第3章井下电网三大保护

1、矿山电工学矿山电工学主讲：唐轶主讲：唐轶上页上页下页下页目录目录第三章第三章 煤矿井下电网三大保护煤矿井下电网三大保护 煤矿井下电网的三大保护煤矿井下电网的三大保护v过流保护过流保护v漏电保护漏电保护v保护接地保护接地上页上页下页下页目录目录一、继电保护：为避免故障和不正常运行造成的严重后果，一、继电保护：为避免故障和不正常运行造成的严重后果，保证供电安全可靠，在电力系统中必须设置继电保护装置。保证供电安全可靠，在电力系统中必须设置继电保护装置。1）故障：）故障：相间短路、中性点直接接地系统的单相接地短路、相间短路、中性点直接接地系统的单相接地短路、变压器和电动机、电力电容器等可能发生的匝间或

2、层间短路。变压器和电动机、电力电容器等可能发生的匝间或层间短路。危害：产生很大的短路电流，产生很大的热量和电动力，危害：产生很大的短路电流，产生很大的热量和电动力，造成设备损坏，影响其它设备的正常运行，甚至造成系统解造成设备损坏，影响其它设备的正常运行，甚至造成系统解列。列。2）不正常运行）不正常运行：过负荷、一相断线、小电流接地系统中的：过负荷、一相断线、小电流接地系统中的单相接地等。单相接地等。长时间过负荷会加速设备绝缘老化，甚至损长时间过负荷会加速设备绝缘老化，甚至损坏设备，发展成为故障。一相断线会造成电机过负荷。小电坏设备，发展成为故障。一相断线会造成电机过负荷。小电流接地系统的单相接

3、地会造成非故障相电压升高，威胁绝缘，流接地系统的单相接地会造成非故障相电压升高，威胁绝缘，井下发生容易造成人身触电及瓦斯煤尘爆炸事故。井下发生容易造成人身触电及瓦斯煤尘爆炸事故。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继电保护装置继电保护装置v装置作用：能反映电力系统中设备或线路发生故障或装置作用：能反映电力系统中设备或线路发生故障或不正常运行状态，并能使断路器跳闸和发出信号的自动不正常运行状态，并能使断路器跳闸和发出信号的自动装置。装置。v基本任务：基本任务：1）当被保护线路或设备）当被保护线路或设备发生故障时，继电保护装置能自发生故障时，继电保护装置能自动迅速准确有选

4、择地通过断路器将故障元件断开动迅速准确有选择地通过断路器将故障元件断开，保证，保证系统其他部分正常运行。系统其他部分正常运行。2）当被保护线路或设备）当被保护线路或设备出现不正常运行时，保护装置能出现不正常运行时，保护装置能发出信号发出信号，提醒工作人员采取有效措施，消除不正常运，提醒工作人员采取有效措施，消除不正常运行状态。行状态。3）继电保护装置）继电保护装置能够与系统其他自动化装置配合，缩短能够与系统其他自动化装置配合，缩短事故停电时间事故停电时间，提高系统运行可靠性。，提高系统运行可靠性。上页上页下页下页目录目录二、对继电保护装置的基本要求二、对继电保护装置的基本要求v 四性：可靠性、

5、灵敏性、快速性、选择性四性：可靠性、灵敏性、快速性、选择性可靠性：可靠性： 1）要求保护）要求保护装置本身应具有较高的可靠性装置本身应具有较高的可靠性，不出问，不出问题，随时处于可靠的准备动作状态；题，随时处于可靠的准备动作状态； 2）要求）要求保护性能可靠保护性能可靠，即当本保护范围内发生过流，即当本保护范围内发生过流故障时，它一定动作（故障时，它一定动作（不拒动不拒动）；当保护范围以外）；当保护范围以外发生过流故障时，它一定不动作（发生过流故障时，它一定不动作（不误动不误动）。）。 快速性：快速性：指在故障电流没有造成危害之前，将过流故障指在故障电流没有造成危害之前，将过流故障切除。切除。

