井下电气设备保护试验

1、井下电气设备保护试验v 在供电系统的运行过程中，往往由于电气设备绝缘损坏、操作维护不当以及外力破坏等原因，造成短路、漏电、断相故障或其他不正常的运行状态，影响矿井的正常生产，甚至危及人身安全。因此，供电系统发生故障时，必须及时采取有效排除措施，以免产生严重的后果。所以，我们在电气设备中投入一些保护装置，来实现将电气设备的不正常运行状态显示出来或自动将故障切除，限制事故范围的扩大。v 为了更好地保障供电系统的安全性、可靠性，作为井下电气作业人员，首先我们要知道依照相关的规程、制度，井下高、低压电气设备必须具有哪些保护；其次要知道依照相关规程、制度哪些电气保护需要进行试验以及试验的周期；再次要掌握

2、各类保护的试验方法以及当保护装置失灵时的解决方法。v 下面就电气保护装置的设置、试验以及常见问题解决做简要介绍。一、电气保护装置的设置v 关于井下高低压电气设备保护装置的设置，我们主要是按照煤矿安全规程以及恒源公司井下电气管理规定相关要求来进行。具体主要有下列要求：v 井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护欠压释放保护。（在日常的检查中经常发现控变压器、高压电动机的高压开关欠压保护未投入）v 井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路、过负荷、过电压保护过电压保护和漏电保护装置。（过电压保护是恒源公司2014年井下电气管理规定中明确

3、要求投入的保护）v 低压电动机的控制设备应具有短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。v 向移动变电站供电的高压开关必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。v 井下低压馈电线上，必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置。有可靠的漏电、短路检测闭锁装置。v 127V照明信号必须使用具有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相等功能的综合保护装置，二、电气保护试验内容及试验周期v（一）常见的电气保护试验内容v1、井下变电所以及变电站低压总馈电、各支路馈电检漏试验（分为两种：一种是就地试验；一种是远端人工接地跳闸试验，简称远点试验）。v2、照明信号综合保护装置漏电试验。(也分为

4、就地试验和远点试验）v3、高压配电装置漏电试验。v4、 JDB综合保护装置的保护试验。v（二）、电气保护试验周期v1、照明信号综合保护装置就地试验每天试验一次，远点试验每月一次。v2、具有选择性功能的检漏保护装置，各支路应每天进行一次就地跳闸试验，总检漏保护装置每周进行一次跳闸试验。远点试验每月一次。v3、新安装的检漏保护装置在首次投入运行前做一次人工漏电跳闸试验。v4、使用JDB综合保护装置的开关每周应进行两次动作试验。（恒源公司井下电气管理规定第六章第五十条规定）v5、高压配电装置的漏电试验每周一次。（我矿自行规定）PBG23-10 100/5 高高压压配配电电开开关关 KBSG630KV

5、A-10/1.2KV 矿矿用用干干式式变变压压器器MYP 3*95+1*25 3mKBZ-630 1140V总总馈馈KBZ-400 1140VKBZ-400 1140VKBZ-400 1140V分分馈馈1 1分分馈馈2 2分分馈馈3 3KBZ-400 1140VQBZ-120 1140VZBZ-101140V下下级级馈馈电电1 1磁磁力力启启动动器器照照明明信信号号综综合合保保护护装装置置KBZ-400 1140V下下级级馈馈电电2 2KBZ-400 1140V下下级级馈馈电电3 3QBZ-120 1140VZBZ-101140V磁磁力力启启动动器器照照明明信信号号综综合合保保护护装装置置v以

6、上图为例，图中总馈就地检漏试验每周一次，分馈1、分馈2、分馈3就地检漏试验每天一次，下级馈电1、下级馈电2、下级馈电3不作要求，磁力启动器因为配备的是JDB保护器，需每周对保护动作情况进行两次试验，照明信号保护装置每天试验一次。高压配电开关保护试验每周进行一次。三、试验方法v 就地试验主要是通过开关外壳上的试验按钮来进行，试验时按动试验按钮即可。其中低压分开关就地检漏试验时，“漏电”试验按钮按下后及时松开，不可长按，长按时会造成总开关跳闸；试验总开关时需长按试验按钮，因为总馈的漏电保护一般均设置有延时（一般660V系统延时不超过300ms、1140V系统延时不超过250ms）。v JDB综合保

