礦山繼電保護(hù)系統(tǒng)相關(guān)問(wèn)題的思考

孫 猛

[摘要]繼電保護(hù)裝置在礦山開(kāi)采過(guò)程中,能有效的避免事故的發(fā)生,但在使用過(guò)程中,也容易出現(xiàn)一些問(wèn)題,就當(dāng)前比較常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)分析,并提出相應(yīng)的解決措施。

[關(guān)鍵詞]繼電保護(hù)礦山故障措施

中圖分類號(hào):TM1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1120014-01

繼電保護(hù)裝置在礦山開(kāi)采供電系統(tǒng)中起到將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞,保證其它無(wú)故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行,避免事故發(fā)生或?qū)⑹鹿蕮p失降到最低限度的重要作用。然而在現(xiàn)實(shí)礦產(chǎn)開(kāi)采正常生產(chǎn)過(guò)程中,因繼電保護(hù)裝置不能正常動(dòng)作而導(dǎo)致的事故卻時(shí)有發(fā)生,是因?yàn)榈V山所使用的繼電保護(hù)裝置自身存在各種問(wèn)題而造成的。

一、繼電保護(hù)級(jí)數(shù)較多

以某露天采礦企業(yè)為例,輸入電壓為10000v,輸出電壓為380v和220v,供電系統(tǒng)有:上級(jí)變電所→進(jìn)線→饋出線→變電所進(jìn)線→饋出線→采區(qū)變電所饋出線→采區(qū)變電所進(jìn)線→采區(qū)變電所分柜等多級(jí)保護(hù)。一般上級(jí)變電所給予礦迸線保護(hù)的時(shí)限是定死的,礦上級(jí)變電所過(guò)電流時(shí)限為1s。按照時(shí)限整定遵守時(shí)限的階梯原則,下級(jí)保護(hù)的時(shí)限應(yīng)比上級(jí)保護(hù)的時(shí)限少0.5s或0.7s,由此可見(jiàn),如此多的保護(hù)極數(shù)每級(jí)間保護(hù)0.5s或0.7s的時(shí)限就不能做到,難以保護(hù)在供電線路出現(xiàn)故障時(shí)不越級(jí)跳閘。

解決辦法:

1.時(shí)間繼電器采用精度較高JGL集成電路過(guò)電流繼電器或SSJ型可以相對(duì)縮小相鄰兩級(jí)的時(shí)間差,其級(jí)差0.1s,整定誤差為0.1%(包括過(guò)流整定、速斷整定)。

2.在上級(jí)電力部門(mén)不同意增加電源進(jìn)線時(shí)限的情況下,如果開(kāi)關(guān)保護(hù)跳閘不會(huì)嚴(yán)重?cái)U(kuò)大停電范圍,計(jì)算中可以適當(dāng)合并時(shí)限,減少極數(shù)。這一辦法,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明是可靠的。

二、速斷保護(hù)存在的問(wèn)題與解決辦法

目前,大部分采礦企業(yè)繼電保護(hù)除了進(jìn)線采用守時(shí)限保護(hù)外,其余配出線皆采用反時(shí)限保護(hù)。目前仍以GL型感應(yīng)式過(guò)流繼電器用的多,它兼有電流繼電器、時(shí)間繼電器、中間繼電器和信號(hào)繼電器的作用,能同時(shí)擔(dān)負(fù)過(guò)電流和速斷2種保護(hù),從而能大大簡(jiǎn)化繼電保護(hù)裝置。但是反時(shí)限保護(hù)的反時(shí)限與定時(shí)限之間的配合很難。

采取的對(duì)策:

1.重點(diǎn)部位的保護(hù)采用定時(shí)限保護(hù)。盡管定時(shí)限保護(hù)對(duì)靠近電源端短路電流保護(hù)有一定的缺陷,相對(duì)來(lái)說(shuō)在保護(hù)配合方面,還是具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。

2.過(guò)流保護(hù),前級(jí)和終端的相互配合。單臺(tái)變壓器供電過(guò)電流整定一般是變壓器的定額電流乘以1.1-1.3倍的可靠系數(shù),再確定時(shí)限。采區(qū)變電所的進(jìn)線按采區(qū)變電所供電變壓器的臺(tái)數(shù)總額定電流乘以1.1倍的可靠系數(shù),時(shí)限確定仍參照變壓器整定時(shí)間。中央變電所增加一個(gè)時(shí)限,上水平變電所增加一個(gè)時(shí)限,地面變電所增加一個(gè)時(shí)限,劃為四級(jí),這樣的確定就供電網(wǎng)絡(luò)整體來(lái)說(shuō)仍具有選擇性。

3.速斷保護(hù)。遵守速斷保護(hù)的原則,計(jì)算速定值,現(xiàn)場(chǎng)根本無(wú)法做到,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況確定。高壓電動(dòng)機(jī)按起動(dòng)電流乘以1.2-1.3倍可靠系數(shù)確定,如超過(guò)其數(shù)值就可確定故障電流。時(shí)限整定0s,單臺(tái)變壓器按所供電最大l臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流加上其余電動(dòng)機(jī)及照明等負(fù)荷的額定電流進(jìn)行整定,如整定值計(jì)算小于變壓器額定電流2倍,按2倍的電流整定(按躲過(guò)變壓器送電時(shí)的激磁涌流)。超過(guò)2倍的電流整定值,按計(jì)算數(shù)據(jù)乘以可靠系數(shù)確定,采區(qū)變電所內(nèi)進(jìn)線柜則遵照最大整定值數(shù)據(jù)加上其余變壓器的額定負(fù)荷,按等級(jí)劃分,確定延時(shí)時(shí)間,仍有選擇性,但短路情況下速斷保護(hù)無(wú)選擇性。對(duì)于一般故障還是具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。

