中国矿大版-矿山电工课件-第三章_矿井三大保护

1、矿山电工学矿山电工学出版社出版社高等学校高等学校“十一五十一五”规划教材规划教材主编：唐主编：唐 轶轶主讲：主讲：上页上页下页下页目录目录目 录12345上页上页下页下页目录目录第三章第三章 井下电网三大保护井下电网三大保护 井下电网的井下电网的过电流保护、漏电保护和保护过电流保护、漏电保护和保护接地接地是保证煤矿井下电网安全供电三大必不是保证煤矿井下电网安全供电三大必不可少的保护可少的保护, ,人们已习惯称之为人们已习惯称之为”煤矿井下电煤矿井下电网三大保护网三大保护 上页上页下页下页目录目录第一节第一节 继电保护基础继电保护基础一、继电保护的任务一、继电保护的任务 (1)(1)发生故障时应

2、自动地、迅速地借助断路器将故障部发生故障时应自动地、迅速地借助断路器将故障部分从供电系统中切除，以减轻故障的危害，防止事故蔓分从供电系统中切除，以减轻故障的危害，防止事故蔓延。延。(2)(2)当设备出现不正常运行状态时，根据运行维护条件当设备出现不正常运行状态时，根据运行维护条件( (如有无经常值班人员如有无经常值班人员) )确定保护是作用于信号还是跳间。确定保护是作用于信号还是跳间。上页上页下页下页目录目录第一节第一节 继电保护基础继电保护基础二、继电保护的组成及工作原理二、继电保护的组成及工作原理上页上页下页下页目录目录第一节第一节 继电保护基础继电保护基础三、对继电保护的基本要求三、对继

3、电保护的基本要求 作用于跳闸的继电保护，在技术上有四个基本要求作用于跳闸的继电保护，在技术上有四个基本要求即：快速性、可靠性、选择性、灵敏性。即：快速性、可靠性、选择性、灵敏性。1 1快速性快速性 快速切除故障可以减轻故障的危害程度，加速系统快速切除故障可以减轻故障的危害程度，加速系统电压的恢复，为电动机自起动创造条件等。故障切除时电压的恢复，为电动机自起动创造条件等。故障切除时间等于继电保护动作时间与断路器跳闸时间间等于继电保护动作时间与断路器跳闸时间( (包括熄弧包括熄弧时间时间) )之和。对于反应不正常运行状态的保护，一般无之和。对于反应不正常运行状态的保护，一般无需要求迅速，而应按照选

4、择性条件，带延时发出信号。需要求迅速，而应按照选择性条件，带延时发出信号。 上页上页下页下页目录目录第一节第一节 继电保护基础继电保护基础2 2可靠性可靠性 保护装置的可靠性是指切断故障的可靠程度保护装置的可靠性是指切断故障的可靠程度, ,或能或能分离故障的概率，提高保护装置自身工作的可靠性和增分离故障的概率，提高保护装置自身工作的可靠性和增加后备保护是提高继电保护可靠性的两个主要途径。如加后备保护是提高继电保护可靠性的两个主要途径。如图图3-23-2所示，当短路时，若断路器因本身失灵或保护拒所示，当短路时，若断路器因本身失灵或保护拒动而不能跳开，此时断路器的保护应使跳闸，这种作用动而不能跳开

5、，此时断路器的保护应使跳闸，这种作用称为远后备保护。称为远后备保护。上页上页下页下页目录目录第一节第一节 继电保护基础继电保护基础4 4灵敏性灵敏性 是指保护装置对保护范围内故障的反应能力，通常是指保护装置对保护范围内故障的反应能力，通常用灵敏系数来衡量。用灵敏系数来衡量。 在进行继电保护整定计算时，常用到最大运行方式在进行继电保护整定计算时，常用到最大运行方式和最小运行方式。所谓的最大运行方式和最小运行方式和最小运行方式。所谓的最大运行方式和最小运行方式是指在同一点发生同一类型短路，流过某一保护装置的是指在同一点发生同一类型短路，流过某一保护装置的电流达到最大值和最小值的运行方式。电流达到最

6、大值和最小值的运行方式。opcarelIIKmin上页上页下页下页目录目录第一节第一节 继电保护基础继电保护基础 以上四项是对继电保护的基本要求，是选择设计继电以上四项是对继电保护的基本要求，是选择设计继电保护的依据。根据以上分析可以看出，四个基本要求是保护的依据。根据以上分析可以看出，四个基本要求是互相联系而有时又互相矛盾的，故在选用、设计保护装互相联系而有时又互相矛盾的，故在选用、设计保护装置时，应从全局出发，统一考虑。由于煤矿井下供电的置时，应从全局出发，统一考虑。由于煤矿井下供电的特殊性，在其保护中首先考虑的是快速性和可靠性，然特殊性，在其保护中首先考虑的是快速性和可靠性，然后再考虑选

7、择性和灵敏性。后再考虑选择性和灵敏性。 上页上页下页下页目录目录第一节第一节 继电保护基础继电保护基础四、继电保护的发展简史四、继电保护的发展简史五、互感器五、互感器p互感器，是一种特殊变压器，它包括电压互感器和电互感器，是一种特殊变压器，它包括电压互感器和电流互感器。互感器的功能主要有四点。流互感器。互感器的功能主要有四点。上页上页下页下页目录目录第一节第一节 继电保护基础继电保护基础(1)(1)将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值，通常额将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值，通常额定二次电压为定二次电压为100V100V，额定二次电流为，额定二次电流为5A5A。可使测量

