第8章井下过流保护整定

第八讲井下过流保护整定

井下各种高低压配电装置中，都安装有过电流保护装置。这些过电流保护装置能在电网发生过载和短路故障时，使断路器跳闸和发出信号，保护电网和人身安全。

过电流保护装置需要计算和调定其动作（跳闸）电流，才能在发生故障时正确跳闸。

给过电流保护装置确定一个动作（跳闸）电流，称为过电流保护装置的整定。

井下电网的所有的高低压配电装置（电磁启动器、馈电开关、高压配电箱），都必须整定过电流保护装置后，才能投入运行。运行中要定期检查过电流保护装置的动作可靠性。

井下电网的过电流保护分为过载保护和短路保护两种。过载保护能在电动机、变压器和电缆中的电流小幅度、长时间超过其额定电流或长时允许电流时，切断电源，防止烧坏电动机、变压器和电缆。过载保护是长延时反时限特性。短路保护是在发生短路时立即切断电源。

一、对电网过流保护装置的要求

1）快速性

供电系统中发生短路故障时，必须快速切除故障，以减轻故障的危害。井下的短路保护是瞬动的。

2）选择性

供电系统发生故障时，要求保护装置只将故障部分切除，保证无

故障部分继续运行。

3）灵敏性

在继电保护装置的保护范围内，不论发生故障的性质和位置如何，保护装置均应反应灵敏并保证可靠动作。保护装置的灵敏性用灵敏度系数K r来衡量。

4）可靠性

可靠性是指当供电系统正常运行时保护装置不应误动作，保护范围内发生故障和不正常运行状态时，保护装置能可靠动作，不应拒动。为保证保护装置动作的可靠性应注意以下几点：

（1）正确整定保护装置的动作电流；

（2）选用技术性能先进、保护效果好的保护装置；

（3）提高安装质量，加强检查和维护。

5）后备保护

井下的电缆和变压器必须至少有两个开关保护，即必须有一个主保护和至少一个后备保护。在图5-9中L4电缆由7号开关作主保护，

开关作主保护，1

从开关角度讲，5号开关的主保护区

到S3短路点，后备保护区到S2、S4两

个短路点；2号开关的主保护区到S1

短路点，后备保护区到S3短路点。

4

二、井下过电流保护装置的整定

目前，煤矿井下的开关主要有三类：矿用隔爆型电磁启动器、矿用隔爆型自动馈电开关、矿用隔爆型高压配电箱。内装的过流保护装置均为电子型或智能型。

1.电磁启动器过电流保护装置的整定

电磁启动器通常控制一台或两台同时启动的电动机，如图5-9中的6、7号开关。特殊情况下也可作为总开关使用（例如风电闭锁用电源开关、大型采煤机的启动器），这时应按照馈电开关的整定方法整定。

1）过载保护

电磁启动器过载保护的保护对象是电动机，动作电流为

N opl I I =

式中：opl I ——电磁启动器过载保护整定电流，A ；

N

I ——电动机的额定电流,A 。

炮采工作面刮板输送机可适当增大整定值，以避免频繁跳闸。最大可至1.05N I 。

若电磁启动器的动作电流是按其额定电流的倍数标定的，则需把

opl I 换算成启动器额定电流的倍数。

2）短路保护

st op I I =

式中：op I ——电磁启动器过流保护的动作电流，A ；

st I ——电动机的启动电流，A ；全压直接起动的电动机

st I =（5~7）N I 。有些电动机配套有电控系统，可以降低

起动电流，例如上山绞车电动机、用软启动器或变频器启动的电动机、双速电动机等，启动电流可取st I =（2~3）N I 。

若电磁启动器的动作电流是按其额定电流的倍数标定的，则需把

op I 换算成启动器额定电流的倍数。

3）灵敏度校验

短路保护的动作电流必须经灵敏度系数校验合格后，才能在电磁启动器上调定。要求r K ≥1.5。灵敏度系数按下式计算：

op

smin r I I

K '=）

（2

式中：r K ——灵敏度系数；

）

（2smin I ——电磁启动器所保护电动机接线端子处的最小两

相短路电流，A 。

op

I '——实际调定的整定电流，A 。 例5-15 图5-10中S 4点两相短路电流为1456A ，试整定7号电磁启动器的保护装置。

解：

（1）过载保护的动作电流

N opl I I ==1.15×75 =86A

（2）短路保护动作电流

st op I I == 6×1.15×（36(10)kV

4

75kW

812518

14562.I I K op smin r =='=）（＞1.5

校验合格

2.矿用隔爆型馈电开关过电流保护装置的整定

矿用隔爆型馈电开关通常作为配电开关控制一条线路，负荷是多台电动机。如图5-10中1~5号开关。

1）过载保护

馈电开关过载保护的保护对象是开关前后的长电缆。整定电流为

P opl I I =

式中：opl I ——馈电开关的过载保护整定值，A ；

P I ——电缆的长时允许电流，A 。

若馈电开关过载保护的动作电流是按其额定电流的倍数标定的，则需把opl I 换算成启动器馈电开关额定电流的倍数。

2）短路保护

N stm op I I I ∑+=

式中：stm I ——启动电流最大的一台电动机的额定启动电流,A ；

N I ∑——其余电动机的额定电流之和,A 。

若馈电开关短路保护的动作电流是按其额定电流的倍数标定的，则需把op I 换算成馈电开关额定电流的倍数。

3）灵敏度校验

短路保护的动作电流必须经灵敏度系数校验合格后，才能在馈电开关上调定。要求在主保护范围内，