三、繼電保護(hù)裝置容量不能滿足生產(chǎn)的需要

隨著供電距離的加大和用電負(fù)荷的增長(zhǎng),原有繼電保護(hù)裝置不能滿足現(xiàn)有負(fù)荷用電需求,即使將繼電器整定值調(diào)整到最大值,在啟動(dòng)大功率負(fù)荷時(shí)依然會(huì)引起繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作。一些小型礦山為節(jié)省投資,有時(shí)選用其它礦山退役的開(kāi)關(guān)柜。由于該開(kāi)關(guān)柜原有繼電保護(hù)裝置容量與目前負(fù)荷不符,經(jīng)常出現(xiàn)繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作的情況。一些新建礦山,常選擇繼電保護(hù)裝置容量偏大的開(kāi)關(guān)柜,但開(kāi)關(guān)柜目前所帶負(fù)荷較小。如礦方選擇許繼電氣公司產(chǎn)DL-31型容量為10A的定時(shí)限繼電器,開(kāi)關(guān)柜互感比為75/5的設(shè)備來(lái)控制電壓的變壓器。由于DL-31型繼電器最小刻度為5A,考慮到開(kāi)關(guān)柜互感比,其最小保護(hù)電流為75A。而變壓器額定電流為30.3A,正常的變壓器過(guò)負(fù)荷電流應(yīng)整定為額定電流的1.2-1.4倍,即36.4A-42.4A。由此可以看出,本套繼電保護(hù)裝置無(wú)法對(duì)該變壓器進(jìn)行過(guò)負(fù)荷保護(hù)。對(duì)類似問(wèn)題,礦方應(yīng)詳細(xì)計(jì)算用電負(fù)荷,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)礦山發(fā)展趨勢(shì),選擇容量較為合適的繼電保護(hù)裝置。

四、繼電器自身存在的故障

1.對(duì)于新裝繼電器,有時(shí)廠家為防止繼電器的觸點(diǎn)在運(yùn)輸過(guò)程中來(lái)回碰撞,損壞繼電器,便使用捆扎帶將觸點(diǎn)固定或使用紙片將銜鐵塞住。使用者往往忽略這一點(diǎn),使繼電器的常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)不能在出現(xiàn)故障時(shí)動(dòng)作,從而導(dǎo)致整套繼電保護(hù)裝置失去應(yīng)有的作用。因此使用者在繼電保護(hù)裝置投入運(yùn)行前,務(wù)必檢查繼電器的各觸點(diǎn)是否能可靠閉合或斷開(kāi)。

2.觸點(diǎn)接觸不良。繼電器因使用時(shí)間較長(zhǎng),且動(dòng)作觸點(diǎn)開(kāi)斷電流較大,往往造成觸點(diǎn)的燒蝕或熔化,致使觸點(diǎn)的接觸電阻較大,動(dòng)作時(shí)不能夠很好地閉合或斷開(kāi),使得繼電器的靈敏度大大下降。因此,使用者應(yīng)定期檢查各觸點(diǎn)的接觸狀況,及時(shí)進(jìn)行維護(hù),避免因觸點(diǎn)接觸不良而導(dǎo)致事故的發(fā)生。

五、繼電器整定值不合適

繼電保護(hù)裝置的調(diào)整主要是依據(jù)負(fù)荷的大小來(lái)確定。一些使用者未能精確計(jì)算負(fù)荷的大小以確定繼電器的動(dòng)作值。

1.使用者為避免同類繼電保護(hù)裝置特性相同,動(dòng)作靈敏度相似的情況,常采用定時(shí)限繼電保護(hù)裝置與反時(shí)限繼電保護(hù)裝置相互結(jié)合使用方式來(lái)改變這一情況,即變電所進(jìn)線柜采用定時(shí)限繼電保護(hù)裝置控制,而如大功率水泵,割煤機(jī)等大型用電設(shè)備則采用反時(shí)限繼電保護(hù)裝置控制。但因定時(shí)限與反時(shí)限原理不同,對(duì)于該類情況,使用者應(yīng)重新計(jì)算繼電器的整定值和動(dòng)作時(shí)限,避免該類情況的出現(xiàn)。

2.對(duì)于GL型反時(shí)限繼電器,其速斷值的設(shè)定是利用速斷旋鈕調(diào)節(jié)銜鐵的吸合開(kāi)距來(lái)設(shè)定電流值的大小。有時(shí)使用者為避免在啟動(dòng)大功率用電設(shè)備時(shí)因啟動(dòng)電流過(guò)大而使開(kāi)關(guān)柜跳閘的情況,將速斷旋鈕旋至最大,使得速斷值達(dá)到無(wú)窮大的狀態(tài),從而使得該繼電保護(hù)裝置在負(fù)荷側(cè)發(fā)生短路時(shí)也不能動(dòng)作跳閘,失去了應(yīng)有的保護(hù)作用。

六、結(jié)束語(yǔ)

正由于繼電保護(hù)裝置在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)故障,因此,必須對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行定期的維護(hù)、整定與測(cè)試,發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理,以使繼電保護(hù)裝置在礦山開(kāi)采的安全生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮更加積極的作用。

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作者簡(jiǎn)介:

孫猛(1969-),男,漢族,重慶人,大專學(xué)歷,助工(電氣、工程類),從事電氣自動(dòng)化控制及電氣設(shè)備、高低壓線路的維修管理工作。