以矿山现场较为常见的10kV电缆线路为例,在计算降压变电所断路器保护定值的整定计算中,瞬时电流速断保护按照躲过线路末端短路时的最大三相短路电流整定,当瞬时电流速断保护不能满足灵敏系数的要求时就要装设限时电流速断保护;限时电流速断保护按照躲过相邻元件末端短路时的最大三相短路电流整定,限时电流速断保护动作时间取0.5s;过电流保护则按照躲过线路过负荷电流整定,保护动作延时应当考虑与下级保护的时限相配合;单相接地保护按照躲过被保护线路最大非故障接地线路电容电流整定并按最小灵敏系数1.25校验。
需要注意的问题如下:整定方式及项目应当根据现场的实际要求进行整定;不同厂家的微机保护装置虽然其原理大同小异,但是对保护功能的设置及各参数的选择各有不同,应当根据产品说明进行整定计算;在很多情况下零序CT变比不明确,可以通过实测整定:从零序CT一次侧通入2.8A电流,测出零序CT二次侧的电流数值,该数值即为微机保护装置的零序定值。
9 6kV变电所微机保护系统研制成功
兖州矿业(集团)公司兴隆庄煤矿东风井配有专供井下采区及地面大型设备用电的6kW级变电所一座,主要担负东风井扇风机、空气压缩机及井下东翼采区的供电任务。该变电所建于上个世纪70年代,其继电保护和监控系统仍然为常规的电磁型或者小规模集成电路,结构复杂、功能单一、可靠性差,对其进行技术改造是势在必行。为此,他们和山东省煤炭科学研究所共同研制出了6kV级变电所微机保护系统。
该微机保护系统采用南瑞集团的“变电所BCS-9000型分布式变电站综合
自动化系统”,通过微机化的保护、测控单元采集变电站的各种信息,并对采集到的信息加以分析和处理,借助于计算机通信手段相互交换和上送相关信息,实现变电站运行的监视、控制、协调和管理。此系统有微机总控制柜1个,内含RCS-9698单元2台,用于站内保护
信息的总控;RCS-9662A单元1台,用于两段电压的并列;RCD-9611A单元3台,用于两进线开关及母线开关的测控。各馈出线路柜及电容器柜的保护测控装置采用就地安装,选用RCS-9611A单元11台,用于馈出线路柜的测控;RCS-9631A单元2台,用于电容器柜的测控。配置RCS-9000监控后台系统,以现有的矿井35kV变电所微机保护系统监控后台为支持,随时将东风井6kV变电所数据传输到矿井35kV变电所,接受矿井35kV变电所的控制指令。
整个系统完成站内设备的模拟量和开关量采集与监控功能事件顺序记录功能、故障录波功能、继电保护功能、人工操作控制功能及人机对话功能。变电所微机保护系统的各个保护、测控单元保持相对独立,不依赖通信或其它设备,可自主可靠地完成保护控制功能,迅速切断和隔离故障。各装置显示屏采用汉化液晶显示装置,便于阅读。总控单元提供RCS-232、RS-422和RS-485多种标准通讯接口和多种类型的标准通讯规约,便于联网,通过计算机通信的形式实现数据共享。
兖州矿业(集团)有限责任公司在分析目前煤矿综合保护系统存在问题的基础上,研究出了一种新型的
智能化综合保护系统,可以完成井下低压电网的选择性漏电保护以及三相对称短路、相间短路、断相和过载等保护功能。
该系统以MSP430单片机为主控核心,零序电流、电压信号经电流电压转换器及电压传感器转换为系统可接受的电流、电压信号,再配以滤波器、波形变换和信号处理等电路,可完成选择性漏电保护、相敏对称短路保护和负序不对称保护等功能。系统应用软件采用模块化程序设计,通用性强、易于查找故障。软件模块包括初始化模块、相敏对称短路保护模块、不对称故障保护模块、事故处理模块和液晶显示模块。
煤矿井下存在着各种干扰源,如向机车提供直流电能的晶闸管通断会产生周期性干扰,高低压真空接触器、断路器的频繁分合会产生随机性干扰,井下接地线和铁轨中存在杂散电流干扰等。针对上述干扰源,该系统在
电源和信号输入回路中设计了低通滤波器以消除周期性干扰;在信号传输回路中采用光电隔离、模拟对地与数字对地分开等措施以消除电磁干扰;在软件设计中采用双循环去极值数字滤波技术以消除系统中的随机干扰。此外,还设计了软硬件相结合的“看门狗”电路,以提高系统工作的可靠性。