煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则

煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则
第一章 一般规定
第一节 短路电流的计算方法
第1条 选择短路保护装置的整定电流时，需计算两相短路电流值，可按公式（1）计算： Id （2）=Ue/2∑∑+2
2)()(X R
2/12R Rb Kb R R ++=∑ ∑+++=2/12X Xb Kb X Xx X
式中Id(2)——两相短路电流，A ；
∑R 、∑X ——短路回路内一相电阻、电抗值的总和，Ω；
Xx ——根据三相短路容量计算的系统电抗值，Ω；
R1、X1——高压电缆的电阻、电抗值，Ω；
Kb ——矿用变压器的变压比，若一次电压为6000V ，二次电压为400、690、1200V 时，变
比依次为15、8.7、5；当一次电压为3000V ，二次电压为400V 时，变压比为7.5；
Rb 、Xb ——矿用变压器的电阻、电抗值，Ω；
R2、X2——低压电缆的电阻、电抗值，Ω；
Ue ——变压器二次侧的额定电压，对于380V 网路，Ue 以400V 计算；对于660V 网路，Ue
以1200V 计算；对于127V 网路，Ue 以133V 计算。

利用公式（1）计算两相短路电流时，不考虑短路电流周期分量的衰减，短路回路的接触电
阻和弧电阻也忽略不计。

若需计算三相短路电流值，可按公式（2）计算：
Id(3) =1.15Id(2) （2）
式中Id(3) ——三相短路电流，A 。

第2条 两相短路电流还可以利用计算图（或表）查出。

此时可根据变压器的容量、短路点
至变压器的电缆换算长度及系统电抗、高压电缆的折算长度，从图或表中查出。

电缆的换算长度可根据的电缆的截面、实际长度，从表中直接查到，也可以用公式（3）计
算得出。

LH=K1L1+K2L2+……+KnLn+Lx+KgLg （3）
式中LH ——电缆总的换算长度，m ；
K1、K2……Kn ——换算系数，各种截面电缆的换算系数，可从表中查得；
L1、L2……Ln ——各段电缆的实际长度，m ；
Lx ——系统电抗的换算长度，m ；
Kg ——6KV 电缆折算至低压侧的换算系数；
Lg ——6KV 电缆的实际长度，m 。

电缆的换算长度，是根据阻抗相等的原则将不同截面和长度的高、低压电缆换算到标准截面
的长度，在380V 、660V 、1140V 系统中，以50mm2作为标准截面；在127V 系统中，以
4mm2作为标准截面。

第二节 短路保护装置
第3条 馈出线的电源端均需加装短路装置。

低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线的
保护装置。

第4条 当干线上的开关不能同时保护分支线路时，则应在靠近分支点处另行加装短路保护
装置。

第5条各类短路保护装置均应按本细则进行计算、整定、校验，保证灵敏可靠，不准甩掉不用，并禁止使用不合格的短路保护装置。

第二章电缆线路的短路保护
第一节电磁式过电流继电器的整定
第6条1200V及以下馈电开关过电流继电器的电流整定值，按下列规定选择。

1、对保护电缆干线的装置按公式（4）选择：
IX≥IQe+Kx∑Ie （4）
式中IX——过流保护装置的电流整定值，A；
IQe——容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电动机同时起动的工作机械，若其总功率大于单台起动的容量最大的电动机功率时，IQe则为这几台同时起动的电动机的额定起动电流之和，A；
∑Ie——其余电动机的额定电流之和，A；
Kx——需用系数，取0.5～1。

2、对保护电缆支线的装置按公式（5）选择：
IX≥IQe （5）
式中IX、IQe的含义同公式（4）
目前某些隔爆磁力起动器装有限流热继电器，其电磁元件按上述原则整定，其热元件按公式（7）整定。

煤矿井下常用电动机的额定起动电流和额定电流可以从表中查出。

如表中无数据，可以从电动机的铭牌或技术资料中查出其额定电流，并计算出电动机的额定起动电流近似值。

对鼠笼电动机，其近似值可用额定电流乘以6；对绕线型电动机，其近似值可用额定电流乘以1.5；当选择起动电阻不精确时，起动电流可能大于计算值，在此情况下，整定值也要相应增大，但不能超过额定电流的2.5倍。

在起动电动机时，如继电器动作，则应变更起电阻，以降低起动电流值。

对于某些大容量采掘机械设备，由于位处低压电网末端，且功率较大，起动时电压损失较大，其实际起动电流要大大低于额定起动电流，若能测出其实际起动电流时，则公式（4）和（5）中IQe应以实际起动电流计算。

