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1、煤 矿 电 网 继 电 保 护中国矿业大学电气安全与智能电器研究所主要内容n1、矿区主变压器保护n2、6kv配电变压器保护n3、高压电动机保护n4、6kv母联保护n5、6kv线路保护主变压器继电保护n1.主保护n（1）瓦斯保护 n（2）纵差动保护 n2.后备保护n（1）短路故障后备保护 n（2）接地保护n（3）过负荷保护n（4）非电量保护瓦斯保护n用来反映变压器的内部故障和漏油造成的油面 降低同时也能反映绕组的开焊故障。 n瓦斯保护反应于油箱内部故障所产生的气体( 或油流)或漏油而动作 。n容量在0.8MVA及以上的油浸式变压器和户内 0.4MVA及以上的变压器应装设瓦斯保护。纵差动保护n用来
2、反映变压器绕组的相间短路故障, 绕组的 匝间短路故障、中性点接地侧绕组的接地故障 以及引出线的相间短路故障。 n绕组尾部的相间短路故障，绕组很少的匝间短 路故障，纵差动保护和电流速断保护是反应不 了的，即存在保护死区；此外也不能反映绕组 的开焊故障。n瓦斯保护不能反映油箱外部的短路故障，故纵 差动保护和瓦斯保护均是变压器的主保护。差动保护参数整定n1 比率制动特性参数 n2 二次谐波制动系数 n3 差动电流速断保护定值 比率制动特性参数n比率差动保护作为设备的独立保护有很高的灵 敏度，实际的工程中大都采用简化的方法进行 整定计算：电流互感器的同型系数，型号相同时取0.5,不同时取1 非周期分量
3、系数，可取1.52 电流互感器综合误差，取0.1 为偏离额定电压最大调压百分数 电流平衡调整不连续引起的不平衡电流系数,通常取0.05 取1.5 二次谐波制动系数整定 n躲过变压器的合闸涌流n差动回路中的2次谐波电流与基波电流的比值 一般整定为1520，微机保护的制动系数 可选0.15即可。 差动电流速断保护定值n当差动保护的保护区内发生严重短路故障时会 产生相当大的短路电流，电流互感器会发生饱 和，这时应该无时限地切除故障。n差动速断定值：68 倍的额定电流短路故障后备保护n 为反映变压器外部相间短路引起的过流以及 作为差动保护和瓦斯保护的后备保护 。n 当变压器断路器和CT之间发生故障时（
4、死区 范围），后备保护同样可以反应，起到后备保 护作用。n保护方式为复合电压闭锁（方向）过流保护 。后备保护动作原则：n对于单侧电源的变压器，后备保护一般装设在 变压器的电源测（高压侧）。但从加强可靠性 出发一般在低压侧也装设后备保护。 n单电源双绕组变压器高压侧后备保护，通常设 一段时限，跳开变压器的两侧开关。n低压侧后备保护一般设两段时限，一般煤矿 6kv母线无专门的母线保护时，第I段时限跳低 压分段断路器，第II段时限跳低压侧断路器。高、低后备保护（复压闭锁）整定：n复合电压过流保护，由复合电压元件、过流元 件、及时间元件构成，作为被保护设备及相邻 设备间短路故障的后备保护。 n复合电压
5、元件：低电压闭锁元件 和负序电压 元件 。高、低后保护（复压闭锁）整定：n低电压闭锁元件定值整定：n当低压元件取自变压器高压侧时n低电压元件取自低压侧时 应躲开正常运行时可能出现的最低电压 变压器正常运行时可能出现的最低相电压，一般可 取（0.80.9） n负序电压元件定值整定：n按躲过正常运行时出现的最大不平衡电压整定 额定相电压 n电流元件定值整定：对双绕组变压器，按躲过变压器的额定电流 整定 ：高、低后备保护时间整定：n低后备的复合电压闭锁：n电流I段时限和下一级出线的过流保护时限配 合，如果6kv母联装设有限时过流保护还应和 母联保护配合n电流II段时限比I段大一时间级差及可。n高压侧