8、仪表和保护装。可使测量仪表和保护装置标准化，以及二次设备的绝缘水平可按低电压设计，使结构轻置标准化，以及二次设备的绝缘水平可按低电压设计，使结构轻巧，价格便宜。巧，价格便宜。(2)(2)所有二次设备可用低电压、小电流的控制电缆连接，使屏内布所有二次设备可用低电压、小电流的控制电缆连接，使屏内布线简单、安装方便。同时，便于集中管理，可实现远方控制和测线简单、安装方便。同时，便于集中管理，可实现远方控制和测量。量。(3)(3)二次回路不受一次回路的限制，可采用星形、三角形等接法，二次回路不受一次回路的限制，可采用星形、三角形等接法，因而接线灵活方便。同时，对二次设备进行维护、调换及调整试因而接线灵

9、活方便。同时，对二次设备进行维护、调换及调整试验时不需要中断一次系统的运行，仅适当地改变二次接线即可实验时不需要中断一次系统的运行，仅适当地改变二次接线即可实现。现。(4)(4)使二次没备和工作人员与高电压部分隔离，且互感器二次侧一使二次没备和工作人员与高电压部分隔离，且互感器二次侧一端必须接地，以防止一次、二次绕组绝缘击穿时，一次侧高压窜端必须接地，以防止一次、二次绕组绝缘击穿时，一次侧高压窜入二次侧，从而保证了设备和人身安全。入二次侧，从而保证了设备和人身安全。上页上页下页下页目录目录第一节第一节 继电保护基础继电保护基础（一）、电流互感器（一）、电流互感器1 1、电流互感器的接线方式、电

10、流互感器的接线方式三相星形接线和两相星形接线三相星形接线和两相星形接线 上页上页下页下页目录目录第一节第一节 继电保护基础继电保护基础p2 2、电流互感器的使用注意事项、电流互感器的使用注意事项在连接时，一定要注意电流互感器的极性。否则二次在连接时，一定要注意电流互感器的极性。否则二次侧所接仪表，继电器中流过的电流，就不是预想的电流，侧所接仪表，继电器中流过的电流，就不是预想的电流，影响正确测量，甚至引起事故。影响正确测量，甚至引起事故。电流互感器的二次线圈及外壳均应接地，接地线不应电流互感器的二次线圈及外壳均应接地，接地线不应松动，断开或发热。其目的是防止电流互感一、二次线松动，断开或发热。

11、其目的是防止电流互感一、二次线圈绝缘击穿时，高压传到二次侧，损坏设备或危及人身圈绝缘击穿时，高压传到二次侧，损坏设备或危及人身的安全。的安全。电流互感器二次回路不准开路或接熔断器。如开路将电流互感器二次回路不准开路或接熔断器。如开路将危及人身安全及损坏设备。危及人身安全及损坏设备。电流互感器套管应清洁，没有碎裂、闪络痕迹。电流电流互感器套管应清洁，没有碎裂、闪络痕迹。电流互感器内部没有放电和其它噪声。互感器内部没有放电和其它噪声。 上页上页下页下页目录目录第一节第一节 继电保护基础继电保护基础（二）、电压互感器（二）、电压互感器1 1、电压互感器的接线方式、电压互感器的接线方式 电压互感器在三

12、相电路中的几种常见接线方案如图电压互感器在三相电路中的几种常见接线方案如图3-53-5所示所示上页上页下页下页目录目录第一节第一节 继电保护基础继电保护基础上页上页下页下页目录目录第一节第一节 继电保护基础继电保护基础(a)(a)一个单相电压互感器的接线一个单相电压互感器的接线(b)(b)两个电压互感器接成两个电压互感器接成V/VV/V型型(c) (c) 三个单相电压互感器接成三个单相电压互感器接成Y0/ Y0Y0/ Y0型型(d)(d)三个单三个单相三绕组或一个三相五柱三绕组电压互感器接成相三绕组或一个三相五柱三绕组电压互感器接成Y0/ Y0/ Y0/Y0/型。型。上页上页下页下页目录目录第

13、一节第一节 继电保护基础继电保护基础p2 2、电压互感器运行中应注意事项、电压互感器运行中应注意事项电压互感器在运行时，二次侧不能短路，熔断器应完好。在正电压互感器在运行时，二次侧不能短路，熔断器应完好。在正常运行时，其二次电流很小近似开路，所以二次线圈导线截面小，常运行时，其二次电流很小近似开路，所以二次线圈导线截面小，当流过短路电流时，将会烧毁设备。当流过短路电流时，将会烧毁设备。) )电压互感器：二次线圈的一端及外壳应接地，以防止一次侧高电压互感器：二次线圈的一端及外壳应接地，以防止一次侧高电压窜入二次侧，危及人身和仪表等设备的安全。接地线不应有电压窜入二次侧，危及人身和仪表等设备的安全

14、。接地线不应有松动、断开或发热现象。松动、断开或发热现象。电压互感器在接线时，应注意一、二次线圈接线端子上的极性。电压互感器在接线时，应注意一、二次线圈接线端子上的极性。以保证测量的准确性。以保证测量的准确性。电压互感器套管应清洁，没有碎裂或闪络痕迹；油位指示应正电压互感器套管应清洁，没有碎裂或闪络痕迹；油位指示应正常，没有渗漏油现象；内部无异常声响。如有不正常现象，应退常，没有渗漏油现象；内部无异常声响。如有不正常现象，应退出运行，进行检修。出运行，进行检修。上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护 凡是流过电气设备或线路的电流，如果超过其额定凡是流过电气设备或