第7条按第6条规定选择出来的整定值，还应用两相短路电流值进行校验，应符合公式（6）的要求：
≥1.5 （6）
式中Id(2) ——被保护电缆干线或距变压器最远点的两相短路电流值，A；
IX——过电流保护装置的电流整定值，A；
1.5——保护装置的可靠动作系数。

若线路上串联两台及以上开关时（其间无分支线路），则上一级开关的整定值，也应按下一级开关保护范围最远点的两相短路电流来校验，校验的灵敏度应满足1.2～1.5的要求，以保证双重保护的可靠性。

若经校验，两相短路电流不能满足公式（6）时，或采取以下措施：
1、加大干线或支线电缆截面。

2、设法减少低压电缆线路的长度。

3、采用相敏保护器或软起动等新技术提高灵敏度。

4、换用大容量变压器或采取变压器并联。

5、增设分段保护开关。

6、采用移动变电站或移动变压器。

第二节电子保护器的电流整定
第8条馈电开关中电子保护器的短路保护整定原则，按第6条的有关要求进行整定，按第7条原则校验，其整定范围为（3～10）Ie；其过载长延时保护电流整定值按实际负载电流值整定，其整定范围为（0.4～1）Ie ，Ie为馈电开关额定电流。

第9条电磁起动器中电子保护器的过流整定值，按公式（7）选择：
IX ≤Ie （7）
式中IX——电子保护器的过流整定值，取电动机额定电流近似值，A；
Ie——电动机的额定电流，A。

当运行中电流超过IX值时，即视为过载，电子保护器延时动作；当运行中电流达到IX值的8倍及以上时，即视为短路，电子保护器瞬时动作。

第10条按第9条规定选择出来的整定值，也应以两相短路电流值进行校验，应符合公式（8）的要求：
≥1.2 （8）
式中Id(2) ——含义同公式（6）；
IX——含义同公式（7）；
8IX——电子保护器短路保护动作值；
1.2——保护装置的可靠动作系数，如不能满足公式（8）应采取第7条规定的有关措施。

第三节熔断器熔体额定电流的选择
第11条1200V及以下的电网中，熔体额定电流可按下列规定选择。

1、对保护电缆干线的装置，按公式（9）选择：
IR≈(9)
式中IR——熔体额定电流，A；
IQe、∑Ie——含义同公式（4）；
1.8～
2.5——当容量最大的电动机起动时，保证熔体不熔化系数，对于不经常起动和轻载起动的可取2.5；对于频繁起动和带负载起动的可取1.82。

如果电动机起动时电压损失较大，则起动电流比额定起动电流小得多，其所取的不熔化系数比上述数值可略大一些，但不能将熔体的额定电流取得太小，以免在正常工作中由于起动电流过大而烧坏熔体，导致单相运转。

2、对保护电缆支线的装置按公式（10）选择：
IR≈（10）
式中IQe、IR及系数1.8～2.5的含义和采用数值同公式（9）。

3、对保护照明负荷的装置，按公式（11）选择：
IR≈Ie （11）
式中Ie——照明负荷的额定电流，A。

选用熔体的额定电流应接近于计算值。

低压隔爆开关中熔断器及熔体规格可从表中查到。

第12条选用的熔体，应按公式（12）进行校验：
≥4～7 （12）
式中Id(2) ——含义同公式（6）；
4～7——为保证熔体及时熔断的系数，当电压为1140V、660V、380V，熔体额定电流为100A 及以下时，系数取7；电流为125A时，系数取6.4；电流为160A时，系数取5；电流为200A 时，系数取4；当电压为127V时，不论熔体额定电流大小，系数一律取4。

第三章变压器的保护
第13条动力变压器在低压侧发生两相短路时，采用高压配电装置中的过电流保护装置来保护，对于电磁式保护装置，其一次侧电流整定值IX按公式（13）选择：
IX≥（13）
式中Kb——变压器的变压比；
1.2～1.4——可靠系数；
IQe、Ie、KX——含义同公式（4）。

对于电子式高压综合保护器，按电流互感器二次侧额定电流值（5A）的1、2、3、4、5、6、7、8、9倍分级整定，其整定值按公式（14）选择：
n≥（14）
式中n互感器二次侧额定电流（5A）的倍数；
Ige——高压配电装置额定电流，A。

过电流保护装置的整定值，应取其最接近于计算的数值。

对Y/Y接线和Y/△接线变压器，按公式（13）计算出的整定值还应按公式（15）校验。

≥1.5 （15a）
≥1.5 （15b）
式中Id(2) ——变压器低压侧两相短路电流，A；
IX——高压配电装置过电流保护装置的电流整定值，A；
Kb变压器的变压比；
——Y/△接线变压器的二次侧两相短路电流折算到一次侧时的系数；
1.5——保证过电流保护装置可靠动作的系数。