6、复合电压闭锁电流保护动作时间按上级 调度部门的限额整定，同时还要和低后备过流 的时限配合（大一时间级差）。限时电流速断保护n对于煤矿电网，因为只有下井线路装设限流装 置，其他出线均未装设，如果地面线路发生短 路故障由于供电线路较短这样短路电流值很大 （和母线短路无多大区别）。假如故障线路保 护据动或者故障发生母线上，这时很大的短路 电流只有靠低后备切除。这样保护动作时间过 长很可能引起变压器内部受损发生线圈的匝间 短路，最后导致差动保护动作，所以很有必要 增设带时限的电流速断保护。 限时电流速断保护整定n 限时电流速断保护和6kv出线的I段或II段配合，考虑煤 矿的实际情况选择和I段配合，时间
7、取0.6S。限时电流速断定值（可按两种方法取值）：n（1）按躲过母线所有出线的最大动作值整定。n（2）按母线发生最小两相短路时，保证最小灵敏度1.3整 定。接地保护n中性点不接地运行时,应投入间隙零序电流保 护和零序电压保护 ，防止线路单相接地情况 下中性点位移电压升高时保护变压器，避免绝 缘破坏损坏变压器。零序过电压整定 n 零序过电压整定与变压器中性点的绝缘性能 有关。中性点全绝缘的大型变压器，零序过电 压可整定为 180V，延时可整定为 0.3S；中小 型分级绝缘变压器零序过电压整定为 150V， 延时可整定为 0.5S。 间隙零序过流保护 n间隙保护的作用是保护中性点不接地变压器中 性
8、点的绝缘安全，当变压器的中性点对地的电 位升高到不允许的值时，间隙击穿，产生间隙 电流。 n对于分级绝缘且中性点安装放电间隙的变压器 ，配置间隙零序过流保护非常必要 间隙零序过流保护整定n间隙保护不是后备保护，其动作电流、动作电 压及延时的整定不需与其他保护配合。 n间隙动作电流一次值可整定为 100A，对应的 时间定值，大型的变压器可整定为 0.3S，中 小型的变压器可整定为 0.5S。过负荷保护n过负荷保护动作于信号，同时闭锁有载调压。n过负荷保护一般安装于变压器反映所有绕组的 过负荷情况。双绕组降压变压器一般装设在高 压侧。n整定和过流保护相似非电量保护n变压本体的和有载调压的油温保护n
9、变压器的压力释放的保护n变压器带负荷后启动风冷的保护n过载闭锁带负荷调压的保护6kv配电变压器保护v过电流保护v速断保护v低压侧单相接地保护v负序电流保护过电流保护按变压器的额定电流整定：需要自启动的全部电机在自启动时引起的过电流的倍数， 一般取23（根据实际情况可以不取）。可靠系数，取1.2过电流保护v 灵敏度校验： 变压器低压侧母线两相短路故障时流过电流互感器的最小短路电流。 v 速断保护：保护装置的动作电流整定值,应躲过外部短 路故障时流过保护的最大短路电流。最大运行方式下变压器低压侧母线短路时流过一次侧的电流。速断保护：v灵敏度校验：保护安装处（高压侧）两相短路故障时流过电流互感器最小
10、短路电流。 低压侧单相接地保护:v 采用在低压侧中性线装设专用零序保护：零序电流取自低压侧的中性线电流按躲过正常运行时中线上流过的最大不平衡电流整定，该电流一般不超 过变压器低压侧额定电流的25：可靠系数，取1.2 变压器低压侧额定电流 低压侧单相接地保护:v低压侧的零序电流保护的灵敏系数：低压母线单相接地短路时流过中线的最小短路电流。 这种情况下保护有很高的灵敏度，但是当保护装置离配电变压器 较远此种方法就不太经济了，保护动作瞬时于跳闸。 低压侧单相接地保护:v利用高压侧三相式过流保护作为低压侧的单 相接地保护：如果现场条件不适合安装零序电流互感器，可以 在灵敏度满足的条件下采用利用高压三相
11、式过流保 护作为低压侧单相接地故障的保护。一般Y,yn配变不满足灵敏度要求，而D，yn可以 满足要求。低压侧单相接地保护:v配电变压器低压侧单相接地保护的 灵敏度：Y,yn12接线变压器低压侧接地时，采用三相式过流保护作为低压侧的单相接地保护灵敏度（小于1.5） ：D,yn1接线变压器低压侧发生单相接地故障时，采用三相式过流保护灵敏 度：采用低压侧中性线装设专用零序保护负序电流保护：v 负序电流可以反映变压器内部故障和外部的 不对称短路故障。当利用高压三相式过流保 护作为低压侧单相接地故障的保护，灵敏度 不满足要求时可以采用负序电流保护，保护 低压侧单相接地故障。v负序电流可以按照配变一次额定
