煤矿继电保护整定计算平台的使用浅谈

煤矿继电保护整定计算平台的使用浅谈

徐辉

（淮北矿业朱仙庄煤矿 安徽 宿州 234111）

摘  要：朱仙庄矿矿井整定计算全部采用人工计算，供电网络复杂，计算工作量大，效率低下，且难以避免存在一定的人为错误。随着技术的发展，市场上已出现了一些继电保护整定计算软件、平台，朱仙庄矿2020年-2022年使用了合肥明信的继电保护整定计算平台，现就使用情况，进行介绍。

关键词：煤矿   矿井供电   继电保护整定计算  合肥明信

引  言

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，保证煤矿电网及负荷安全稳定地运行。煤矿继电保护装置应满足选择性、速动性、灵敏性、可靠性这4个基本要求，四个基本要求之间相互制约、对立统一，而继电保护整定计算是确保四个基本要求的主要手段之一。目前，煤矿电气技术人员进行继电保护计算的手段还比较落后，基本上仍沿用传统的手工计算方法，这种落后的现状势必造成煤矿电气专业技术人员工作效率和管理水平的低下。随着计算机软、硬件技术的迅猛发展，依靠计算机进行继电保护计算已成为提高煤矿企业整体现代化水平、降低相关人员劳动强度的必要手段。本文主要针对合肥明信继电保护整定计算软件的使用情况进行介绍，对存在的优缺点进行比较。

1 朱仙庄煤矿矿井供电现状

朱仙庄矿矿井共有3回路35KV供电电源，其中：515、516回路引自姬村区域变电所,512回路引自沱河区域变电所。

矿井设有两座35KV变电所，分别为矿内变电所（电源为515、512回路）、南二变电所（电源为516回路、矿内至南二联络线），向矿区北翼和南翼供电。矿内变电所两台主变型号为S9-12500/35、S11-12500/35，分列运行。南二变电所两台主变型号为SZ9-12500/35，分列运行。两座35kV变电所母线接线方式为单母线分段。

矿井经矿内副井井筒、南二副井井筒各有三条6kV电缆入井，电缆型号均为MYJV42-3×150mm²煤矿用交联粗钢丝铠装电缆。矿井井下分南北翼进行供电，其中北部有中央泵房变电所、810变电所、88变电所、88泵房变电所，南部有南二下口变电所、II3上部变电所、II3下部变电所、II5上部变电所、二水平中央变电所、二水平泵房变电所、三水平中央变电所等重要变电所。  　

2 合肥明信继电保护整定计算平台的使用

朱仙庄煤矿2020年与合肥明信软件技术有限公司合作，采用该公司生产的继电保护智能计算与管理系统对矿井供电系统进行继电保护整定计算。继电保护智能计算与管理系统具有图纸一键智能绘制与校验、短路电流和整定保护定值一键智能计算与分析、供电设计报告一键智能生成、定值单智能管理与远程写入等功能，支持多人协作设计与计算、系统个性化配置、数据云共享与云备份等便捷、智能化操作。

继电保护智能计算与管理系统系统是依据标准图库一键绘制地面主变电所及10kV、6kV高压配电所、 井下中央变电所、采区变电所等供电系统图，其整体内容格式是以CAD基础格式，在绘图的同时输入设备、线路的类型参数（电机功率大小、线缆长度等），绘图结束后系统可对用户绘制的供电系统图进行综合校验，对绘图、选型过程中存在错误的系统图能够给予智能校验提示。地面、井下供电系统高、低压短路电流可一键智能计算并自动进行页面标注，一键生成供电系统阻抗图。地面、井下高低压供电系统的线路保护、变压器保护、电动机保护等可进行一键智能保护定值计算。系统便于操作，降低了工作人员的工作量。

该系统的一大特点，是针对越级跳闸问题，提出了利用微机保护装置的电流复合电压联锁保护功能，来解决线路越级跳闸问题。工作原理是反映短路故障后电流的增大和电压的降低，同时设置电流整定值和电压整定值来进行保护。电压整定主要用于控制保护区，保护动作选择性，电压整定值计算采用以下公式计算： 其中是指保护的瞬时电流闭锁电压速断保护动作电压（TV一次值），V；是指系统等效电源的线电压，V；是瞬时电流闭锁电压速断保护的电压元件按躲过线路末端故障而引入的可靠系数，一般取1.3；是指被保护线路全长的总阻抗，Ω；是系统最小运行方式下，保护背后电源至保护安装处母线短路阻抗，Ω。电流、电压联锁保护适用于阶段式电流保护不能满足要求的电网，一般采用三段式配合方式，I段和II段为主保护，Ⅲ段为后备保护。I段瞬时电流闭锁电压速断保护，满足选择性要求，保护范围大于线路全长的15%-20%，瞬时或按照固有动作时间动作于切除保护范围内的故障。II段限时电流闭锁电压速断保护，以较短的动作时限切除线路全长范围内的故障，与相邻元件I段配合，线路末端短路保护油足够的灵敏度。Ⅲ段低电压闭锁的过电流保护，按照选择性要求进行时限配合，既保护本线路全长也可保护相邻线路全长，保护本线路时灵敏度大于1.2-1.5，保护相邻元件（远后备）灵敏度不小于1.2.简单的电流速断保护在运行方式变化很大或线路很短时，将会没有保护范围，此时采用电流电压联锁保护，可延长保护动作区。

在使用过程中除上述优点外，也存在一定的不足，首先是电流、电压联锁保护没有经过实际论证，效果如何，难以明确；其次是该平台采用的整定原则与一些要求是不符的，如在针对朱仙庄矿矿井的整定中，矿内变电所控井下三条回路中I段保护设置时限，变压器过流Ⅲ段时限基本按躲过电动机启动时间设置，与过负荷保护类似等；再次是如供电现状介绍，朱仙庄矿矿井供电系统较复杂，南北部交叉，部分整定值在使用过程中不能满足使用要求，需人为再调整，平台的使用针对性不强；最后是费用较高，要定时交费才能使用，导致难以进行后续推广。

3  结语

继电保护计算工作是一项十分复杂且系统化很强的工作，它对于煤矿供电来说是一项极为重要的工作。现在市场上已出现了各种继电保护计算平台，相信随着科技的进步，煤矿供电保护计算工作会日益智能化、高效化，从而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，确保煤矿供电系统的安全稳定运行。

参考文献：

【1】顾永辉.煤矿电工手册第二分册【M】.煤炭工业出版社，1998

【2】陈仁明，黄稳，王霜.煤矿供电设计与继电保护整定计算示例：中国矿业大学出版社，2013.

【3】史丽萍，梁经宛，刘志远. 煤矿电网继电保护整定计算软件的设计.工矿自动化.2009年10月第10期

作者简介：徐辉（1987.03-），男，汉族，毕业于安徽理工大学，电气工程及其自动化专业，本科，工程师，现在淮北矿业朱仙庄煤矿机运系统工作。