15、线路的电流，如果超过其额定值或允许值，都叫做过电流。值或允许值，都叫做过电流。 引起过电流的原因很多，如短路、过负荷、电动机引起过电流的原因很多，如短路、过负荷、电动机单相运转单相运转( (断相断相) )等。长时间的过电流运行，将导致电气等。长时间的过电流运行，将导致电气设备与井下电缆的迅速损坏，甚至引发严重的安全事故。设备与井下电缆的迅速损坏，甚至引发严重的安全事故。 为此，对于电气设备和供电线路都必须设置相应的为此，对于电气设备和供电线路都必须设置相应的过流保护，以便能及时地切断故障处的电源，防止事态过流保护，以便能及时地切断故障处的电源，防止事态的恶化。的恶化。上页上页下页下页目录目录第

16、二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护煤矿安全规程煤矿安全规程第第421421条规定：条规定：“井下高压电动机、井下高压电动机、动力变压器的高压侧，应有短路、过负荷和欠电压释放动力变压器的高压侧，应有短路、过负荷和欠电压释放保护。井下由中央变电所、移动变电站或配电点引出的保护。井下由中央变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路和过负荷保护装置，或至少装短馈电线上，应装设短路和过负荷保护装置，或至少装短路保护装置。低压电动机应具备短路、过负荷、单相断路保护装置。低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线的保护及远方控制装置。线的保护及远方控制装置。”上页上页下页下页目录目录第二节第

17、二节 井下电网过流保护井下电网过流保护一、一、JDBJDB电子式保护装置电子式保护装置1 1、组成及主要技术数据、组成及主要技术数据图图3-6 JDB-1203-6 JDB-120、225A225A型电动机综合保护器原理框图型电动机综合保护器原理框图 上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护2 2、 工作原理工作原理上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护(1)(1)直流稳压电源。直流稳压电源。 (2)(2)电压形成。电压形成。 (3)(3)过负荷保护。过负荷保护。 (4) (4) 短路保护。短路保护。 (5) (5) 断相保护。断相

18、保护。 (6) (6) 漏电闭锁。漏电闭锁。 上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护三、井下过流保护整定计算三、井下过流保护整定计算 由于煤矿井下环境恶劣由于煤矿井下环境恶劣, ,有爆炸性混合物存在有爆炸性混合物存在, ,电气电气故障有可能引发严重的次生灾害故障有可能引发严重的次生灾害, ,对于煤矿井下电网的对于煤矿井下电网的过流过流( (短路短路) )保护在确保快速性的条件下兼顾选择性。井保护在确保快速性的条件下兼顾选择性。井下各级下各级( (纵向纵向) ) 过流保护均为瞬动，没有延时，故有时过流保护均为瞬动，没有延时，故有时很难保证纵向的选择性。有些情况下，

19、靠拉大上、下级很难保证纵向的选择性。有些情况下，靠拉大上、下级保护装量动作电流差距的办法可以获得部分选择性。保护装量动作电流差距的办法可以获得部分选择性。上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护1.1.井下低压系统过流保护整定井下低压系统过流保护整定（1) 1) 过电流继电器的整定计算过电流继电器的整定计算 装有电磁型过电流继电器的装有电磁型过电流继电器的DWDW系列自动开关与系列自动开关与QCQC系列的磁力系列的磁力起动器是按以下方法来整定的起动器是按以下方法来整定的( (均为速断均为速断) )。保护支线。保护装置的动作电流保护支线。保护装置的动作电流( (整定

20、电流整定电流) )应躲开电动机的启应躲开电动机的启动电流动电流 p 继电器的整定电流，继电器的整定电流，A A；p 电动机的启动电流，电动机的启动电流，A A。.op qbstII.op qbIstI上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护保护干线。保护装置的动作电流应躲开最大一台电动保护干线。保护装置的动作电流应躲开最大一台电动机的启动电流与除最大一台电动机外，其余用电设备的机的启动电流与除最大一台电动机外，其余用电设备的额定电流之和额定电流之和. .p 被保护网路中最大一台电动机的启动电流，被保护网路中最大一台电动机的启动电流，A A；p 被保护网路中除最大一

21、台电动机外，其余被保护网路中除最大一台电动机外，其余用电设备额定电流之和，用电设备额定电流之和，A A。.maxop qbstNIII.maxstINI上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护按下列公式校验过电流继电器的灵敏度按下列公式校验过电流继电器的灵敏度 被保护网路末端最小两相短路电流值，被保护网路末端最小两相短路电流值，A A。 (2).1.5ksop qbIKI (2)kI上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护 如保护装置不能满足灵敏度的要求，可用如保护装置不能满足灵敏度的要求，可用以下措施进行补救：以下措施进行补救：pA

22、 A、增大电缆截面以减少线路阻抗，增大短、增大电缆截面以减少线路阻抗，增大短路电流值。路电流值。pB B、缩短电缆长度，把供电变压器移近用电、缩短电缆长度，把供电变压器移近用电设备。设备。pC C、改用较大容量的变压器。、改用较大容量的变压器。上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护（2)2)电子保护器的过流值的整定电子保护器的过流值的整定 馈电开关中电子短路保护可按过流继电器有关要求馈电开关中电子短路保护可按过流继电器有关要求进行整定和灵敏度校验。其整定范围为进行整定和灵敏度校验。其整定范围为(3(310)I10)IN N；其；其过载长延时保护整定值按实际电流整