6、选择性：选择性：保护装置只切除故障设备或线路的电源，使事保护装置只切除故障设备或线路的电源，使事故停电的范围最小，有利于生产与安全。故停电的范围最小，有利于生产与安全。上页上页下页下页目录目录灵敏性：灵敏性： 动作灵敏是指保护装置对故障的反应能力要强，对于短路保护，动作灵敏是指保护装置对故障的反应能力要强，对于短路保护，即使是在保护范围末段发生最小两相短路时，它也能可靠的动作。即使是在保护范围末段发生最小两相短路时，它也能可靠的动作。衡量短路保护装置这一能力的参数叫灵敏度，又称灵敏系数，用衡量短路保护装置这一能力的参数叫灵敏度，又称灵敏系数，用Krel 表示。表示。 I (2) k.min保护

7、范围末端最小两相短路电流，保护范围末端最小两相短路电流，kA; Iop 短路保护装置一次动作电流值，短路保护装置一次动作电流值，kA 对于主保护，对于主保护，Krel1.5;对于后备保护，对于后备保护， Krel 1.2；熔断器保护，；熔断器保护， Krel 47。(2)relk.minop/KII上页上页下页下页目录目录三、继电保护工作原理三、继电保护工作原理 系统出现故障或不正常运行时，会引起电压、电流系统出现故障或不正常运行时，会引起电压、电流的幅值和相位变化等异常。利用故障时这些参数与正常的幅值和相位变化等异常。利用故障时这些参数与正常参数的差异，可以组成不同形式的继电保护装置。参数的

8、差异，可以组成不同形式的继电保护装置。 如：如：v过流保护：利用过流故障时电流增大特征过流保护：利用过流故障时电流增大特征v低电压保护：某些故障发生时电压降低低电压保护：某些故障发生时电压降低v瓦斯保护：变压器油箱内部故障，产生瓦斯分解瓦斯保护：变压器油箱内部故障，产生瓦斯分解v零序保护：不对称故障时出现零序电压零序保护：不对称故障时出现零序电压/ /电流电流上页上页下页下页目录目录(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常额定二次电压为100V100V，额定二次电流为，额定二次电流为5A5A。可使测量仪表

9、和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，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，使结构轻巧，价格便宜。使结构轻巧，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量。制和测量。(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、调换及法，因而接线灵活方便。同时

10、，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现。线即可实现。(4)(4)使二次设备和工作人员与高电压部分隔离使二次设备和工作人员与高电压部分隔离，且互感器二次，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，一次侧高压窜入二次侧，从而保证了设备和人身安全。高压窜入二次侧，从而保证了设备和人身安全。 五、电流互感器和电压互感器五、电流互感器和电压互感器上页上页下页下页目录目录户内高压户内高压LQJ-10型电流互感型电流互感器的外形图

11、。器的外形图。 它有两个铁心和两个二次绕它有两个铁心和两个二次绕组，分别为组，分别为0.5级和级和3级，级，0.5级级用于测量，用于测量，3级用于继电保护。级用于继电保护。图图 LQJ-10型电流互感器型电流互感器1) 一次接线端子一次接线端子 2) 一次绕组（树脂浇注）一次绕组（树脂浇注）3) 二次接线端子二次接线端子 4) 铁心铁心 5) 二次绕组二次绕组6) 警示牌（上写警示牌（上写“二次侧不得开路二次侧不得开路”等字样）等字样）上页上页下页下页目录目录图是户内低压图是户内低压LMZJ1-0.5型型（500800/5A）电流互感器）电流互感器的外形图。它不含一次绕组，的外形图。它不含一次

12、绕组，穿过其铁心的母线就是其一次穿过其铁心的母线就是其一次绕组（相当于绕组（相当于1匝）。它用于匝）。它用于500V及以下配电装置中。及以下配电装置中。 图图 LMZJ1-0.5型电流互感器型电流互感器 1) 铭牌铭牌 2) 一次母线穿孔一次母线穿孔3) 铁心，外绕二次绕组，树脂浇注铁心，外绕二次绕组，树脂浇注 4) 安装板安装板 5) 二次接线端子二次接线端子 上页上页下页下页目录目录 电流互感器结构特点是：电流互感器结构特点是： 一次绕组匝数一次绕组匝数很少很少，导体相当粗，有的电流互感器没有一，导体相当粗，有的电流互感器没有一次绕组，而是利用穿过其铁心的一次电路作次绕组，而是利用穿过其铁

