矿山继电保护系统相关问题的思考

孙 猛

[摘要]继电保护装置在矿山开采过程中,能有效的避免事故的发生,但在使用过程中,也容易出现一些问题,就当前比较常见的问题进行系统分析,并提出相应的解决措施。

[关键词]继电保护矿山故障措施

中图分类号:TM1文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120014-01

继电保护装置在矿山开采供电系统中起到将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于继续遭到破坏,保证其它无故障元件迅速恢复正常运行,避免事故发生或将事故损失降到最低限度的重要作用。然而在现实矿产开采正常生产过程中,因继电保护装置不能正常动作而导致的事故却时有发生,是因为矿山所使用的继电保护装置自身存在各种问题而造成的。

一、继电保护级数较多

以某露天采矿企业为例,输入电压为10000v,输出电压为380v和220v,供电系统有:上级变电所→进线→馈出线→变电所进线→馈出线→采区变电所馈出线→采区变电所进线→采区变电所分柜等多级保护。一般上级变电所给予矿迸线保护的时限是定死的,矿上级变电所过电流时限为1s。按照时限整定遵守时限的阶梯原则,下级保护的时限应比上级保护的时限少0.5s或0.7s,由此可见,如此多的保护极数每级间保护0.5s或0.7s的时限就不能做到,难以保护在供电线路出现故障时不越级跳闸。

解决办法:

1.时间继电器采用精度较高JGL集成电路过电流继电器或SSJ型可以相对缩小相邻两级的时间差,其级差0.1s,整定误差为0.1%(包括过流整定、速断整定)。

2.在上级电力部门不同意增加电源进线时限的情况下,如果开关保护跳闸不会严重扩大停电范围,计算中可以适当合并时限,减少极数。这一办法,经现场应用证明是可靠的。

二、速断保护存在的问题与解决办法

目前,大部分采矿企业继电保护除了进线采用守时限保护外,其余配出线皆采用反时限保护。目前仍以GL型感应式过流继电器用的多,它兼有电流继电器、时间继电器、中间继电器和信号继电器的作用,能同时担负过电流和速断2种保护,从而能大大简化继电保护装置。但是反时限保护的反时限与定时限之间的配合很难。

采取的对策:

1.重点部位的保护采用定时限保护。尽管定时限保护对靠近电源端短路电流保护有一定的缺陷,相对来说在保护配合方面,还是具有相当大的优势。

2.过流保护,前级和终端的相互配合。单台变压器供电过电流整定一般是变压器的定额电流乘以1.1-1.3倍的可靠系数,再确定时限。采区变电所的进线按采区变电所供电变压器的台数总额定电流乘以1.1倍的可靠系数,时限确定仍参照变压器整定时间。中央变电所增加一个时限,上水平变电所增加一个时限,地面变电所增加一个时限,划为四级,这样的确定就供电网络整体来说仍具有选择性。

3.速断保护。遵守速断保护的原则,计算速定值,现场根本无法做到,应根据现场设备运行的实际情况确定。高压电动机按起动电流乘以1.2-1.3倍可靠系数确定,如超过其数值就可确定故障电流。时限整定0s,单台变压器按所供电最大l台电动机的起动电流加上其余电动机及照明等负荷的额定电流进行整定,如整定值计算小于变压器额定电流2倍,按2倍的电流整定(按躲过变压器送电时的激磁涌流)。超过2倍的电流整定值,按计算数据乘以可靠系数确定,采区变电所内进线柜则遵照最大整定值数据加上其余变压器的额定负荷,按等级划分,确定延时时间,仍有选择性,但短路情况下速断保护无选择性。对于一般故障还是具有相当大的优势。

三、继电保护装置容量不能满足生产的需要

随着供电距离的加大和用电负荷的增长,原有继电保护装置不能满足现有负荷用电需求,即使将继电器整定值调整到最大值,在启动大功率负荷时依然会引起继电保护装置的动作。一些小型矿山为节省投资,有时选用其它矿山退役的开关柜。由于该开关柜原有继电保护装置容量与目前负荷不符,经常出现继电保护装置误动作的情况。一些新建矿山,常选择继电保护装置容量偏大的开关柜,但开关柜目前所带负荷较小。如矿方选择许继电气公司产DL-31型容量为10A的定时限继电器,开关柜互感比为75/5的设备来控制电压的变压器。由于DL-31型继电器最小刻度为5A,考虑到开关柜互感比,其最小保护电流为75A。而变压器额定电流为30.3A,正常的变压器过负荷电流应整定为额定电流的1.2-1.4倍,即36.4A-42.4A。由此可以看出,本套继电保护装置无法对该变压器进行过负荷保护。对类似问题,矿方应详细计算用电负荷,准确预测矿山发展趋势,选择容量较为合适的继电保护装置。

四、继电器自身存在的故障

1.对于新装继电器,有时厂家为防止继电器的触点在运输过程中来回碰撞,损坏继电器,便使用捆扎带将触点固定或使用纸片将衔铁塞住。使用者往往忽略这一点,使继电器的常开或常闭触点不能在出现故障时动作,从而导致整套继电保护装置失去应有的作用。因此使用者在继电保护装置投入运行前,务必检查继电器的各触点是否能可靠闭合或断开。

2.触点接触不良。继电器因使用时间较长,且动作触点开断电流较大,往往造成触点的烧蚀或熔化,致使触点的接触电阻较大,动作时不能够很好地闭合或断开,使得继电器的灵敏度大大下降。因此,使用者应定期检查各触点的接触状况,及时进行维护,避免因触点接触不良而导致事故的发生。

五、继电器整定值不合适

继电保护装置的调整主要是依据负荷的大小来确定。一些使用者未能精确计算负荷的大小以确定继电器的动作值。

1.使用者为避免同类继电保护装置特性相同,动作灵敏度相似的情况,常采用定时限继电保护装置与反时限继电保护装置相互结合使用方式来改变这一情况,即变电所进线柜采用定时限继电保护装置控制,而如大功率水泵,割煤机等大型用电设备则采用反时限继电保护装置控制。但因定时限与反时限原理不同,对于该类情况,使用者应重新计算继电器的整定值和动作时限,避免该类情况的出现。

2.对于GL型反时限继电器,其速断值的设定是利用速断旋钮调节衔铁的吸合开距来设定电流值的大小。有时使用者为避免在启动大功率用电设备时因启动电流过大而使开关柜跳闸的情况,将速断旋钮旋至最大,使得速断值达到无穷大的状态,从而使得该继电保护装置在负荷侧发生短路时也不能动作跳闸,失去了应有的保护作用。

六、结束语

正由于继电保护装置在使用过程中容易出现故障,因此,必须对继电保护装置进行定期的维护、整定与测试,发现隐患及时处理,以使继电保护装置在矿山开采的安全生产过程中发挥更加积极的作用。

参考文献:

[1]崔景岳,矿山供电[M].北京:煤炭工业出版社,2003.

[2]徐之,煤矿供电及其设备[M].北京:煤炭工业出版社,2004.

[3]赖昌干,地方煤矿供电与电气化[M].北京:煤炭工业出版社,2003.

作者简介:

孙猛(1969-),男,汉族,重庆人,大专学历,助工(电气、工程类),从事电气自动化控制及电气设备、高低压线路的维修管理工作。