23、定，其整定范围为过载长延时保护整定值按实际电流整定，其整定范围为(0.4(0.41) I1) IN N，I IN N为馈电开关额定电流。为馈电开关额定电流。磁力起动器中电子保护器的过流整定值按下式选择：磁力起动器中电子保护器的过流整定值按下式选择：.op OLNII上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护电动机运行中电流超过电动机运行中电流超过 值时，即视为过载，电子值时，即视为过载，电子保护器延时动作；当运行中电流达保护器延时动作；当运行中电流达 到值的到值的8 8倍及以倍及以上时，即视为短路，电子保护器瞬时动作。故电子保护上时，即视为短路，电子保护器瞬时动作。

24、故电子保护器器短路保护动作电流短路保护动作电流整定值为整定值为OLopI.OLopI.8op qbop OLII上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护灵敏度校验：灵敏度校验：式中式中 电子保护器短路保护动作值；电子保护器短路保护动作值；1.21.2保护装置的灵敏系数，如不能满足上式的要求，保护装置的灵敏系数，如不能满足上式的要求，则应采取电磁继电器达不到灵敏度要求所采取的相关措则应采取电磁继电器达不到灵敏度要求所采取的相关措施。施。(2).1.28kop OLIIOLopI.8上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护2 2井下高压系

25、统过流保护整定井下高压系统过流保护整定 在井下高压配电装置中，由于保护均采用两相两继在井下高压配电装置中，由于保护均采用两相两继电器不完全星形接法，流过继电器的电流等于电流互感电器不完全星形接法，流过继电器的电流等于电流互感器二次侧电流，即器二次侧电流，即接线系数为接线系数为1 1，所以在整定公式中不，所以在整定公式中不再出现接线系数符号。高压系统与低压系统相比由于是再出现接线系数符号。高压系统与低压系统相比由于是采用的电流互感器的二次电流作为整定值，因此与低压采用的电流互感器的二次电流作为整定值，因此与低压相比在整定计算中增加了一个电流互感器的相比在整定计算中增加了一个电流互感器的比例系数比

26、例系数。上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护（1 1） 高压电动机保护高压电动机保护利用瞬时过电流继电器的保护。动作电流按躲过电动利用瞬时过电流继电器的保护。动作电流按躲过电动机额定启动电流来整定，即机额定启动电流来整定，即 （3-83-8）式中式中 瞬时过流继电器动作电流，瞬时过流继电器动作电流，A A（速断）；（速断）； 电动机的额定启动电流，电动机的额定启动电流，A A。 可靠性系数；可靠性系数； 电流互感器变流比；电流互感器变流比；.1.2 1.4op qbstiIIKqbopI.stI4 . 12 . 1iK上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下

27、电网过流保护井下电网过流保护灵敏度按下式校验：灵敏度按下式校验：(2).2kSiop qbIKK I上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护 若高压电动机启动时，在过电流继电器两端并联有若高压电动机启动时，在过电流继电器两端并联有分流器，则动作电流与灵敏度校验分别按下两式计算：分流器，则动作电流与灵敏度校验分别按下两式计算：p 电动机额定电流，电动机额定电流，A A；p 分流器的分流比。分流器的分流比。.1.2op qbN MiIIK(2).2kSpiop qbIKK K I.N MIpK上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护利用利

28、用GLGL系列感应型过流继电器的保护。系列感应型过流继电器的保护。 过负荷动作电流（感应机构）：过负荷动作电流（感应机构）：.1.2op OLN MreiIIK K上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护式中式中 继电器返回系数，一般取继电器返回系数，一般取0.85,0.85,对于对于GL-GL-13131616型取型取0.80.8；动作时间按下式整定：动作时间按下式整定： （3-133-13）式中式中 继电器的动作时间，一般取继电器的动作时间，一般取101015s15s； 电动机的启动时间，一般为电动机的启动时间，一般为3 36s6s。reKsttttstt上页

29、上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护短路保护动作电流，按躲过电动机额定启动电流整定，短路保护动作电流，按躲过电动机额定启动电流整定，即即 （3-143-14）动作电流整定倍数计算安下式进行：动作电流整定倍数计算安下式进行： （3-153-15）灵敏度校验按式（灵敏度校验按式（3-93-9）进行。）进行。 （3-93-9）.1.8 2op qbstiIIK.2 8op qbop OLInI(2).2kSiop qbIKK I上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护（2 2） 高压电缆线路保护高压电缆线路保护利用瞬时过电流继电器的保护。动

30、作电流按躲过线路利用瞬时过电流继电器的保护。动作电流按躲过线路最大工作电流来整定，即最大工作电流来整定，即 （3-163-16）式中式中 线路最大工作电流（即尖峰电流），线路最大工作电流（即尖峰电流），A A。灵敏度校验用下式进行：灵敏度校验用下式进行： （3-173-17）式中式中 保护范围末端的最小两相短路电流，保护范围末端的最小两相短路电流，A A。.max1.2op qbiIIK(2).1.5kSiop qbIKK ImaxI(2)kI上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护利用感应式过流继电器的保护。利用感应式过流继电器的保护。A A、反时限过负荷保护。

31、动作电流按躲过线路最大工作、反时限过负荷保护。动作电流按躲过线路最大工作电流整定，即电流整定，即 （3-183-18）相邻两段线路的保护时限配合，要求靠近电源端的线路相邻两段线路的保护时限配合，要求靠近电源端的线路保护时间应比下一级保护中的最大的保护动作时限大一保护时间应比下一级保护中的最大的保护动作时限大一个时限阶梯，即。个时限阶梯，即。灵敏度按下式校验：灵敏度按下式校验：.max1.2op OLreiIIK KSt5 . 0(2).1.25kSiop OLIKK I上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护B B、线路、线路变压器组速断保护。动作电流按躲过变压器