13、心的一次电路作为一次绕组；为一次绕组；二次绕组匝数很多，导体较细二次绕组匝数很多，导体较细。 接线特点是：接线特点是：一次绕组一次绕组串联串联在被测的一次在被测的一次电路中，而二次绕组则与仪表、继电器等的电路中，而二次绕组则与仪表、继电器等的电流线圈电流线圈串联串联，形成一个闭合回路。，形成一个闭合回路。由于这由于这些电流线圈的阻抗很小，因此些电流线圈的阻抗很小，因此电流互感器工电流互感器工作时其二次回路接近于短路状态。二次绕组作时其二次回路接近于短路状态。二次绕组的额定电流一般为的额定电流一般为5A。图图 电流互感器电流互感器 1-铁心铁心 2- 一次绕一次绕组组 3-二次绕组二次绕组N11

14、I上页上页下页下页目录目录1 1、电流互感器的接线方式、电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2 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(1) (1) 电流互感器在工作时其二次侧不得开路电流互感器在工作时其二次侧不得开路 (2) (2) 电流互感器的二次侧有一端必须接地电流互感器的二次侧有一端必须接地(3) (3) 电流互感器在连接时，要注意其端子的极性电流互感器在连接时，要注意其端子的极性(4) (4) 电流互感器套管应清洁，没有碎裂、闪络痕迹，电流互感器套管应清洁，没有碎裂、闪络痕迹，内部没有放电和其它噪声。内部没

15、有放电和其它噪声。 上页上页下页下页目录目录图图 JDZJ-10型电压互感器型电压互感器1- 一次接线端子一次接线端子 2-高压绝缘套管高压绝缘套管 3- 一、二次绕组，树脂浇注绝缘一、二次绕组，树脂浇注绝缘4-铁心铁心 5-二次接线端子二次接线端子图是应用广泛的图是应用广泛的JDZJ-10JDZJ-10型型单相三绕组、环氧树脂浇单相三绕组、环氧树脂浇注绝缘的户内电压互感器注绝缘的户内电压互感器外形图。外形图。上页上页下页下页目录目录电压互感器的基本结构原理图如电压互感器的基本结构原理图如图。图。它的结构特点是：它的结构特点是：一次绕组匝数一次绕组匝数很多，二次绕组匝数较少很多，二次绕组匝数较

16、少，相当于，相当于降压变压器。其接线特点是：降压变压器。其接线特点是：一次一次绕组绕组并联并联在一次电路中，而二次绕在一次电路中，而二次绕组则组则并联并联仪表、继电器的电压线圈。仪表、继电器的电压线圈。由于电压线圈的阻抗一般都很大，由于电压线圈的阻抗一般都很大，所以电压互感器工作时其二次侧接所以电压互感器工作时其二次侧接近于空载状态。近于空载状态。二次绕组的额定电二次绕组的额定电压一般为压一般为100V100V。电压互感器电压互感器 1-铁心铁心 2- 一次绕组一次绕组 3-二次绕组二次绕组 电压互感器电压互感器上页上页下页下页目录目录电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式 上页上页下页下页

17、目录目录电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式上页上页下页下页目录目录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1. 1. 电压互感器工作时其二次侧不得短路电压互感器工作时其二次侧不得短路 电压互感器的一、二次侧都必须装设熔断器进行短路保电压互感器的一、二次侧都必须装设熔断器进行短路保护护。2. 2. 电压互感器的二次侧有一端必须接地电压互感器的二次侧有一端必须接地3. 3. 电压互感器在连接时也应注意其端子的极性电压互感器在连接时也应注意其端子的极性 4.4.电压互感器套管应清洁，没有碎裂或闪络痕迹；油位指示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

18、；内部无异常声响。应正常，没有渗漏油现象；内部无异常声响。如有不正常现如有不正常现象，应退出运行，进行检修。象，应退出运行，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过电流过电流：流过电气设备或线路的电流超过其额定值或允：流过电气设备或线路的电流超过其额定值或允许值。许值。 引起过电流的原因：短路、过负荷、电动机单相运引起过电流的原因：短路、过负荷、电动机单相运转转( (断相断相) )等。长时间的过电流运行，将导致电气设备与等。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。井下电缆的迅速损坏，甚至引发严重的安全事故。 为此