7、护装置的试验，其方法是将保护器上的试验拨块拨到“漏电”位置，然后对开关进行合闸送电，合闸不成功的则表示保护功能正常。（见下附图）正常使用状态试验状态v 远点试验方法：在最远端的控制开关的负荷侧（或所控电机的接线腔）按不同电压等级接入试验电阻按不同电压等级接入试验电阻（127V用2K、10W电阻；380V用3.5K、10W电阻;660V用11K、10W电阻;1140V用20K、10W电阻）。试验电阻一端接在其中一相的线柱上，另一端接在地线接线柱上，然后盖上外盖，拧紧各部位螺拴，对设备进行送电，观察馈电开关是否跳闸，如跳闸，则说明检漏保护装置动作可靠。远端人工漏电跳闸试验电阻四、保护试验拒动的解决

8、方法v（一）、低压馈电开关v 在矿井供电系统中，低压馈电的漏电保护方式有两种，分别是：附加直流式、功率因数方向式。对应我们井下馈电开关的设置分别是总馈和分馈。v 附加直流式附加直流式：在三相电网与大地之间增加一个独立电源信号,直接检测三相对地的电流大小,通过检测电流的大小就可检测出电网对地绝缘电阻。v 功率因数方向式功率因数方向式：根据零序电流和零序电压的电位电位及零序电压和零序电流的相位相位关系来判断是否有漏电故障。v 要想能够解决电气设备保护试验过程中出现的异常状况，首先要了解掌握其保护试验工作原理以及相关关联元件和其所起的作用。下面以KBZ系列馈电开关的漏电保护为例，首先我们来看总开关的

9、漏电。保护器38脚53#总/分转换开关SA1-3（闭合总开关/断开分开关与断路器辅助常闭触点QF-4并联)ZD（地）系统绝缘电阻系统绝缘电阻D1/D2/D3/三相电抗器SK41磁放大器TC2初级39#电阻R143保护器37脚，构成回路。当电网绝缘电阻很大时，直流检查所取得的信号很小，不足使保护器动作，当漏电电阻达到一定程度时，可使综合保护器动作。没合前漏电闭锁拒绝合闸，实现漏电闭锁。保护器DC36VKBZ系列馈电开关总/分开关漏电闭锁、总开关漏电保护回路大地漏电输入5343TC2R1ZDSKFDR2分总ZDZD3837D1D2D37K/20WKA3SA1-310K/10WQF-436V8#FU

10、2/2A9#漏电试验按钮SB324#漏电试验继电器KA3线圈10#0V构成回路，漏电试验继电器KA3得电动作，常开点KA3闭合，保护器38脚53#总/分转换开关SA1-3ZD（地）辅助接地FDKA345#电阻R2D3三相电抗器SK41零序电压变压器TC2初级39#电阻R143保护器37脚，构成回路。没合前漏电闭锁故障拒绝合闸，实现漏电闭锁（运行中开关漏电保护断电并显示漏电故障）。KA3（漏试）保护器DC36VKBZ系列馈电开关总/分开关漏电闭锁、总开关漏电保护试验回路大地漏电输入5343TC2R1ZDSKFDR2分总ZDZD3837D1D2D37K/20WKA3SA1-310K/10WQF-4

11、TC136V0V892410FU2/2ASYS2SB3413945v 从上面的原理图中，可以看出总开关漏电保护装置主要组成元件：智能保护器、三相电抗器（SK）、磁放大器（TC2）、电阻R1。在进行就地试验时，还与电阻R2有关。由此，我们可以得出低压总馈漏电试验不动作的主要原因有：v1、辅助接地未接或接地不良。v2、智能保护器出现故障。保护器出现的故障可能有：（1）38脚输出36V不正常；（2）保护器内继电器不动作；（3）保护器“漏电保护”功能关闭。v3、电阻R1损坏。（影响漏电保护功能）v4、电阻R2损坏。（仅仅影响就地试验，对于漏电的保护功能没有其他影响）在实际的使用过程中，磁放大器一般不太

12、容易出现毁坏，但是电容板会出现毁坏，常见的主要有两种，一种是电阻R1断裂，会造成漏电保护不起作用；另一种就是电容击穿，会造成开关出现漏电闭锁，无法正常使用。v 总开关的漏电保护其动作的可靠性相对较高，出现拒动的情况很少，而分开关的漏电保护受系统绝缘阻值、系统分布电容等因素的影响，发生拒动、误动的概率要远大于总开关的漏电保护。下面我们就来重点学习分开关的漏电保护。1、零序电流回路，系统绝缘电阻下降到设定值零序电流互感器产生零序电流一端22保护器35脚，零序电流互感器另一端K4保护器34端；2、零序电压回路，系统绝缘电阻下降到设定值：a、三相电抗器SK中性点产生零序电压41磁放大器TC2初级39电