32、变压器组速断保护。动作电流按躲过变压器二次侧出口处最大三相短路电流来整定，即二次侧出口处最大三相短路电流来整定，即 （3-203-20）式中式中 变压器的变压比（降压倍数）；变压器的变压比（降压倍数）；(3).max1.2 1.4op qbkTiIIK KTK上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护C C、线路速断保护：、线路速断保护： （3-213-21）式中式中 线路末端最大三相短路电流，线路末端最大三相短路电流，A A。 两种速断保护均应取大于或等于的标准整定值，并两种速断保护均应取大于或等于的标准整定值，并按下式校验灵敏度：按下式校验灵敏度： ( 3 ),

33、.m ax0 .9sb rkiIIK(3).maxkI(2).1.25 1.5ksiop qbIKK I上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护（3 3）变压器保护）变压器保护利用瞬时过电流继电器的保护。动力变压器内部以及利用瞬时过电流继电器的保护。动力变压器内部以及低压侧出线端发生短路故障时，应由高压配电箱来切除。低压侧出线端发生短路故障时，应由高压配电箱来切除。因此，动作电流应按躲过变压器低压侧的尖峰负荷电流因此，动作电流应按躲过变压器低压侧的尖峰负荷电流来整定，即来整定，即 （3-233-23）.max1.2 1.4()op qbstNTiIIIK K上页上

34、页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护保护装置的灵敏度按下式检验：保护装置的灵敏度按下式检验： 变压器组别系数，对于变压器组别系数，对于Y/YY/Y接线的变压器，接线的变压器，1 1，对，对于于Y/Y/接线的变压器，接线的变压器，(2).1.5ksgTTiop qbIKKK K IgTK3gTK上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护利用电子式高压综合保护器的保护。按电流互感器二利用电子式高压综合保护器的保护。按电流互感器二次额定电流次额定电流(5A)(5A)的倍数整定，有的倍数整定，有 （3-253-25）式中式中 电流互感器二次额定电

35、流（电流互感器二次额定电流（5A5A）的倍数；）的倍数； 需用系数；需用系数； 高压配电装置额定电流，高压配电装置额定电流，A A。灵敏度校验：灵敏度校验： （3-263-26）.max.stdNTG NIKInK IndKN.GI(2).1.5ksgTTG NIKnKK I上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护利用利用GLGL系列感应型过流继电器的保护。系列感应型过流继电器的保护。过负荷动作电流（感应机构）：过负荷动作电流（感应机构）： （3-273-27）式中式中 变压器一次侧额定电流，变压器一次侧额定电流，A A。动作时间与式（动作时间与式（3-133-1

36、3）相同。）相同。速断保护动作电流与式（速断保护动作电流与式（3-233-23）相同。）相同。动作电流整定倍数：动作电流整定倍数： （3-283-28）灵敏度校验按式（灵敏度校验按式（3-243-24）进行。）进行。.1.1.2op OLN TreiIIK K1.N TI.2 8op qbop OLInI上页上页下页下页目录目录第二节第二节 井下电网过流保护井下电网过流保护四、四、BZZ-2.5(4)BZZ-2.5(4)型煤电钻综合保护装置型煤电钻综合保护装置 煤电钻综合保护装置，目前广泛用于井下煤电钻综合保护装置，目前广泛用于井下127V127V低压低压系统，它将变压器、起动器以及控制、保护

37、系统，它将变压器、起动器以及控制、保护( (过流、漏过流、漏电、闭锁电、闭锁) )、状态显示等功能集于一体，这种综合的供、状态显示等功能集于一体，这种综合的供电控制保护方式，也是电控制保护方式，也是660V660V低压供电单元保护的发展方低压供电单元保护的发展方向。向。 上页上页下页下页目录目录上页上页下页下页目录目录第三节第三节 漏电保护漏电保护p漏电保护的主要目的是通过切断电源的操作来防止人漏电保护的主要目的是通过切断电源的操作来防止人身触电伤亡和漏电电流引爆瓦斯煤尘。对于井下中性点身触电伤亡和漏电电流引爆瓦斯煤尘。对于井下中性点绝缘的供电单元，漏电保护有多种方式，如附加电源直绝缘的供电单

38、元，漏电保护有多种方式，如附加电源直流检测式，零序电压、电流式式等，它们的保护原理各流检测式，零序电压、电流式式等，它们的保护原理各不相同。不相同。p漏电保护与过流等保护一样，都属于继电保护的范围，漏电保护与过流等保护一样，都属于继电保护的范围，所以它应该满足快速性、可靠性选择性和灵敏性等基本所以它应该满足快速性、可靠性选择性和灵敏性等基本要求。要求。上页上页下页下页目录目录第三节第三节 漏漏 电电 保保 护护p漏电保护的漏电保护的目的目的是通过切断电源的操作来防止人身触电伤亡是通过切断电源的操作来防止人身触电伤亡和漏电电流引爆沼气煤尘。保护方式有：和漏电电流引爆沼气煤尘。保护方式有： 附加直

39、流电源检测式漏电保护附加直流电源检测式漏电保护 利用三个整流管的漏电保护利用三个整流管的漏电保护 零序电压式漏电保护零序电压式漏电保护 零序电流式漏电保护零序电流式漏电保护 零序功率方向式漏电保护零序功率方向式漏电保护 旁路接地式漏电保护旁路接地式漏电保护上页上页下页下页目录目录二、漏电保护原理二、漏电保护原理1.1.附加电源直流检测式漏电保护附加电源直流检测式漏电保护1 1）保护原理：电网发生漏电故障，最容易检测到电网各相对地绝）保护原理：电网发生漏电故障，最容易检测到电网各相对地绝缘电阻的下降。通过在电网上附加一直流电源的方式，检测缘电阻的下降。通过在电网上附加一直流电源的方式，检测电网对