19、，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

20、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组成及

21、保护：组成及保护：(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) )

22、保护在确保快速性的条件下兼顾选择性保护在确保快速性的条件下兼顾选择性。井。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，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.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) 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DW系列自

23、动开关与系列自动开关与QC系列系列的磁力起动器是按以下方法来整定的的磁力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(整定电流整定电流)应躲开电动机应躲开电动机的启动电流的启动电流 v Iop.qb继电器的整定电流，继电器的整定电流，A；v Ist电动机的启动电流，电动机的启动电流，A。.op qbstII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，其余用电动机的启动电流与除最大一台电动机

24、外，其余用电设备的额定电流之和电设备的额定电流之和. .v Ist.max被保护网路中最大一台电动机的启动电被保护网路中最大一台电动机的启动电流，流，A A；vI IN N被保护网路中除最大一台电动机外，其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，余用电设备额定电流之和，A A。.maxop qbstNIII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 I(2)k被保护网路末端最小两相短路电流被保护网路末端最小两相短路电流值，值，A。 (2).1.5ksop qbIKI 上页上页下页下

25、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：vA 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。vB 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。vC 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)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

26、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(310)IN；其过；其过载长延时保护整定值按实际电流整定，其整定范围为载长延时保护整定值按实际电流整定，其整定范围为(0.41) IN，IN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I Iop.OLop.OL值时，即视为过载，电子保值时，即视为过载，电子保护器延时动作；当运行中电流达

27、护器延时动作；当运行中电流达I Iop.OLop.OL到值的到值的8 8倍及以上倍及以上时，即视为短路，电子保护器瞬时动作。故电子保护器时，即视为短路，电子保护器瞬时动作。故电子保护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.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8 8I Iop.OLop.OL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

28、磁继电器达不到灵敏度要求所采取的相关措施。施。(2).1.28kop 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2 2井下高压系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

29、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） 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 式中式中 Iop.qb瞬时过流继电器动作电流，瞬时过流继电器动作电流，A（速断）；（速断）； Ist电动机的额定启动电流，电动机的额定启动电流，A。 1.21.4可靠性系数；可靠性

30、系数； Ki电流互感器变流比；电流互感器变流比；.1.2 1.4op qbstiIIK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分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：流器，则动作电流与灵敏度校验分别按下两式计算：vIN.M 电动机额定电流，电动机额定电流，A；vKp 分流器的分流比。分流器的分流比。.1.2op qbN MiI

31、IK(2).2kSpiop qbIKK K 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）： 式中式中Kre继电器返回系数，一般取继电器返回系数，一般取0.85,对于对于GL-1316型取型取0.8； 动作时间按下式整定：动作时间按下式整定： 式中式中 t 继电器的动作时间，一般取继电器的动作时间，一般取1015s； tst 电动机的启动时间，一般为电动机的启动时间，一般为36s。.1.2op OLN MreiIIK Ksttt上页上页下页下

32、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 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： 灵敏度校验灵敏度校验 .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） 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 式

33、中式中 Imax 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。灵敏度校验用下式进行：灵敏度校验用下式进行： 式中式中 Ik (2) 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。.max1.2op qbiIIK(2).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。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 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

34、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 K0.5st (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、线路、线路变压器组速断保护。动作电流按躲过变压器变压器组速断保护。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 式中式中 KT变压器的变压比（降压倍数）；变压器的变压比（降压

35、倍数）；(3).max1.2 1.4op qbkTiIIK 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C C、线路速断保护：、线路速断保护： 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 ),.m ax0 .9sb rkiIIK(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

36、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 .max1.2 1.4()op qbstNTiIIIK 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： KgT变压器组别系数，对于变压器组别系数，对于Y/Y接线的变压器，接线的变压器， KgT =1，对于，对于Y/接线的变压器，接线的变压器，(2).1.5ksgTTiop qbIKKK K I3gTK上页上页

37、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)的倍数整定，有的倍数整定，有 式中式中 n电流互感器二次额定电流（电流互感器二次额定电流（5A）的倍数；）的倍数； Kd 需用系数；需用系数； IGN高压配电装置额定电流，高压配电装置额定电流，A。灵敏度校验：灵敏度校验： .max.stdNTG NIKInK I(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

