继电保护在井下供电中的应用
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摘要：井下继电保护系统是保障井下用电系统的重要因素，继电保护可以从各个方面快速检测出相应的故障部分，及时切除更换路线，使电力系统正常运行，并减少事故范围。文章对继电保护的概念、工作原理、类型等做了相关介绍，针对其要求、可能出现的问题故障、现阶段的应用状况等做了相关分析，并发表了自己的建议，以期对我国煤矿井下继电保护的改进能起到一定的借鉴指引作用。
关键词：继电保护；井下供电系统；电力工程；供电网络
中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）30-0044-02
随着技术的进步，电力工程高速发展，井下电力应用得到大力推广，电网复杂性加剧，变电站覆盖域变大，功用种类繁盛，必然导致供电网络事故的频繁发生。为维护电网的高效运行，提高其稳定性、安全可靠性，就必须加大对继电保护的强化力度，使其高效快速地检测出可能的事故问题。
1 继电保护的基本介绍
继电保护的定义。在供电网络中能对初次系统进行监控、调节、控制、测量的自动化设备叫做继电保护装置。它能有效快速地检测出电网中某些电气元件是否发生故障或运行不正常，对问题元件能自动性、有选择性地切除，通过断电器跳闸或发出通知信号保障无问题部分正常运行，并根据维护条件调节电网负荷、电流分布等。
2 继电保护达到的标准要求
（1）安全可靠性。继电保护装置的可靠性就是要求装置在故障发生时应该动作，切除隔离问题部分；电力系统正常工作时避免误动。它在电力网络中的主要任务是负责系统的安全可靠运行，及时发现问题，纠正解决问题，最大限度地降低电力系统中相关元件的损耗；同时，对故障部分的状况发出信号，相关人员及时处理，并与其他设备配合，保障电力网络的安全运行。
（2）反应灵敏性。继电保护的反应灵敏性一般用灵敏度表示，是在其工作范围内的故障或运行不正常的部分的反应敏捷能力，其要求故障一旦发生，其工作范围内的任何故障位置、任何故障类型都可快速正确地显示出来。灵敏度用公式Km=Ld min/Id表示，其值越高其能力越强，不同线路其值也不同。
（3）选择替换性。继电保护对电路的保护分为主保护、后备保护、辅助保护。其选择性是仅对故障部分进行隔离切除，保障大部分的正常运转。对供电系统一般都准备两套保护系统，其中主保护反应快，副保护反应慢。当主保护反应后故障依旧未排除，副保护起作用切除主保护未排除的故障部分；而且当主保护拒绝动作时，副保护也起作用，防治继电保护的惰性反应。主反应快，路线长的话就有漏掉的部分，副反应慢，同样有其反应范围，因此必须为补充两种的不足而设计相应的简单的辅助保护。
（4）快速应对性。电力系统发生故障时，要求继电保护系统必须快速地切除故障部分，减少故障元件工作时间，降低破坏。同时，某些特殊情况，要求保护系统动作有延时性。因此，对于保护系统的反应速度有一定的要求。对于高压线路，必须快速切除故障部分；变压器、电机本身出现的故障要快速切除；危害性大的路段，例如铁路通信、高压输送路线要求快速切除故障；导线截面小的线路必须快速切除故障；对于主干路上连同的主电力设备需要工作时间，无备用路线时就必须延时反应。
3 当前井下继电保护应用研究现状
近年来型、型、型矿用开关柜和型、型及型防爆开关被大多数矿井选用为井下开关柜，这些类型的开关柜虽然装有过流脱扣器和失压脱扣器等保护装置，但没有安漏电型保护装置。经过改进，井下用柜K Y Ggg-6型添加了过流保护装置、欠压和漏电保护装置；K Y gg-1Z、K Y gg-1型等也添加了上述三种保护装置。对于B gp3-6防爆型开关柜还装有晶体管保护。老型号的开关柜由于过流脱扣器来完成过流保护，当其主次级短路电流区别不大时，难以满足选择性，且尽管装有gl型继电器，主次级反应动作很难配合好，且这种情况若发生拒动时，还没有后备保护装置。一旦漏电，纵向线路没选择性，主次级刀闸开关都跳闸，故障范围扩大，生产受影响大。晶体管保护装置存在时限和纵向配合问题，有待进一步研究改进。
4 井下继电保护系统应用中的常见问题
4.1 继电保护系统整定值不准确
继电保护整定值是综合供电系统正常工作的常规设定值，当线路电流或其他数值与此值不匹配时就可以确定其故障问题；此值必须得保障可靠性、灵敏性、突出选择性、快速应对性。统计表明，在使用安装继电保护系统中，保护整定值存在随意现象，过大起不到保护作用，过小则太灵敏经常有故障，两者都对生产造成影响。造成这种现象的原因主要是工作人员对继电保护不熟悉，相关知识不到位，工作原理没把握，供电系统经常被忽视保护
问题。
4.2 系统整定方式错综复杂
技术的进步使各种保护产品向高科技电子化方向发展，其型号多变，没有固定的模式，致使其整定方式各不一样。保护器中，有的电子产品必须人工手动设定具体值，有的则预先设定了档位；同时，产品中以二次电流的保护设定为主，其次为一次电流保护。当电路中使用不同的电子产品时，同一路线其操作手法还不一样，造成使用的复杂性，不利于保护系统起作用。
4.3 保护设备被弃用
井下空间小，本身行动不方便，线路复杂，造成继电保护被弃用，有的是怕影响生产接地短路，有的是技术不到位不知道怎么弄而放弃使用，这些都将继电保护当成可摆设而应付上级检查。
5 继电保护系统在井下的实际应用
（1）井下主变电所继电保护的级数多，分为：由上级变电所、矿井35kV路线进线、地面6kV井下主变电所区域进线馈出柜、开采区域变电所进线柜、井下主变电器设线馈出柜等共有7级继电保护范围。正常情况而言，矿井上级变电所保护的时间限制设定是固定不变的，一般设定为1.2秒，下一级别保护的时间限制比上一级别的减少0.5～0.7秒。这种设定方式有其局限性，就是保护级别之间的时间间隔对保护对象起不到必要的保护作用，严重时根本不能越级跳闸断电。为避免这种状况发生，井下矿用继电器一般采用ssj型，其灵敏度高于时限型；另外，在不增加保护开关的停进范围内可以适当缩减保护级别，减少时间差。
（2）矿用35kV进线保护使用固定时限保护，6kV配出线一般用反时限继电保护。反时限基本电力元件是gl式感应电流继电器，它具有电流、中间、信号、时间等各种类型继电器的功用，可以同时具有速断和过流两种断电保护，对继电保护的操作起到简化的效果。同时反时限可以与固定时限、反时限等继电器之间配合使用，因为反时限保护对越靠近电源方向的短路反应时间越短，整定时通过动作曲线即可查的。这种与曲线拟合对比脱扣器而动作的行为模式时间配合较难，经常出现越级保护跳闸现象，且其速度都远高于过流保护动作，因此采用反时限gl过流型继电器无法现场整定，只能手动粗略调整，其偏差大，影响其灵敏度。相对于这种情况，在靠近主电源线路附近使用定时限继电器，相互配合，对继电保护的保护功效起到更大的促进作用。
6 结语
继电保护重在保护，保护煤矿井下电力系统的完整安全可靠运行，预防类似于短路电流过大发生火灾造成井下瓦斯爆炸事故、路线绝缘破损触电事故、通风系统因线路电流电压异常而停止工作等重大事故的发生。井下继电保护的安全可靠的运转，小方面可以有利于维护企业稳定生产，大方面可以安定社会。
参考文献
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