第14条动力变压器的过负荷保护反映变压器正常运行时的过载情况，通常为三相对称，一般经一定延时作用于信号。

高压配电装置中保护装置整定原则如下：
1、电子式过流反时限继电保护装置，按变压器额定电流整定。

2、电磁式动作时间为了10～15S，起动电流按躲过变压器的额定电流来整定：
IX= （16）
式中IX——含义同前；
K——可靠系数，取1.05；
Kf——返回系数，一般为0.85；
Ieb——变压器额定电流。

第15条高压配电装置的额定电流值的选择，除应考虑其实际可能的最大负载电流外，还应从其遮断能力出发，以其出口端处可能发生的三相短路电流来校验，必须选择既能承担长期的实际最大负载电流，又能安全可靠地切断其出口处的三相直接短路的最大短路电流。

配电装置出口处的三相短路电流值，应经计算确定。

当缺乏计算数据时，可按配电装置短路容量来确定短路电流值。

计算出来的短路电流值，是否超过在某额定电流下所允许的短路电流值，可按表中所规定的数值进行校验。

为了提高保护性能，最好能算出实际的短路电流值。

实际短路电流值，一般比用最大允许的短路容量（50或100MV A）所计算出来的数值要小。

第16条照明、信号综合保护装置和煤电钻综合保护装置中变压器的一次侧用熔断器保护时，其熔体的额定电流选择如下：
1、对保护照明综保变压器按公式（17）选择：
IR≈（17）
式中IR——熔体额定电流，A；
Ie——照明负荷的额定电流，A；
Kb——变压比，当电压为380/133（230）V时，Kb为2.86（1.65）；当电压为660/133（230）V时，Kb为4.96（2.86）；当电压为1140/133（230）V时，Kb为8.57（4.96）。

2、对保护电钻综保变压器按公式（18）选择：
IR≈（18）
式中IQe——容量最大的电钻电动机的额定起动电流，A；
∑Ie——其余电钻电动机的额定电流之和，A；
Kb——含义同公式（17）。

所选用的熔体额定电流应接近于计算值，并按公式（19）进行校验：
≥4 （19）
式中Id(2) ——变压器低压侧两相短路电流，A；
Kb——变压比；
——Y/△接线变压器二次侧两相短路电流折算到一次侧时的系数，当△/△接线时此系数取1。

第四章管理制度
第17条矿（井）或采区应有专人负责低压电气设备和高压配电装置过电流保护装置的整定和管理工作。

局、矿（井）机电部门要加强对此项工作的检查和指导，要作好对机电维修工和负责整定工作人员的培训工作。

第18条新投产的采区，在作采区供电设计时，应对保护装置的整定值进行计算、校验，机电安装工按设计要求进行安装、整定、调整。

当电气设备涉及的电网及负荷善发生变化时，专管人员应及时进行计算，经电气技术人员审批后，由专责的电气维修工负责调整。

第19条运行中的电气设备的保护装置，由电气维修工负责定期检查，如发现有误动作或整定值选择有差错时，应查明原因，由电气技术人员或矿井主管电气的负责人根据实际情况作必要的改动，其它人员不得任意变更。

第20条矿井机电主管部门应备有实际的供电系统图板（或计算机辅助管理系统），其上注明电气设备型号、容量、电缆线路规格、长度、短路电流值和保护装置的整定值。

此图板由矿（井）机电科（队）负责管理并随时修改补充。

各运行维护单位也必须建立相应的供电系统图板（或计算机管理系统）。

第21条为了便于检查，设备应挂标志牌，牌上注明设备的编号、型号、整定值、两相短路电流值、整定日期、用途、使用单位及维护人。

第22条高、低压开关在机（电）修厂检修完后，必须对其保护装置进行校验，使之符合要求，以便在下井使用时，可以根据其刻度正确地调整。

第23条各类开关设备（含新的、检修完的）及单独保护器，在入井前应由专职的、经矿务局考核合格的电气设备防爆检查员检查其电气保护及防爆安全性能，取得合格证后，方可入井。

第24条开关在井下使用超过6个月时，应对其过流保护装置进行一次校验的调整。

解决速断保护无选择性问题的变通整定办法
发布时间:2008-06-18 来源:国电招标网
"选择性"是对继电保护的四个基本要求中首个要求，失去了选择性这是电网运行中不能允许的事故。