40、地的绝缘阻抗，判断是否发生漏电故障。电网对地的绝缘阻抗，判断是否发生漏电故障。 上页上页下页下页目录目录CCBAN1L2LkKDC3r3C2r2C1r1-+TI 附加电源附加电源直流检测式漏直流检测式漏电保护电气原电保护电气原理图理图上页上页下页下页目录目录1 1、附加直流电源检测漏电保护、附加直流电源检测漏电保护(2)(2) 直流电源直流电源V V通过三相电抗通过三相电抗器器1L所组成的人为中性点所组成的人为中性点（也可通过变压器中性点）加在三相电网与大地之间，直流电流（也可通过变压器中性点）加在三相电网与大地之间，直流电流I I由由电源正极流出入地，经绝缘电阻电源正极流出入地，经绝缘电阻r

41、1,r2,r3进入三相线路，再由三相电进入三相线路，再由三相电抗器抗器1L、零序电抗零序电抗器器2L、千欧千欧表表KK（直流毫安表）和直流继电器直流毫安表）和直流继电器KDKD返回电源负极。返回电源负极。上页上页下页下页目录目录p对于稳定的直流电源，电容对于稳定的直流电源，电容C C和电网对地电容和电网对地电容C1C1、C2C2、C3C3相当于开路，不会有电流通过，则电流相当于开路，不会有电流通过，则电流I I为：为：1 1、附加直流电源检测漏电保护、附加直流电源检测漏电保护(3)(3)321/1/1/11rrrr12kKDgr=/3llUIRRRRRr上页上页下页下页目录目录1 1、附加直流

42、电源检测漏电保护、附加直流电源检测漏电保护(4)(4)p对对直流回路，直流回路，r r相当于三相电网各相对地的绝缘电阻并联。相当于三相电网各相对地的绝缘电阻并联。p若若一相绝缘电阻降低为一相绝缘电阻降低为r r，其余两相为正常或无限大，则，其余两相为正常或无限大，则r rr r；p若若L1L1、L2L2两相绝缘电阻同时下降两相绝缘电阻同时下降，且，且r1=r2=rr1=r2=r，而，而L3L3相为正常，相为正常，则则r rr/2r/2; ;p若若三相对地绝缘电阻同时下降三相对地绝缘电阻同时下降，且，且r1=r2=r3=rr1=r2=r3=r，则，则r rr/3r/3。上页上页下页下页目录目录1

43、 1、附加直流电源检测漏电保护、附加直流电源检测漏电保护(5)(5)p设设R R =R=RKDKD+R +R KK+R+R2l2l+R+R1l1l/3/3为保护装置内阻，则当为保护装置内阻，则当V V和和R R 一定时，直流继电器一定时，直流继电器KDKD和千欧表中的电流值将和千欧表中的电流值将随随r r的变化而变化。而直流继电器选定后，动作电的变化而变化。而直流继电器选定后，动作电流即确定。当流即确定。当r r下降到一定程度，当电流下降到一定程度，当电流I I大于继电大于继电器动作电流时，器动作电流时，KDKD便动作，通过自动馈电开关跳闸，便动作，通过自动馈电开关跳闸，达到漏电保护的目的。达

44、到漏电保护的目的。上页上页下页下页目录目录2 2）直流继电器动作值的确定）直流继电器动作值的确定。 直流继电器的动作值应根据线路对地绝缘直流继电器的动作值应根据线路对地绝缘r r的大小的大小 来来确定，线路对地绝缘低到危险值后动作。考虑到人身安全电流为确定，线路对地绝缘低到危险值后动作。考虑到人身安全电流为30mA30mA，因此，因此， r r的的整定值要满足使人身触电电流小于整定值要满足使人身触电电流小于30mA30mA的条件的条件。 在不考虑电网对地电容时，有在不考虑电网对地电容时，有1 1、附加直流电源检测漏电保护、附加直流电源检测漏电保护(6)(6)3/1rRmaVlmaI上页上页下页

45、下页目录目录直流继电器动作值的直流继电器动作值的整定整定p代入代入Ima=30mA, Vl1=380V（相电压）相电压）, , Rma=1000 , ,可得可得r35 k. .即对于井下即对于井下660V低压电网，相对地实际绝缘水平必须低压电网，相对地实际绝缘水平必须在在35k35k以上以上，否则在发生人身触电时就可能危及人身安全。因此可以确，否则在发生人身触电时就可能危及人身安全。因此可以确定单相漏电保护装置的动作电阻应为：定单相漏电保护装置的动作电阻应为： r r/311.7 kp低压电网的单相、两相、三相漏电的动作电阻值应为低压电网的单相、两相、三相漏电的动作电阻值应为1 1：2 2：3

46、 3关关系，系， 即即11.711.7：23.423.4：35 k35 k的的关系关系。上页上页下页下页目录目录不同电网电压的漏电故障动作电阻值不同电网电压的漏电故障动作电阻值单相单相两相两相三相三相380380* *（按（按50mA50mA计算）计算）3.53.57 710.510.566066011112222333311401140202040406060上页上页下页下页目录目录直流继电器动作值的整定直流继电器动作值的整定p三相电网交流对装置的影响三相电网交流对装置的影响：当电网对地绝缘阻抗不对称时，即：当电网对地绝缘阻抗不对称时，即使电源电压正常，也会有交流电流流经三相电抗器、零序电抗

