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摘要：川煤集团芙蓉公司是原煤炭部所属国有重点大型煤炭生产企业，电力资源是该煤矿生产所用的主要动力源，假如矿井主要机电设备供电中断，那么会严重影响矿井生产秩序，而且还会对矿井和矿井中得劳动人员的安全造成严重威胁，为了确保该矿井区域内的安全生产，就必须采取相应的措施，确保矿井和矿井中主要机电设备不因条件的恶劣使得供电中断。
关键词：继电器保护、装置整定、配电系统
中图分类号： TM58 文献标识码： A 文章编号：
为降低维护成本，提高产能，该矿区利用继电保护器在矿井35kV变电站的建设中取得广泛应用，它不仅保护着设备本身的安全，而且还保障了矿井生产的正常进行，所以，做好继电保护的整定对于实现矿井设备的安全和生产的正常进行是十分必要的。
1.继电保护的概念和任务
电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。
继电保护的基本任务是：电力系统发生故障时，自动、快速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证非故障设备继续运行，尽量缩小停电范围;电力系统出现异常运行状态时，根据运行维护的要求能自动、及时、有选择地发出告警信号或者减负荷、跳闸。
2.电网相间短路的电流保护
在电网中35kv及以下的较低电压的网络中主要采用三段式电流保护，最主要的优点就是简单、可靠，并且在一般情况下也能够满足快速切除故障的要求。
根据矿区发生事故的情况而言，我们需要用过电流保护装置来躲开最大负荷电流来整定。过电流保护的保护范围是被保护线路的全长至下一回线路的全长。
3.定时限过电流保护
3.1定时限过电流保护的工作原理
定时限过电流保护是指按躲过最大负荷电流整定，并以动作时限保证其选择性的一种保护。输电线路正常运行时它不应启动，发生短路且短路电流大于其动作电流时，保护启动延时动作于断路器跳闸。过电流保护不仅能保护本线路的全长，也能保护相邻线路的全长，是本线路的近后备和相邻线路的远后备保护。
分析过电流保护的工作原理。单侧电源辐射形电网，线路保护1、保护2、保护3装有定时限过电流保护。当线路L3上点发生短路时，短路电流将流过保护1、2、3，一般均大于保护1、2、3均将同时启动。但根据选择性的要求，应该由距离故障点最近的保护3动作，使斷路器QF3跳闸，切除故障，而保护1、2则在故障切除后立即返回。
显然要满足故障切除后，保护1、2立即返回的要求，必须依靠各保护装置具有不同的动作时限来保证。用、、分别表示保护装置1、2、3的动作时限，则有：t1=t2+△t, t2=t3+△t。
从上式可见，保护装置动作时间是从用户到电源逐渐增加，越靠近电源，保护动作时间越长。特点：形状象一个阶梯，故称为梯形时限特性。由于保护时间是固定的，与短路电流大小无关，故此种保护称为定时限过电流保护。
3.2定时限时电流保护的整定计算
定时限过电流保护的动作电流需按以下两个原则整定：
（1）在被保护线路流过最大负荷电流时，保护装置不应动作。
（2）相邻线路短路故障切除后，保护应可靠返回
过电流保护的动作电流为
Iop=KrelKSS*L.max/KreI
3.3 定时限过电流保护的灵敏度校验和保护动作时间
（1）灵敏度校验Ksen=Ik.min/Iop
最小短路电流的确定：
（1）运行方式：短路电流最小的运行方式
（2）短路点位置：保护区末端
（3）短路类型：两相短路
（4）电网连接方式：考虑开环运行，还是闭环运行。
定时限过电流保护应分别校验作本线路近后备保护和作相邻线路及元件远后备保护的灵敏系数。当定时限过电流保护作为主线路主保护的近后备保护时，要求Ksen1.3～1.5；当定时限过电流保护作为相邻线路的远后备保护时，Ksen1.2；作为作为Y,d连接的变压器远后备保护时，短路类型应根据过电流保护接线而定。
（2）保护动作时间
为了保证选择性，过电流保护的动作时间按阶梯原则整定，即从用户到电源的各保护动作时间逐渐增加一个时限级差。
其表达式为tn=t(n+1)max+△t
若本线路的下一级有多条线路时，则本级过电流保护的动作时间应比下级保护中动作时间最长的多出一个。
（3）单相式原理接线图
整定计算：
1)动作电流：
