煤矿10kV变电所继电保护整定方法探析

张鹏飞（山东省天安矿业集团有限公司,山东　嘉祥　272400）

煤矿10kV变电所继电保护整定方法探析

张鹏飞
（山东省天安矿业集团有限公司,山东嘉祥272400）

继电保护装置是保证煤矿安全供电的重要工具,能够在煤矿供电系统出现故障时迅速、准确地切除故障元件,保证煤矿电网安全稳定的运行。煤矿继电保护装置应满足可靠性、灵敏性、选择性和速动性这4个基本要求,而继电保护计算是确保满足这四个要求的主要手段之一，本文结合工程实际，详细介绍了煤矿10kV变电所继电保护整定的方法，对今后煤矿企业继电保护整定计算具有一定的借鉴意义。

变电所；继电保护；供电系统

0　工程概况

该10kV变电所是煤矿一风井变电所，双回路供电，一用一备，分别引自上级变电所的不同母线段，主要负荷有两台风机及两台变压器，风机及变压器均为一用一备。

1　短路电流计算

1.1 10kV变电所短路参数

该矿上级10kV变电所母线处短路参数如下：

最大运行方式下的短路容量：55.9MVA，短路电流：3.074kA；最小运行方式下的短路容量：46.4MVA，短路电流：2.554kA；基准容量取100MVA。

1.2电抗计算

（1）系统电抗

1.3 10kV母线处短路电流计算

（1）最大运行方式下10kV母线处的三相短路超瞬态电流

（2）最大运行方式下10kV母线处的短路容量

（3）最小运行方式下10kV母线处的三相短路超瞬态电流

（4）最小运行方式下10kV母线处的短路容量

（5）最小运行方式下10kV母线处的两相短路超瞬态电流

1.4 变压器低压侧短路电流计算

变压器型号SCB1010/0.4kV630kVAD,yn11

变压器的阻抗平均值（归算到400V侧）为:

（1）最大运行方式下

变压器高压侧系统阻抗（归算到400V侧）

变压器低压网络三相短路电流变压器低压网络三相短路电流

最小运行方式下，变压器低压网络三相短路电流为12.22kA，流过高压侧的短路电流为282.2A；

2　继电保护整定计算

2.1 进线柜继电保护整定

变电所两回路进线供电负荷相同，平时为一用一备，供电给一台风机和一台变压器。风机的容量为2×355kW（分1、2级主电机，同时工作不同时启动），功率因数为0.85，额定电流为24.1A，启动倍数定为6；变压器的容量为630kVA，高压侧的额定电流为36.4A，计算电流为29A；电流互感器的变比为150/5A。（可靠系数）：用于过电流保护时取1.2，用于电流速断保护时取1.3；(接线系数)：取1；（线路过负荷电流）；（继电器返回系数）：取0.85；（电流互感器变比）：取30。

保护装置一次动作电流

保护装置灵敏系数

取动作时间1s。

（2）带时限电流速断保护

取整数22A

保护装置的一次动作电流

保护装置灵敏系数

取动作时间：0.4s。

2.2 变压器柜（3AH柜、17AH柜）继电保护整定

变压器的容量为630kVA，高压侧的额定电流为36.4A，计算电流为48A（按负荷率80%计算）；电流互感变比为75/5A。（可靠系数）：用于过电流保护时取1.2，用于电流速断保护时取1.3；(接线系数)：取1；（变压器高压侧额定电流）36.4A；（继电器返回系数）：取0.85；（电流互感器变比）：取25；（过负荷系数）：取3。

（1）过电流保护

取整数10A。

保护装置一次动作电流

保护装置灵敏系数

取动作时间0.7s。

瞬动电流倍数（电流速断保护装置动作电流与过电流保护装置动作电流之比）为25÷10=2.5，取3倍。

保护装置的一次动作电流

保护装置的灵敏系数

2.3 风机柜继电保护整定

风机单级电机的容量为355kW，功率因数为0.8，额定电流为25.6A，电流互感器的变比为50/5A。（可靠系数）：用于电流速断保护时取1.4；(接线系数)：取1；（电动机额定电流）；

（1）电流速断保护

保护装置的一次动作电流

保护装置的灵敏系数

（2）低电压保护

电压整定值取额定电压的70%，动作时间取0.5s。

2.4母联柜（9AH柜）继电保护整定

（1）过电流保护

保护装置的动作电流（应躲过任一母线段的最大负荷电流）

保护装置的一次动作电流

最大运行方式下，变压器低压网络三相短路电流为12.62kA，流过高压侧的短路电流为291.5A；

（2）最小运行方式下

变压器高压侧系统阻抗（归算到400V侧）

保护装置的灵敏系数

取动作时间：1s。

3　结语

本文详细介绍了矿井10kV变电所继电保护整定计算方法，正确的计算保护定值可以避免因电气设备继电保护装置整定值不合适而造成的越级跳闸事故，提高煤矿供电的安全性和可靠性,对煤矿电网的安全稳定运行具有极其重要的现实意义。

张鹏飞（1985-），男，山东潍坊人。2008年毕业于山东科技大学电气工程及其自动化专业，本科。助理工程师，从事煤矿机电技术管理工作。