13、容C1ZD（地），形成回路；b、零序电压经零序电压变换器TC2初级降压感应到次级49总/分开关SA1-151保护器36脚；3、零序电流/零序电压同时加到保护器35脚/36脚，保护器检测到漏电信号。TAUn34IoUnK422分SA1-1Uo3651C1保 护 器KBZ系 列 馈 电 分 开 关 漏 电 保 护 回 路IoTC2ZDSKFDR235D1D2D37K/20WKA3413945KBZ系 列 馈 电 分 开 关 漏 电 保 护 试 验 回 路IoTC2ZDSKFDR235D1D2D37K/20WKA3413945Un34IoUnK422分SA1-1Uo3651C1保 护 器TAKA3（

14、 漏 试 ）TC136V0V892410FU2/2ASYS2SB3试验时：36V8#FU2/2A9#漏电试验按钮SB324#漏电试验继电器KA3线圈10#0V构成回路KA3线圈得电动作，继电器常开点KA3闭合，开关经D3电阻R245#KA3辅助接地FD对地漏电，这时零序电流互感器产生零序电流一端22保护器35脚，零序电流互感器另一端K4保护器34端；零序电压经零序电压变换器TC2初级降压感应次级49总/分开关SA1-1（断开总开关/闭合分开关）51保护器36脚；零序电流/零序电压同时加到保护器35脚/36脚，保护器检测到漏电信号。v 从上面的原理图中，当馈电开关打到“分开关”位置时，其漏电保护

15、与智能保护器、三相电抗器（SK)、磁放大器(TC2)、零序电流互感器(TA)有关，在进行检漏试验时，还与电阻（R2)有关。在此当中，三相电抗器的主要作用是产生零序电压信号。下面就馈电开关在分开关状态下，检漏试验拒动、误动的一些主要原因进行讲解。v 1、主接地或辅助接地不良。一旦主接地或辅助接地不良，在按下试验按钮时，相线对地绝缘阻值较大，无法达到正常的动作值。v 我们可以在开关处于分闸状态下（必须确认电阻R1，漏电继电器KA3正常完好），按下“漏电”试验按钮，观察保护器显示屏上“故障”指示灯是否灯亮。如果出现灯亮，则说明试验回路正常。v 2、零序电压、零序电流门槛值设置不合理。 若遇到“选择性

16、漏电保护”动作不正常，且检查外部线路都没有问题的情况下，可适当调节Uo、Io的值来满足动作要求，具体调节原则有以下几种：（1）若选漏动作电阻值偏大，Uo、Io门槛值均应提高；反之，可以稍降低。（2）若电网电容偏大的情况下，应降低Uo门槛值，可以稍提高Io门槛值；反之，应提高Uo门槛值，稍降低Io门槛值。（3）若在大电机起动时，保护器受干扰易误动，应稍提高Uo门槛值；而Io不变。v 馈电开关所带的供电线路越长，其对地分布电容越大，对地电容电流就越大。所以我们平时在设置零序电流、零序电压的门槛值时，要参照供电线路的远近，在供电线路较长时，Uo设置偏小一点，Io设置偏大一点；供电线路较短时，则反之。

17、设置完毕后进行就地试验，检查动作情况。v 设置馈电开关选漏保护中零序电压、零序电流门槛值最准确的方法是在线路的最远点依照电压等级安装远点试验电阻，在馈电的“实时显示观察窗口”中观察试验电阻接地的瞬间，零序电压、零序电流的数值，然后将馈电开关的零序电压、零序电流门槛值设置略小于所观察的数值。 3、零序电压和零序电流的之间的相位不正确。可通过进入“实时显示观察窗口”来判别。v 进入“实时显示观察窗口”后快速按下“漏电”试验按钮，观察显示的零序电流、零序电压值变化情况，当按下试验按钮后，零序电压、零序电流值均大于保护器内部设定的门槛值而开关未跳闸时，则说明零序电流的方向不正确。可通过对调零序电流互感