Iop.1=Krel*Kast*Iab.max/Kr=1.2*1*300/0.9=0.4KA
二次侧电流：
I=I’’’op.1/K=0.4KA/K=4A
2)灵敏度：
作为本线路的后备保护即近后备时：
Ksen=I’’k.min/ I’’’op.1
=Es*(Xx.max+X1Lac)/ I’’’op.1
=37*1000*/(0.9+0.4*20)*2*/0.4*1000=5.2>1.5
作为相邻线路的后备保护即远后备时：
Ksen=I’’k.min/ I’’’op.1
=Es* (Xx.max+X1Lac)/ I’’’op.1
=37*1000*/(0.9+0.4*60)*2*/0.4*1000=1.875>1.2
3)动作时限
T’’’1=T’’’2+&t=1.5s+0.5s=2s
4.零序电流保护
一般使用在有条件安装零序电流互感器的线路上，或在电缆线路或经电缆引出的架空线路上。这种保护利用故障线路的零序电流大的特点，来实现有选择性的发出信号后动作于跳闸。
为保证选择性，保护装置的动作电流IOP.0应大于本线路的对地电容电流，即
IOP.0=Krel3UphwCo
式中：Krel为可靠系数，考虑到暂态电流可能比稳态值大很多，一般取值较大，取4-5，采用延时动作的零序电流保护时，可取1.5--2；Co为保护线路每相对地电容；Uph为相电压有效值。
被保护线路单相接地时，流经该线路的零序电流3Uphw(Co--Co)。
校验灵敏系数时，应采用最小运行方式。显然，当出线回路愈多，Co也愈大，保护越灵敏。
5.总结
使用1段、2段或3段组成的阶段式电流保护的主要优点是简单、可靠，并且在一般情况下能够满足快速切除故障的要求，因此在35kv及以下的中、低压网络中得到了广泛应用。其缺点是它直接受电网的接线及电力系统运行方式的影响，例如整定值必须按电网最大运行方式整定，而灵敏性必须用电网最小运行方式来校验，这就难以满足灵敏系数和保护范围的要求。
参考文献
[1]宗金川，李林升．固态继电器简介[J]．机床电器，2012（4）：58-59．[2]陈昌华．固态继电器及其应用[J]．西北电力技术，2013（2）：49-52．[3]赵月姣，朱家驹．固态继电器在单片机测控系统中的应用[J]．中南民族大学学报，2009（3）：51-53，60．[4]王鹏程．交流固态继电器及其在电机可逆运转中的应用[J]．电工技术，2010（5）：33-35．
关键词：继电器保护、装置整定、配电系统
中图分类号： TM58 文献标识码： A 文章编号：
为降低维护成本，提高产能，该矿区利用继电保护器在矿井35kV变电站的建设中取得广泛应用，它不仅保护着设备本身的安全，而且还保障了矿井生产的正常进行，所以，做好继电保护的整定对于实现矿井设备的安全和生产的正常进行是十分必要的。
1.继电保护的概念和任务
电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。
继电保护的基本任务是：电力系统发生故障时，自动、快速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证非故障设备继续运行，尽量缩小停电范围;电力系统出现异常运行状态时，根据运行维护的要求能自动、及时、有选择地发出告警信号或者减负荷、跳闸。
2.电网相间短路的电流保护
在电网中35kv及以下的较低电压的网络中主要采用三段式电流保护，最主要的优点就是简单、可靠，并且在一般情况下也能够满足快速切除故障的要求。
根据矿区发生事故的情况而言，我们需要用过电流保护装置来躲开最大负荷电流来整定。过电流保护的保护范围是被保护线路的全长至下一回线路的全长。
3.定时限过电流保护
3.1定时限过电流保护的工作原理
定时限过电流保护是指按躲过最大负荷电流整定，并以动作时限保证其选择性的一种保护。输电线路正常运行时它不应启动，发生短路且短路电流大于其动作电流时，保护启动延时动作于断路器跳闸。过电流保护不仅能保护本线路的全长，也能保护相邻线路的全长，是本线路的近后备和相邻线路的远后备保护。
分析过电流保护的工作原理。单侧电源辐射形电网，线路保护1、保护2、保护3装有定时限过电流保护。当线路L3上点发生短路时，短路电流将流过保护1、2、3，一般均大于保护1、2、3均将同时启动。但根据选择性的要求，应该由距离故障点最近的保护3动作，使斷路器QF3跳闸，切除故障，而保护1、2则在故障切除后立即返回。
