作，则灵敏系数必须大于１，即Ｋｍ＞１。《继电保护和 自动装置规程》中对各种保护装置的最小灵敏系数 规定有１．２、１．２５、１．５、２四级。在设计继电保护装置 时，必须严格遵守此规定。 ３．４可靠性 继电保护装置的工作必须可靠，当需要动作时 应准确动作，不误动。继电保护误动一次，就会给生 产和设备造成很大伤害。 ４短路电流的计算方法 选择短路保护装置的整定电流时，需计算两相 短路电流值，可按以下公式计算： Ｉ（ ｄ 一 —２—————— Ｉ———— ７ ７． ／（∑Ｒ）一＋（Ｘｘ）一 ∑Ｒ＝Ｒ１ ２＋ ｂ＋尺２， ∑ｘ＝ｘ ｘ、｝Ｋ ＋Ｘ Ｘ２． 式中：厶 为两相短路电流，Ａ；∑Ｒ、∑ 分别为短路 回路内一相电阻、电抗值的总和，Ｑ； 为根据三相 短路容量计算的系统电抗值，Ｑ；Ｒ 、 分别为高压 电缆的电阻、电抗值，Ｑ；Ｋｂ为矿用变压器的变比； Ｒ 、 分别为矿用变压器的电阻、电抗值，Ｑ；Ｒ 、 分别为低压电缆的电阻、电抗值，Ｑ； 为变压器二 次测的额定电压。 利用以上公式计算两相短路电流时，不考虑短 路电流周期分量的衰减，短路回路的接触电阻和电 弧电阻也忽略不计。 若需要计算三相短路电流值，可按以下公式计算： （３） （２） ，ｄ＝１．１５Ｉｄ ． ５电缆线路的短路保护 ５．１ 电磁式过流继电器的整定 １）对于电流电缆干线的装置公式按，ｚ≥ ∑ 计算。 ２）对于保护电缆支线的装置公式按，２≥ 计算。 按以上选择出来的整定值，还应用两相短路电 馈电开关中电子保护器的短路保护整定原则按 ５．１进行整定和校验，其整定范围为（３～ｌｏ）Ｌ；其过载 延时保护电流整定值按实际负载电流值整定，其范 围为（０．４ １） 。 为馈电开关额定电流。 电磁起动器中电子保护器的过流整定值，按以 下公式选择： ≤ 。式中： 为电子保护器的过流整 定值，取电动机额定电流近似值，Ａ； 为电动机的额 定电流，Ａ。 当运行中电流超过，ｚ值时，即视为过载，电子保 护器延时动作；当运行中电流达到，２值得８倍及以 上时，即视为短路，电子保护器瞬时动作。 按上述规定选择出来的整定值，也应以两相短路 ，（２） 电流值进行校验，应符合以下公式的要求： ｄ＿≥１．２。 ６』ｚ ５．３熔断器熔体额定电流的选择 １）对于保护电缆干线的装置，按公式，Ｒ一 ＋ＥＬ选择。 ２）对于保护电缆支线的装置，按公式，Ｒ一 选择。当容量最大电动机起动时，保证熔体 不熔化系数，对不经常起动或轻载启动的取２．５，对 频繁起动或带负载起动取１．８～２．０。 ３）对于保护照明负荷的装置，按公式，Ｒ一 选择。 （２） ４）选用的熔体，应按以下公式校验： ＞ｉ４～７。 』Ｒ 当容量最大电动机起动时，保证熔体不融化系数，频 繁起动的取７，不频繁起动的取４，通常情况取６。 ６结语 通过上文分析，可以对继电保护的重要性有更 深一步的了解。初步掌握井下低压系统的保护整定， 在日常工作中能进一步规范供电系统的整定保护， 对煤矿供电系统的安全起到真正作用。 （编辑：赵婧） （下转第８０页） 机械管理开发 ｊｘｇｌｋｔｂｊｂ＠１２６．ｃｏｎｒ 第３２卷 石棉闸瓦。制动器应能在设定不同油压的工况下工 作并能满足相关标准要求，当制动器工作油压Ｉ＞０．３ 倍的额定工作油压下松闸间隙为２ ｍｌｎ时，抱闸后 活塞至制动缸缸底的距离不小于２ ｍｍ。制动缸与油 管间采用Ａ型平面密封并装配放气装置，制动头应 有起重和润滑用的吊环、油嘴（杯）等装置。制动头应 诊断功能，能及时发出安全报警信号和安全制动指 令，所发信号必须声光（或汉字）俱全并自动记录故 障状态的各项参数。 恒减速安全制动在发生任何事故的状态下，能 实现恒减速制动工况，制动时总制动力维持１．５ ２．２ ｍ／ｓ 的制动减速度。恒减速制动反应时间，事故状态 坚固耐用并便于维修，并且配装闸间隙保护开关。 制动器的副数和正压力以及安装支架由中标厂 家现场测绘和设计，日常使用的工作油压不得大于 液压站和制动器额定压力的０．８５～０．９倍。 液压站采用单泵单回路液压站两台，油泵外置： 每台均有的安全制动和工作制动回路，安全制动 的液压泄油回路不少于两条；液压站应具有油温加 热、冷却和温度控制指示装置，有制动油超压、超温、滤 油器堵塞、油箱油位低等保护、报警功能等。液压站的 额定油压、额定排量、额定功率能满足现场安装条件。 发生时，从停车信号发出，系统制动过渡到恒减速制 动时间一般在０．８ Ｓ内。 制动闸部分，每个制动单元均设有磁感应传感 器以监视闸瓦磨损及弹簧失效，当闸瓦磨损到限定 值时或某片碟形弹簧失效时，传感器会通过电控进 行报警。闸瓦磨损监测装置采用无触点传感器并可 以全数字显示。 ３结语 该矿井实际运行表明，提升机恒减速制动控制 系统实际运行当中，平稳可靠、制动平稳，各项运行 性能指标均符合当初设计要求。说明此次改造大大 提高了提升机恒减速制动系统的制动平稳性、安全 性，提升了钢丝绳在使用过程中的防滑极限，大大提 高了矿井安全生产水平。 （编辑：赵琳琳） 恒减速控制装置必须具有减速度恒值闭环自动 控制功能，安全制动电气控制系统必须具有双回路 控制功能。