为了解决我公司和策线速断保护没有"选择性"这个问题，提出如下几点看法。

1 目前存在的现象
目前在策勒电网中，不论那一级、那一端出现了短路故障，那么从这短路故障点开始，一直上溯到和田出口的所有断路器都要速断跳闸；例如：策勒乡某村线路(策农线)出现短路故障，按正常来说策农线速断跳闸切除就行了，但目前的情况是策农线、策变1001、策
变3515、和变3515这些断路器都要速断跳闸，使事故的影响范围扩大到全县停电。

2 客观原因
原先和田电力发展比较落后，和田电网供电范围小，继电保护只有变电所这一级保护，保护的设施也只有速断和过流这两段保护功能，当时的这一级保护(等于现在的末级保护)
由于不存在速断保护的"选择性"问题，所以还是能比较好的完成保护功能的。

随着和田电网的不断扩大(见图1)，线路的不断延伸，原来的一级保护发展成了多级保护，可是和田变电所的继电保护设施没能同步跟上，还是一级保护时的两段保护(速断、过流)功能，整定上又没有做相应的改动，客观上就要出现速断保护没有"选择性"的问题。

3 主观原因
截止到目前，搞继电保护中有的人员，对继电保护认识还停留在以往的一级保护的认识中，对瞬时速断保护的整定概念还不明确，错误的认为只要把下一级的速断保护值压小就能使该级先跳，就能相互躲开而出现速断保护的"选择性"了。

也错误的认为在下级策勒保护中能调出上级和田出口速断保护的选择性来。

并在多次整定失败之后也不总结，也不问个为什么。

4 和策线的变通整定办法
如果对原设备不进行任何改动，那么可以对整定值进行变通如下：
(1) 由于目前和策线没有时限速断保护装置，那速断保护区内就不应存在死区，为此，其瞬时速断的动作值就不能按躲过末端的三相最大短路电流来整定，而以这保护区内末端最小两相短路电流值来整定动作值。

这样整定后，可能下级保护中近距离的三相短路要引起没有选择性(与和田保护同跳)，但在理论上讲，线路上三相短路的概率在5%以下，而在
和策线的实际运行近十年还没有发生过一起三相短路故障。

因此我认为在本地这种特殊的情况下，这样的应急变通整定还是可行的。

(2) 为了使和田老变电所的过电流保护兼有时限速断的保护功能，可将其时限调为一级时限(0.5s)，这样整定后会不会使过电流保护成为没有选择性，我认为不会的，因为和策线现在的过电流整定值是75A，是实际用电量的两倍(指不抽水时)和策线上任何一分馈线的过流值也不能达到这个整定值。

经过这样简单的调整后，基本上就可解决目前和策线速断保护没有选择性的问题
6kv~10kv漏电整定细则及计算实例
零序电流保护一般适合使用于TN接地系统。

因为当发生一相接地时，对TN-S系统Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PE线阻抗ZPE和接触阻抗Zf，即Zs＝Z1+ZPE+Zf；对于TN-C系统，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PEN线阻抗ZPEN和接触电阻Zf，即ZS＝Z1+ZPEN+Zf；对于TN-C-S系统，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PEN线阻抗ZPEN，PE线阻抗ZPE和接触电阻Zf，即ZS＝Z1+ZPEN+ZPE+Zf，产生的单相接地故障电流Id＝220/ZS，明显大于无故障时的三相不平衡电流，只要整定合适，就可检测出发生接地故障时的零序电流，以切断故障回路。

而对IT系统，一般均是使用对供电可靠性要求较高、对单相接地不必要立即切
断供电回路、但需发出绝缘破坏监察信号、以维持继续供电一段时间的工矿企业内的不配出中性线的三相三线配电线路。

当单相接地时，该故障线路上流过的零序电流是全系统非故障系统电容电流之和，因而容易检测出接地故障电流，故可用零序电流保护装置来监察相对地第一次接地故障。

TT接地系统常应用于工农业、民用建筑的照明、动力混合供电的三相四线配电系统中，常发现三相不平衡电流较大，当发生一相接地时，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PE线阻抗ZPE，负载侧接地电阻RA和电源侧接地电阻RB，接触阻抗Zf，即ZS=Z1+ZPE+RA+RB+Zf，接地故障电流Id=220/ZS，由于RA+RB＞＞Z1+ZPE+Zf，且RA+RB 数值一般均较大，很明显TT系统的故障环路阻抗大，产生的单接故障电流Id，远远小于不平衡电流，很难检测出故障电流，故不适用于TT接地系统。