38、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）： 动作时间与式（动作时间与式（3-133-13）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： 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 K.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

39、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v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

40、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。v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v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是通过切断电源的操作来防止

41、人身触电伤亡和漏电电流引爆沼气煤尘。保护方式有：触电伤亡和漏电电流引爆沼气煤尘。保护方式有： 附加直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）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。检测到电网各相对地绝缘电

42、阻的下降。通过通过在电网上附加一直流电源的方式，检测电网在电网上附加一直流电源的方式，检测电网对地的绝缘阻抗，判断是否发生漏电故障对地的绝缘阻抗，判断是否发生漏电故障。 上页上页下页下页目录目录附加电源直流检测式漏电保护电气原理图附加电源直流检测式漏电保护电气原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U通过三相电抗器通过三相电抗器1L所组成的人为中性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，直流电流地之间，直流电流I由电源正极流出入地，经绝缘由电源正极流

43、出入地，经绝缘电阻电阻r1,r2,r3进入三相线路，再由三相电抗器进入三相线路，再由三相电抗器1L、零序电抗器零序电抗器2L、千欧表、千欧表k（直流毫安表）和直流（直流毫安表）和直流继电器继电器KD返回电源负极。返回电源负极。上页上页下页下页目录目录v对于稳定的直流电源，电容对于稳定的直流电源，电容C和电网对地电容和电网对地电容C1、C2、C3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

44、流电源检测漏电保护、附加直流电源检测漏电保护(4)(4)v对直流回路，对直流回路，r相当于三相电网各相对地的绝缘电阻相当于三相电网各相对地的绝缘电阻并联。并联。v若若一相绝缘电阻降低为一相绝缘电阻降低为r，其余两相为正常或无限大，其余两相为正常或无限大，则则rr；v若若L1、L2两相绝缘电阻同时下降两相绝缘电阻同时下降，且，且r1=r2=r，而，而L3相为正常，则相为正常，则rr/2;v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=r，则，则rr/3。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(5)(5)v设设R =RKD

45、+R K+R2L+R1L/3为保护装置内阻，为保护装置内阻，则当则当U和和R 一定时，直流继电器一定时，直流继电器KD和千欧表中和千欧表中的电流值将随的电流值将随r的变化而变化。而直流继电器选的变化而变化。而直流继电器选定后，动作电流即确定。当定后，动作电流即确定。当r下降到一定程度，下降到一定程度，当电流当电流I大于继电器动作电流时，大于继电器动作电流时，KD便动作，通便动作，通过自动馈电开关跳闸，达到漏电保护的目的。过自动馈电开关跳闸，达到漏电保护的目的。上页上页下页下页目录目录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

46、据线路对地绝缘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流为30mA，因此，因此， r的整定值要满足使人身触电电流小于的整定值要满足使人身触电电流小于30mA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)ph/3mamaUIRr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v代入代入Ima=30mA, Uph=380V（相电压）（相电压）, Rma=1000 ,可得可得r35 k.即对于井下即对于

47、井下660V低压电网，相对地实低压电网，相对地实际绝缘水平必须在际绝缘水平必须在35k以上以上，否则在发生人身触电，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：护装置的动作电阻应为： r r/311.7 kv低压电网的单相、两相、三相漏电的动作电阻值低压电网的单相、两相、三相漏电的动作电阻值应为应为1：2：3关系，关系， 即即11.7：23.4：35 k的关系的关系。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50mA

48、50mA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v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：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、零序电抗器进入直流回路，使保护装置受到交电抗器、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，因而动作值不再保持流电流的干扰，因而动作值不再保持1 1：2 2：3 3的关系。的关系。同时电网的对地

49、电容电流也对动作值产生影响。同时电网的对地电容电流也对动作值产生影响。v为消除交流电流对直流回路的影响，在零序电抗器与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大地之间接入一个大电容C C0 0（几个毫法至几十毫法），（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），构成交流通路（电容具有隔直流通交流的特性），通过通过C C0 0的滤波作用，消除了交流电流的影响的滤波作用，消除了交流电流的影响。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v由于电网对地电容的存在，会使漏电电流和人身触电由于电网对地电容的存在，会使漏电电流和人身触电电