12、电流的50 整定，可以设0.51s延时动作于跳闸。负序电流保护：v不同接线配电变压器负序电流保护的灵敏度：Y,yn12接线变压器负序电流保护灵敏度：D,yn1接线变压器负序电流保护灵敏度：高压电动机保护n 过电流保护 n速断保护 n过负荷保护n低电压保护、过电压保护 n电动机负序电流保护n电动机过热保护高压电动机的常见故障：n高压异步电动机不正常运行故障n1.电动机机械过负荷。这将引起电动机的定子电流增大，容易 引起发热。n2. 电动机堵转。n3.电动机启动时间过长。 n4.电动机运行过程中三相电流不平衡或运行过程中发生两相运行。 n5.供电给电动机的电压过低时，电动机的驱动转矩随电压的平 方
13、降低，电动机吸取得电流随之增大，供电网络的阻抗上的压 降应增大。高压电动机的常见故障：n高压同步机的故障和不正常运行状态n同步机的不正常运行状态，与异步机基本相同。不过同步机有 几种特有情况：n1.失步。同步机励磁电流减小和电压降低均导致电动机驱动转 矩减小，当最大值小于机械负荷的制动力矩时，同步机失去同 步。失步后，同步机的转速下降，转入异步运行。在异步运行 期间，由于转矩交变，所以转子转速和定子电流发生振荡，严 重时会发生机械和电气共振，导致同步机损坏，故应该装失步 保护。可动作于再同步控制回路；如不能再同步或不需要再同 步，可动作与跳闸。 n高压同步机的故障和不正常运行状态n2.失磁。同
14、步机励磁消失或部分消失，应驱动转矩减小，所以 同步机会失步并转入异步运行。为反映同步机的失磁，应装设 失磁保护。保护动作后应增大励磁，无效时动作于跳闸。n3.非同步冲击。供电给同步机的电源中断后再恢复时，有可能 造成电动机的非同步冲击。当同步机不允许非同步冲击时，应 装设非同步冲击保护。非同步冲击保护动作后，可动作于再同 步回路，或动作于跳闸。高压电动机过电流保护 n 在电动机启动完毕后自动投入，主要对电动机启动时间过长 和运行时电动机运行中堵转提供保护。该段电流可以按启动电 流或堵转电流整定，取1.31.5倍的额定电流。n 动作时间应躲过电动机自起动最长起动时间,可取n 电动机的最长启动时间
15、。 高压电动机速断保护n 电流速断保护应用在容量2MW以下的电动机，作电动机定 子绕组及其供电电缆相间短路的故障的保护，按躲过电动机的 最大启动电流整定：n 电动机的额定电流n 电动机的启动电流 n 可靠系数1.11.2n 接线系数 接于相电流时取1，接于相电流差时 取 高压电动机过负荷保护n过负荷和过电流保护的原理相同也是在电动机启动结束以后才 投入，一般为定时限。重要电机动作于信号报警，非重要电机 动作于跳闸 。n 取1.151.2 n 电动机的额定电流n动作时限于电动机允许过负荷时间相配合。可以用正序过流代 替过负荷保护，过负荷保护可以短时限投报警信号。高压电动机低电压保护n在电动机上装设的低电压保护，并不是为了反应其内部发生的 故障。电动机低电压保护装设的主要作用：n1.保证重要电动机自启动。n 当供电网络电压消失或降低时，网络中所有异步电动机的 转速均要下降，同步电动机则可能失步。而当电压恢复时，大 量电动机自启动时需要较其额定电流大好几倍的启动电流，致 使电压恢复时间拖长，延长自启动时间，甚至使自启动不能成 功。因此，为了保证重要电动机的自启动，电动机低电压保护 动作时，要跳开一些不重要的电动机，低电压保护的动作电压 为(0.60.7)UN，时限整定为0.5s。 n2.使不