系统应配备的双线制测速装置；有正 常工况、故障状态的报警显示功能；具有控制系统自 Ｖｉｃｅ Ｓｈａｆｔ ＤＣ Ｈｏｉｓｔ Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ Ｂｒａｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｚｈａｉ Ｊｕｎｄｕｎ （Ｓｉｊｉａｚｈｕａｎｇ Ｃｏａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆ Ｙａｎｇｑｕａｎ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ Ｇｒｏｕｐ，Ｙａｎｇｑｕａｎ Ｓｈａｎｘｉ ０４５３００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ｔｈｅ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｓｈａｆｔ ＤＣ ｈｏｉｓｔ ｆｏｒ ｍｕｌｉｔ ｒｏｐｅ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｈｏｉｓｔ ｂｒａｋｅ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｔｏｒｑｕｅ ｂｒａｋｉｎｇ ｍｏｄｅ， ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｍｕｌｔｉ ｒｏｐｅ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｔｙｐｅ ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｓａｆｅｔｙ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｈｏｉｓｔ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｂｒａｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｆｏｒ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒａｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒ￣：ｈｏｉｓｔ；ｃｏｎｓｔａｎｔ ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ；ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｓｙｓｔｅｍ （上接第５５页） Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｓｅｔｔｉｎｇ ｏｆ Ｒｅｌａｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ ｉｎ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ Ｇｕｏ Ｊｉａｎｍｉｎｇ （Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｘｉｓｈａｎ Ｃｏａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ Ｇｒｏｕｐ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｓｈａｎｘｉ ０３００５３） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｂａｓｉｃ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｃｌａｓｓｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｏｆ ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｓｅｔｔｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｄｏｗｎｈｏｌｅ ｓｗｉｔｃｈ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｋｅｙ，ｉｎｉｔｉａｌ ｇｒａｓｐ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｅｔｔｉｎｇ，ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｎｔａｃｔ ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｓａｆｅｔｙ ａｗａｒｅｎｅｓｓ ｏｆ ｍｉｎｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｕｓｅ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｗｏｒｋ． Ｋｅｙ ｗｏｒ￣：ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｓｅｔｔｉｎｇ
