微机综合保护器在矿井供电中的应用

发布时间：2022-03-14 15:26:39 浏览数：次

(鄂尔多斯神东工程设计有限公司，内蒙古伊金霍洛旗 017209)
摘要：以神东矿区为例，介绍了神东矿区矿井供电系统中广泛使用的微机综合保护器的功能、原理以及优点，指出微机综合保护装置保护齐全、功能完善、性能优良可靠，可应用于各类供电系统以及多行业中的供电系统。

关键词：微机保护；零序；矿井供电
中图分类号：TM5∶TP39 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2009)05—0092—01

根据《煤矿安全规程》2008版，第455条中规定：“井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短路、过负荷、接地、欠压释放保护、单相断线、漏电闭锁等保护。”以往我们解决这些问题都是通过各类热继电器进行保护。然而传统的热继电器本身的工作原理决定了其反应值与测量值之间存在不小的误差。微机综合保护装置采用计算机数字处理技术，工作原理科学，逻辑严密；计量精度高，重复误差小，功能齐全、完善；因此在神东矿区得到广泛使用。
1 功能

目前神东矿区广泛使用的SDZB型微机综合保护装置除了满足煤矿安全规程中规定的短路、过载、欠电压、断相、漏电闭锁功能外还具有电缆绝缘监视保护、过电压保护、保护器自检功能以及故障记忆查询功能、模拟故障实验功能；该保护器自带四个分继电器分别对应短路、过载、漏电、监视不同的故障，相应的分继电器输出两组无源节点以实现保护跳闸。并且根据煤矿这个特殊行业对供电可靠性要求高的情况，当系统欠电压时，保护器只报警不动作。
2 原理
2.1 过流保护

过流保护分过载与速断分两种情况：保护器根据电流值来判断属于哪种情况，Ig/Ie＞5，保护特性为速断；Ig/Ie=1．15～3，保护特性为反时限过流。
2.1.1 过载保护电流值根据用户负荷情况自行设置，调整范围为0.2-1.4倍，保护特性为反时限过流，保护时限设定根据电动机启动反时限特性来设定，分为8档，用户可根据负载情况不同进行设定。

上图中，反时限过流保护动作电流I1＞I2＞I3；延时整定值t3＞t2＞t1；当Ig＞I1时，且延时t1s时，保护器动作。
2.1.2 短路保护电流值根据用户负荷情况自行调整，调整范围为1.6-10.0倍，保护特性为速断，动作时间小于0.1s，精度±8％。

速断保护动作电流Ids整定值按下列两条计算原则中所得的最大值选定：
2.1.2.1 为了保证电动机在满载起动过程中速断保护可靠地不动作，要求电流速断保护的动作电流Ids必须不大于电动满载起动时的起动电流Iq，得

I_ds=K_c·I_q=K_k·K_qI_e
式中：I_e——电动机的额定电流；
K_q——电动机起动系数，一般取4～7；
K_k——可靠系数，取1．2～1．3。
2.1.2.2 在电动机附近速断保护范围之外短路时，要求Ids必须大于次暂态短路电流I″d。
Ids=Kk·I″d=(1．2～1．3)I″d
2.2 零序保护

漏电保护采用电流型漏电保护进行。采用零序电流法进行选择性检漏保护。保护时，对应的分继电器动作并输出无源节点进行跳闸动作。具体应用，让三相导线一起穿过一零序电流互感器，利用零序电流互感器来检测三相的电流矢量和，即零序电流Io，IA+IB＋IC=IO，当线路上所接的三相负荷完全平衡时（无接地故障，且不考虑线路、电器设备的泄漏电流），IO=0；当线路上所接的三相负荷不平衡，则IO=IN，此时的零序电流为不平衡电流IN；当某一相发生接地故障时，必然产生一个单相接地故障电流Id，此时检测到的零序电流IO=IN+Id，是三相不平衡电流与单相接地电流的矢量和。漏电零序电流的整定值应躲过电动机在起动过程中由于三相电流不完全对称而出现的三倍不平衡零序电流，延时整定为0．5s，以此延时来躲过相间短路对零序电流保护的影响。
2.3 绝缘监视保护

当双屏蔽电缆屏蔽线芯与屏蔽地芯之间的绝缘电阻值Rd降低到Rd＜3KΩ，保护器动作；当Rd＞5.5KΩ，保护器不动作；当双屏蔽电缆屏蔽线芯与屏蔽地芯之间的回路电阻值Rk增加到Rk＞1.5KΩ，保护器动作；当Rk＜0.8KΩ，保护器不动作。
2.4 电压保护

电网电压降低到额定65％时，保护器发出报警信号，不动作；电网电压升高到额定118％时，保护器动作。
3 结论

基于煤炭行业对供电系统的特殊要求，该类微机综合保护装置的适用性是显而易见的，该类产品具有理想的保护性能和智能化的故障诊断功能。现场运行表明，该保护器功能强，性价比高，运行稳定、可靠，具有良好的推广应用前景。

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