47、器使电源电压正常，也会有交流电流流经三相电抗器、零序电抗器进入直流回路，使保护装置受到交流电流的干扰，因而动作值不进入直流回路，使保护装置受到交流电流的干扰，因而动作值不再保持再保持1 1：2 2：3 3的关系。同时电网的对地电容电流也对动作值产生的关系。同时电网的对地电容电流也对动作值产生影响。影响。p为消除交流电流对直流回路的影响，在零序电抗器与大地之间接为消除交流电流对直流回路的影响，在零序电抗器与大地之间接入一个大电容入一个大电容C C0 0（几个毫法至几十毫法），构成交流通路（电容具几个毫法至几十毫法），构成交流通路（电容具有隔直流通交流的特性），有隔直流通交流的特性），通过通过C

48、C0 0的滤波作用，消除了交流电流的的滤波作用，消除了交流电流的影响影响。上页上页下页下页目录目录3 3）电容电流的补偿）电容电流的补偿p由于电网对地电容的存在，会使漏电电流和人身触电电流显著由于电网对地电容的存在，会使漏电电流和人身触电电流显著增大。增大。在电容电流完全被补偿的情况下，漏电电流或人身触电电在电容电流完全被补偿的情况下，漏电电流或人身触电电流才可能为最小。流才可能为最小。p利用零序电抗器的电感电流与对地电容电流的反相特点，实现利用零序电抗器的电感电流与对地电容电流的反相特点，实现电容电流的补偿电容电流的补偿。上页上页下页下页目录目录3 3）电容电流的补偿）电容电流的补偿p电容电

49、流补偿后的等效图电容电流补偿后的等效图p等效内阻为：等效内阻为：Rtr3Cr/3MNIleVl1LIzs31/3)1/(323LCLjrJXjXrZzsCL上页上页下页下页目录目录3 3）电容电流的补偿）电容电流的补偿p当电容电流与电感电流完全相等时，即电容电流被全部补偿时，当电容电流与电感电流完全相等时，即电容电流被全部补偿时，漏电电流最小。即漏电电流最小。即 L=1/3L=1/32 2C.C.或或 X XL L=X=X3C3Cp当当X XL LXX3C3C时时漏电电流呈容性即漏电电流呈容性即欠补偿欠补偿状态；状态；p当当X XL LXX3C3C时漏电电流呈感性即时漏电电流呈感性即过补偿过补

50、偿状态；状态；p当当X XL L=X=X3C3C时即（时即（完）全补偿完）全补偿或或最佳补偿最佳补偿状态；状态；上页上页下页下页目录目录4 4）附加直流电源检测式漏电保护的优点）附加直流电源检测式漏电保护的优点附加直流电源检测式漏电保护的附加直流电源检测式漏电保护的优点优点：（1 1）保护全面）保护全面。保护范围几乎可以覆盖到整个低压供电保护单元，。保护范围几乎可以覆盖到整个低压供电保护单元，唯一不能保护的是一段由井下动力变压器低压侧至总低压馈电开唯一不能保护的是一段由井下动力变压器低压侧至总低压馈电开关的电缆。关的电缆。保护动作无死区保护动作无死区，故障跳闸不受故障类型和发生的时，故障跳闸不

51、受故障类型和发生的时间地点的影响。间地点的影响。（2 2）对整个供电单元具有电容电流补偿）对整个供电单元具有电容电流补偿，漏电电流和人身触电电漏电电流和人身触电电流较小流较小。上页上页下页下页目录目录（3 3）动作值整定简单，数值固定）动作值整定简单，数值固定，而且能直接反应电网对地的绝，而且能直接反应电网对地的绝缘情况；缘情况；（4 4）这种保护装置与井下供电单元的各分组馈电开关、磁力启动）这种保护装置与井下供电单元的各分组馈电开关、磁力启动器中的漏电闭锁单元结合，可以构成一个简单易行、可靠性高、器中的漏电闭锁单元结合，可以构成一个简单易行、可靠性高、成本低廉且易于查找故障支路的漏电保护系统

52、成本低廉且易于查找故障支路的漏电保护系统；4 4）附加直流电源检测式漏电保护的优点）附加直流电源检测式漏电保护的优点上页上页下页下页目录目录5 5）缺点）缺点（1 1）保护无选择性）保护无选择性，即在供电单元的任何处发生漏电故障，都，即在供电单元的任何处发生漏电故障，都将引起总开关跳闸，停电范围大。将引起总开关跳闸，停电范围大。（2 2）电容电流的补偿是静态补偿）电容电流的补偿是静态补偿，电感电抗值调整好后不能随，电感电抗值调整好后不能随电网对地电容的大小变化而自动调节，无法保持在最佳补偿状电网对地电容的大小变化而自动调节，无法保持在最佳补偿状态。态。（3 3）保护装置的动作时间较长）保护装置

53、的动作时间较长。上页上页下页下页目录目录2. 2. 利用三个整流管的漏电保护利用三个整流管的漏电保护p利用三个整流管构成的漏电保护原理图如图：利用三个整流管构成的漏电保护原理图如图：上页上页下页下页目录目录 额定电压额定电压380V380V低压供电网络仿真图，三相对低压供电网络仿真图，三相对地绝缘为地绝缘为3535千欧，千欧，RloRlo=50=50千欧千欧上页上页下页下页目录目录 额定电压额定电压380V380V低压供电网络仿真图，其中两相对低压供电网络仿真图，其中两相对地绝缘为地绝缘为3535千欧，一相对地绝缘为千欧，一相对地绝缘为5 5千欧，千欧，RloRlo=50=50千欧千欧上页上页