18、器去往保护器34、35号接线脚的两根线的位置。34号接线脚共接有3根线，将其中最细小的一根线与35号接线脚接有的信号线调换接线位置。在实际使用过程中，时常会出现某台分开关前几天试验正常，后几天试验不正常，这样就可以通过上面的方法来尝试处理。v 4、系统分布电容偏低。这种情况经常出现在新安装的变电站，低压供电系统简单、线缆较少。还有就是在某一低压供电系统中，安装有多台分支馈电，在对分支馈电依此进行检漏试验时，往往当试验到最后一台时会出现试验不动作的现象，而一旦对该系统中任一分支开关进行送电后再对拒动开关进行试验时，试验正常。以前面的供电系统图为例，当从分馈1往分馈3依次试验时，分馈1、分馈2正常

19、跳闸，分馈3不动作。在对分馈1和分馈2其中任意一台进行合闸后，再次对分馈3进行试验，此时试验将动作。v 此时的解决方案是在总开关的输出端并接三相电容进行补偿，中性点接地。接线方式见下图在实际操作过程中，我们一般不再另加电容或阻容装置，而是利用总开关上现有的阻容吸收装置总开关上现有的阻容吸收装置，用一根导线将阻容吸收装置的中性点与开关外壳相连接地（具体接线见下图）。X1X2X3D1D2D3支路2X1X2X3D1D2D3支路3分开关3分开关2分开关1补偿分布电容补偿分布电容D1D2D3补偿分布电容的大小范围为0.22 f1 f,电容的额定电压不得低于电网的额定电压，可选用适当的阻容装置代用。X1X

20、2X3D1D2D3X1X2X3D1D2D3支路1v我矿馈电开关中现使用的阻容吸收装置共有上面两种，其中左边的阻容装置需另加接地线，右边的阻容装置在生产制造过程中已将中性点引出，只需将引出线接地即可。v 4、试验电阻R2损坏，判断试验电阻R2的好坏，可使用用仪表检查电阻R2的阻值。v 5、漏电试验回路不通。检查控制变压器36V输出是否正常，熔断器FU2是否完好，试验继电器KA3是否正常吸合，常开点KA3是否通断正常。v 6、零序电压或零序电流信号未能传输至智能保护器内。有可能是零序电流互感器、三相电抗器损坏或接线脱落。重点检查保护器接线脚接线是否紧固。三相电抗器可通过观察零序电压值来判断好坏。同

21、一供电系统中，各分路馈电实时显示的零序电压值应相同或相近，如果某一台实时显示的值远大于其他馈电时，重点怀疑这台馈电开关的三相电抗器存在问题，可通过检测电抗器的内阻或输出电压是否相同或相近来进一步判断。（二）高压配电装置v 我矿使用的PBG23-630/10Y型高压配电装置漏电保护形式分为中性点不直接接地和中性点经消弧线圈接地两种情况，其中中性点不直接接地情况下有：电流型保护、功率方向型保护两种方式。中性点经消弧线圈接地情况下采用零序有功法。v 对于我矿的供电系统，漏电保护方式应选择为“功率方向型”。在保护器“保护功能”菜单内可调。v 功率方向型保护的条件是当零序电压Uo、零序电流Io有效值均超

22、过设定的值，并且Uo、Io之间的相位值达到一定范围值，根据所预设的时间实施漏电保护。v 当我们对高压配电装置进行漏电试验时，出现拒动的情况主要有三种：保护器未检测到零序电压、零序电流信号；保护器设置的零序电压、零序电流设定的值偏大；零序电流、零序电压之间的相位角不正确。v 对于保护器未检测到零序电压、零序电流信号的解决方法：检查零序互感器、电压互感器以及保护器接线是否正常。v 对于保护器设置的零序电压、零序电流设定的值偏大的解决方法：将保护器中的零序电压、零序电流参数调小。v 对于零序电流、零序电压之间的相位角不正确的解决方法：将保护器DZ1插线排11、13号接线位置对调。工作电压/UA工作电压/UBA相电压/UaiB相电压/UbiC相电压/UciA相电流/Iai地/YL0B相电压/UbiC相电流/Ici地/YL0零序电压/Uoi+YL0/Uoi-零序电流/Ioi+YL0/Ioi-13121410911576843串入电抗/CRDK+串入电抗/CRDK-充电指示/CD+短路电抗/DLDK+短路电抗/DLDK-下移/DOWN充电指示/CD-监视电阻/-JS监视电阻/+JSDZ2WS-/瓦斯检测WK+/温度检测WK-/温度检测+5vCANLCANRCANT-5v+5vCANH选项/