显然要满足故障切除后，保护1、2立即返回的要求，必须依靠各保护装置具有不同的动作时限来保证。用、、分别表示保护装置1、2、3的动作时限，则有：t1=t2+△t, t2=t3+△t。
从上式可见，保护装置动作时间是从用户到电源逐渐增加，越靠近电源，保护动作时间越长。特点：形状象一个阶梯，故称为梯形时限特性。由于保护时间是固定的，与短路电流大小无关，故此种保护称为定时限过电流保护。
3.2定时限时电流保护的整定计算
定时限过电流保护的动作电流需按以下两个原则整定：
（1）在被保护线路流过最大负荷电流时，保护装置不应动作。
（2）相邻线路短路故障切除后，保护应可靠返回
过电流保护的动作电流为
Iop=KrelKSS*L.max/KreI
3.3 定时限过电流保护的灵敏度校验和保护动作时间
（1）灵敏度校验Ksen=Ik.min/Iop
最小短路电流的确定：
（1）运行方式：短路电流最小的运行方式
（2）短路点位置：保护区末端
（3）短路类型：两相短路
（4）电网连接方式：考虑开环运行，还是闭环运行。
定时限过电流保护应分别校验作本线路近后备保护和作相邻线路及元件远后备保护的灵敏系数。当定时限过电流保护作为主线路主保护的近后备保护时，要求Ksen1.3～1.5；当定时限过电流保护作为相邻线路的远后备保护时，Ksen1.2；作为作为Y,d连接的变压器远后备保护时，短路类型应根据过电流保护接线而定。
（2）保护动作时间
为了保证选择性，过电流保护的动作时间按阶梯原则整定，即从用户到电源的各保护动作时间逐渐增加一个时限级差。
其表达式为tn=t(n+1)max+△t
若本线路的下一级有多条线路时，则本级过电流保护的动作时间应比下级保护中动作时间最长的多出一个。
（3）单相式原理接线图
整定计算：
1)动作电流：
Iop.1=Krel*Kast*Iab.max/Kr=1.2*1*300/0.9=0.4KA
二次侧电流：
I=I’’’op.1/K=0.4KA/K=4A
2)灵敏度：
作为本线路的后备保护即近后备时：
Ksen=I’’k.min/ I’’’op.1
=Es*(Xx.max+X1Lac)/ I’’’op.1
=37*1000*/(0.9+0.4*20)*2*/0.4*1000=5.2>1.5
作为相邻线路的后备保护即远后备时：
Ksen=I’’k.min/ I’’’op.1
=Es* (Xx.max+X1Lac)/ I’’’op.1
=37*1000*/(0.9+0.4*60)*2*/0.4*1000=1.875>1.2
3)动作时限
T’’’1=T’’’2+&t=1.5s+0.5s=2s
4.零序电流保护
一般使用在有条件安装零序电流互感器的线路上，或在电缆线路或经电缆引出的架空线路上。这种保护利用故障线路的零序电流大的特点，来实现有选择性的发出信号后动作于跳闸。
为保证选择性，保护装置的动作电流IOP.0应大于本线路的对地电容电流，即
IOP.0=Krel3UphwCo
式中：Krel为可靠系数，考虑到暂态电流可能比稳态值大很多，一般取值较大，取4-5，采用延时动作的零序电流保护时，可取1.5--2；Co为保护线路每相对地电容；Uph为相电压有效值。
被保护线路单相接地时，流经该线路的零序电流3Uphw(Co--Co)。
校验灵敏系数时，应采用最小运行方式。显然，当出线回路愈多，Co也愈大，保护越灵敏。
5.总结
使用1段、2段或3段组成的阶段式电流保护的主要优点是简单、可靠，并且在一般情况下能够满足快速切除故障的要求，因此在35kv及以下的中、低压网络中得到了广泛应用。其缺点是它直接受电网的接线及电力系统运行方式的影响，例如整定值必须按电网最大运行方式整定，而灵敏性必须用电网最小运行方式来校验，这就难以满足灵敏系数和保护范围的要求。
参考文献
[1]宗金川，李林升．固态继电器简介[J]．机床电器，2012（4）：58-59．[2]陈昌华．固态继电器及其应用[J]．西北电力技术，2013（2）：49-52．[3]赵月姣，朱家驹．固态继电器在单片机测控系统中的应用[J]．中南民族大学学报，2009（3）：51-53，60．[4]王鹏程．交流固态继电器及其在电机可逆运转中的应用[J]．电工技术，2010（5）：33-35．