54、下页下页目录目录 额定电压额定电压380V380V低压供电网络仿真图，其中两相对地低压供电网络仿真图，其中两相对地绝缘为绝缘为5 5千欧，一相对地绝缘为千欧，一相对地绝缘为3535千欧，千欧，RloRlo=50=50千欧千欧上页上页下页下页目录目录p工作原理工作原理：三个整流管：三个整流管V V1 1、V V2 2、V V3 3，分别接到电网分别接到电网的的L L1 1、L L2 2、L L3 3三相，另一端以星形方式接在一起，并经继电器或负载电阻三相，另一端以星形方式接在一起，并经继电器或负载电阻R Rlolo接地。由于变压器的中性点不接地，经三个整流管整流以后接地。由于变压器的中性点不接地

55、，经三个整流管整流以后的直流电流，必须流经的直流电流，必须流经R Rlolo大地大地 电网对地的绝缘阻抗电网对地的绝缘阻抗r r1 1、r r2 2、r r3 3，才能返回电源。所以该电流的大小直接反应了电网对才能返回电源。所以该电流的大小直接反应了电网对地的绝缘状况，通过判断该电流的变化，可以检测漏电保护。地的绝缘状况，通过判断该电流的变化，可以检测漏电保护。2. 2. 利用三个整流管的漏电保护利用三个整流管的漏电保护上页上页下页下页目录目录2. 2. 利用三个整流管的漏电保护利用三个整流管的漏电保护特点及应用：特点及应用： 结构简单，不需要另设直流电源，即可获得直流检结构简单，不需要另设直

56、流电源，即可获得直流检测式漏电保护所具有的保护特性。另外具有较高的直流电压，测式漏电保护所具有的保护特性。另外具有较高的直流电压，所以能够较真实反应电网的绝缘水平。所以能够较真实反应电网的绝缘水平。缺点缺点：动作值受电源电压波动的影响较大和对整流管的反向电：动作值受电源电压波动的影响较大和对整流管的反向电压要求较高，因此只适合在较低电压等级电网使用，如压要求较高，因此只适合在较低电压等级电网使用，如127V127V煤煤电钻综合保护中采用。电钻综合保护中采用。上页上页下页下页目录目录3. 3. 零序电压式漏电保护零序电压式漏电保护p利用漏电时零序电压的大小，来反应电网对地的绝缘程度，当利用漏电时

57、零序电压的大小，来反应电网对地的绝缘程度，当零序电压达到一定程度时即认为发生漏电，使馈电开关跳闸。零序电压达到一定程度时即认为发生漏电，使馈电开关跳闸。p缺点缺点：动作电阻值不固定、无选择性、不能保护对称性漏电故：动作电阻值不固定、无选择性、不能保护对称性漏电故障、只能在变压器中性点非直接接地系统中，一般应用在障、只能在变压器中性点非直接接地系统中，一般应用在6kV6kV及以及以上电压电网绝缘监视保护中。上电压电网绝缘监视保护中。上页上页下页下页目录目录4. 4. 零序电流式漏电保护零序电流式漏电保护p在在电网中发生电网中发生非对称性漏电故障非对称性漏电故障时，如果存在零序回路，则在回时，如果

58、存在零序回路，则在回路中出现零序电流。通过零序电流互感器检测出该零序电流的大小，路中出现零序电流。通过零序电流互感器检测出该零序电流的大小，在超过整定值时使继电器动作，切断故障线路电源。在超过整定值时使继电器动作，切断故障线路电源。p利用各支路零序电流的方向的不同，可实现放射式电网的利用各支路零序电流的方向的不同，可实现放射式电网的横向选横向选择性漏电保护择性漏电保护。既可在中性点不接地系统中应用，中性点接地系统。既可在中性点不接地系统中应用，中性点接地系统中也可应用。中也可应用。p缺点：动作电阻值不固定、不能保护对称性故障、不能补偿电容缺点：动作电阻值不固定、不能保护对称性故障、不能补偿电容

59、电流电流。上页上页下页下页目录目录上页上页下页下页目录目录5. 5. 零序功率方向式漏电保护零序功率方向式漏电保护p利用零序电流或零序电压的幅值大小来判断供电系统是否发生漏利用零序电流或零序电压的幅值大小来判断供电系统是否发生漏电，同时利用各支路的零序电流与零序电压的相位关系判断故障支电，同时利用各支路的零序电流与零序电压的相位关系判断故障支路，然后切除故障支路，实现有选择性切除故障的保护方式。路，然后切除故障支路，实现有选择性切除故障的保护方式。p优点：有较强的横向选择性，当支路发生漏电时，停电范围很小。优点：有较强的横向选择性，当支路发生漏电时，停电范围很小。p缺点：与零序电流方向保护类似

60、。缺点：与零序电流方向保护类似。上页上页下页下页目录目录5. 5. 零序功率方向式漏电保护零序功率方向式漏电保护p保护原理保护原理图：图：零流取样零压取样放大整形相位比较执行电路L1L2L3IzsVzs660上页上页下页下页目录目录6. 6. 旁路接地式漏电保护旁路接地式漏电保护p保护原理如图：保护原理如图：检测选相器2KD3KD1KDTL3L2L1上页上页下页下页目录目录6. 6. 旁路接地式漏电保护旁路接地式漏电保护p当电网发生单相接地或人身触及一相线时，由检测选相器确认当电网发生单相接地或人身触及一相线时，由检测选相器确认故障相并迅速输出动作信号，执行继电器故障相并迅速输出动作信号，执行