由剩余电流保护工作原理分析可知，它的保护动作整定电流可以从mA级到A级，有相当高的动作灵敏性，因此剩余电流保护装置对于TN、TT、IT接地系统均可适用。

但剩余电流保护适用于TN接地系统中的TN﹣S系统，不能用于TN﹣C接地系统的馈电主干线保护。

因为TN﹣C接地系统中保护线PE和中性线N合用一根线PEN、PEN在正常工作时流过三相不平衡电流，当单相接地时产生的接地故障电流Id也从PEN线上流过，剩余电流保护装置根本无法检测出是不平衡电流还是接地故障电流，也就是说，已丧失单相接地故障的检测功能。

当用于分干线及末端线中时，如果是TN-C接地系统，则应按TN-C-S或局部TT接地处理，剩余电流保护的动作电流整定值（IΔn）一定要躲开正常漏电电流，才可避免误动作。

我们在选用时，对于IΔn数值可根据JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》第14.3.11条进行选择，以适合各种场合和使用要求。

<BR>按《低压配电设计规范》要求，对于相线对地标称电压为220V的TN系统三相四线制配电线路接地故障保护，当用过电流保护不能满足人身遭受电击所允许的最大切断故障时间时，宜采用零序电流保护，但保护整定值不应小于该供电线路中最大不平衡电流，当用过电流保护与零序电流保护均不能满足上述要求时，应采用剩余电流保护。

对于TT系统的低压配电线路接地故障保护，当用过电流保护电器不能满足动作特性ZSIA ≤50V时，应采用剩余电流保护。

对于IT系统的低压配电线路接地故障保护，当外露可导电部分单独接地时，发生第二次异相接地故障时，故障回路的切断应符合TT系统接地故障保护的要求，当外露可导电部分为共同接地，则发生第二次异相接地故障时，故障回路的切断应符合TN系统接地故障保护的要求。

对于零序电流保护的零序C.T安装，一定要符合有关工艺标准。

对于IT接地系统，由于发生单相接地故障时，接地电流不仅可能沿着发生故障电缆的导体表面流回，而且也可能沿着非故障电缆的导体表面流回，故安装时必须将电缆头经零序C.T接地，这样才能保证故障相和非故障相的电容电流通过接地点，即能防止区外故障时保护装置误动作，又能保证故障时装置可靠动作。

对于IT接地系统，一般采用在中性线N上安装零序C.T，对在低压侧母排的零序C.T必须安装于中性线N与工作接地点（或重复接地）之间的母排上。

如零序C.T 安装于配电屏的N线母排上，由于配电屏金属外壳一般直接与接地极相联，当母线发生接地短路时，产生的故障电流Id将沿着配电屏金属外壳→接地线→变压器中性点流动，而不经过零序C.T，达不到所要求实现的保护功能，这一点在现场施工时很容易蔬忽。

从保护的动作灵敏性与使用安全性来说，剩余电流保护高于零序电流保护，并且零序电流保护不能像剩余电流保护应用在单相配电线路上，因此对于三相供配电系统如果零序电流保护灵敏度足够，并且也适合选用该保护装置的场合，为节约资金，可采用零序保护。

对于TN&#0;C系统，单相接地故障一般是在PEN上安装零序电流保护装置。

由于保护电流整定应躲过PEN上的最大不平衡电流，即在单相接地故障电流小于该整定电流时，零序电流保护装置拒动，有可能引起人身电击和火灾，从这一点上考虑，实际上有关低压配电线路接地
保护在IEC标准中已取消了零序电流保护，而我国现行规范还是引入了此保护。

不管是零序电流保护，还是剩余电流保护，都是接地保护的措施之一，还必须与等电位联结结合使用，才能起到完善的防电击作用。

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继电保护中有个灵敏度，它的计算方法是什么？经常在书中看到要求灵敏度为1.1,1.5之类。

这个数是指什么。

另外在距离保护中要求对故障的灵敏度要求是按什么整定的
继电保护灵敏性是指继电保护对设计规定要求动作的故障及异常状态能够可靠动作的能力。

故障时通入装置的故障量和给定的装置起动值之比，称为继电保护的灵敏系数。

它是考核继电保护灵敏性的具体指标，在一般的继电保护设计与运行规程中，对它都有具体的规定要求。

继电保护愈灵敏，愈能可靠地反应于要求动作的故障或异常状态；但同时也愈易于在非要求动作的情况下产生误动作，因而与选择性发生矛盾，需要协调处理。

通俗一点就是这个不是计算出来的，是根据各种保护之间的配合和经验得到的，所以一般是一个范围，怎么取，按实际要求定！。