50、流显著增大。电流显著增大。在电容电流完全被补偿的情况下，漏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。电流或人身触电电流才可能为最小。v利用零序电抗器的电感电流与对地电容电流的反相特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。点，实现电容电流的补偿。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v电容电流补偿后的等效图电容电流补偿后的等效图v等效内阻为：等效内阻为：31/3)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v当电容电流与电感电流完全相等时，即电容电流被全当电

51、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。即部补偿时，漏电电流最小。即 L=1/32C 或或 XL=X3Cv当当XLX3C时漏电电流呈容性即时漏电电流呈容性即欠补偿欠补偿状态；状态；v当当XLX3C时漏电电流呈感性即时漏电电流呈感性即过补偿过补偿状态；状态；v当当XL=X3C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。保护

52、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关的电缆。总低压馈电开关的电缆。保护动作无死区保护动作无死区，故障跳闸不受故，故障跳闸不受故障类型和发生的时间地点的影响。障类型和发生的时间地点的影响。（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，漏电电流和人身漏电电流和人身触电电流较小触电电流较小。（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，而且能直接反应电网对地的绝缘情况；地的绝缘情况；（4 4）这种保护装置与井下供电单元的各

53、分组馈电开关、磁）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、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、成本低廉且易于查找故障支路的漏电保护系统；可靠性高、成本低廉且易于查找故障支路的漏电保护系统；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，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。故障，都将引起总开关跳闸，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，电感电抗值调整好后不能随电网对地电

54、容的大小变化而自动调节，无法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态。保持在最佳补偿状态。（3 3）保护装置的动作时间较长）保护装置的动作时间较长。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v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，三相对地绝缘为低压供电网络仿真图，三相对地绝缘为3535千欧，千欧，Rlo=50Rlo=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

55、相对地绝缘为低压供电网络仿真图，其中两相对地绝缘为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，Rlo=50Rlo=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，其中两相对地绝缘为低压供电网络仿真图，其中两相对地绝缘为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，Rlo=50Rlo=50千欧千欧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，即可获得直结构简单，不需要另设直流电源，即可获得直流检测式漏电保护所具有的保护特

56、性。另外具有较高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，所以能够较真实反应电网的绝缘水平。的直流电压，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：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，如网使用，如127V煤电钻综合保护中采用。煤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v利用漏电时零序电压的大小，来反应电网对地的绝缘利用漏电时零序电压的大小，来反应电网对地的绝缘程度，当零序电压达到一定

57、程度时即认为发生漏电，使程度，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。馈电开关跳闸。v缺点缺点：动作电阻值不固定、无选择性、不能保护对称：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，性漏电故障、只能在变压器中性点非直接接地系统中，一般应用在一般应用在6kV6kV及以上电压电网绝缘监视保护中。及以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v在电网中发生在电网中发生非对称性漏电故障非对称性漏电故障时，如果存在零序回时，如果存在零序回路，则在回路中出现零序电流。通过零序电流互感器检路，

58、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，在超过整定值时使继电器动作，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。切断故障线路电源。v利用各支路零序电流的方向的不同，可实现放射式电利用各支路零序电流的方向的不同，可实现放射式电网的网的横向选择性漏电保护横向选择性漏电保护。既可在中性点不接地系统中。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。应用，中性点接地系统中也可应用。v缺点：动作电阻值不固定、不能保护对称性故障、不缺点：动作电阻值不固定、不能保护对称性故障、不能补偿电容电流。能补偿电容电流。上页上页下页下页目录目录上页上页下页下页

59、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v利用零序电流或零序电压的幅值大小来判断供电系统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路，然后切除故障支路，实现有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。选择性切除故障的保护方式。v优点：有较强的横向选择性，当支路发生漏电时，停优点：有较强的横向选择性，当支路发生漏电时，停电范围很小。电范围很小。v缺点：与零序电流方向保护类似。缺点：与零序电流方向保护类似。上页上页下页下页目

60、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v保护原理图：保护原理图：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v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v当电网发生单相接地或人身触及一相线时，由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，执检测选相器确认故障相并迅速输出动作信号，执行继电器行继电器13KD迅速将故障相旁路接地，利用专迅速将故