礦山電力系統(tǒng)繼電保護規(guī)范一、總則礦山電力系統(tǒng)作為礦山生產(chǎn)的“血脈”，其安全、穩(wěn)定、可靠運行直接關(guān)系到礦山的生產(chǎn)效率、人員安全及經(jīng)濟效益。繼電保護裝置是保障礦山電力系統(tǒng)安全運行的重要技術(shù)手段，它能在系統(tǒng)發(fā)生故障或異常運行狀態(tài)時，迅速、準(zhǔn)確地切除故障設(shè)備，或發(fā)出告警信號，從而最大限度地減少事故損失，防止事故擴大。本規(guī)范旨在為礦山電力系統(tǒng)繼電保護的設(shè)計、選型、整定、調(diào)試、運行及維護提供統(tǒng)一的技術(shù)指導(dǎo)和原則要求。其制定依據(jù)國家及行業(yè)相關(guān)法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并結(jié)合礦山電力系統(tǒng)的特點和實際運行經(jīng)驗。本規(guī)范適用于各類礦山（包括煤礦、金屬非金屬礦山等）新建、改建、擴建電力系統(tǒng)的繼電保護配置與整定。對于現(xiàn)有礦山電力系統(tǒng)的繼電保護改造與升級，亦應(yīng)參照本規(guī)范執(zhí)行。繼電保護的配置與整定應(yīng)遵循“安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理”的原則，確保系統(tǒng)故障時的快速隔離，保障非故障區(qū)域的正常供電。二、繼電保護的基本要求礦山電力系統(tǒng)的繼電保護，應(yīng)滿足以下四項基本要求：（一）選擇性繼電保護的選擇性是指系統(tǒng)發(fā)生故障時，僅應(yīng)由故障設(shè)備或線路本身的保護裝置動作，將故障切除，盡量縮小停電范圍，使非故障部分繼續(xù)正常運行。在多級保護配合中，應(yīng)嚴格遵循選擇性原則，確保上級保護為下級保護的后備。對于重要的負荷，應(yīng)考慮設(shè)置主保護和后備保護，后備保護應(yīng)能對主保護的拒動和斷路器的拒動做出反應(yīng)。（二）速動性速動性要求繼電保護裝置能盡快地切除故障?？焖偾谐收峡梢詼p輕故障設(shè)備的損壞程度，防止故障擴大，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少對用戶的影響。特別是對于礦山的重要負荷，如主通風(fēng)機、主排水泵等，其供電中斷可能導(dǎo)致嚴重后果，因此對保護的速動性要求更高。故障切除時間一般包括保護裝置的動作時間和斷路器的跳閘時間。（三）靈敏性靈敏性是指繼電保護裝置對其保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。靈敏性通常用靈敏系數(shù)來衡量，應(yīng)根據(jù)故障類型和系統(tǒng)運行方式進行計算，并應(yīng)符合相關(guān)規(guī)程要求。在礦山電力系統(tǒng)中，由于負荷特性復(fù)雜，且可能存在較大的啟動電流，因此在整定保護時，需特別注意保護的靈敏性與躲過正常運行方式下最大負荷電流或啟動電流之間的平衡。（四）可靠性可靠性是指繼電保護裝置在其保護范圍內(nèi)發(fā)生故障時，應(yīng)能準(zhǔn)確動作；而在不該動作時，不應(yīng)誤動作。這是對繼電保護裝置最根本的要求。為提高可靠性，應(yīng)選用質(zhì)量優(yōu)良、性能穩(wěn)定的保護裝置，優(yōu)化二次回路設(shè)計，加強運行維護和定期檢驗。對于重要的保護裝置，可考慮采用雙重化配置，以防止單一元件故障導(dǎo)致保護失效。三、主要電氣設(shè)備的繼電保護配置原則（一）發(fā)電機保護礦山自備發(fā)電機（如柴油發(fā)電機、小型水輪發(fā)電機等）應(yīng)根據(jù)其容量、重要程度及系統(tǒng)連接方式配置相應(yīng)的保護。1.縱差動保護：用于發(fā)電機定子繞組及其引出線的相間短路故障，作為主保護。2.定子繞組單相接地保護：根據(jù)發(fā)電機容量和接地電容電流大小，可采用零序電壓保護、零序電流保護或基波零序電壓輔以三次諧波電壓的100%定子接地保護。3.過電流保護：作為發(fā)電機相間短路的后備保護，同時兼作發(fā)電機外部短路的后備。4.過負荷保護：反映發(fā)電機定子或轉(zhuǎn)子繞組的過負荷情況，動作于告警或跳閘（根據(jù)過負荷程度和允許時間）。5.失磁保護：對于并網(wǎng)運行的發(fā)電機，應(yīng)配置失磁保護，防止發(fā)電機失磁后對系統(tǒng)和發(fā)電機本身造成危害。6.其他保護：根據(jù)具體情況，還可配置逆功率保護、過電壓保護、低頻保護等。（二）電力變壓器保護礦山電力系統(tǒng)中的變壓器（包括主變壓器、廠用變壓器等）是核心設(shè)備，應(yīng)配置完善的保護。1.差動保護：用于變壓器繞組、套管及引出線的相間短路、直接接地系統(tǒng)側(cè)的單相接地短路以及繞組匝間短路，作為主保護。對于大容量變壓器，可采用分側(cè)差動、零序差動等保護。2.瓦斯保護：利用變壓器內(nèi)部故障時產(chǎn)生的氣體或油流沖動來實現(xiàn)保護，分為輕瓦斯（動作于告警）和重瓦斯（動作于跳閘），是變壓器內(nèi)部故障的主保護之一。3.復(fù)合電壓啟動的過電流保護（或低電壓啟動的過電流保護）：作為變壓器外部相間短路的后備保護，同時也作為差動保護和瓦斯保護的后備。4.零序電流保護（零序過流保護）：用于直接接地系統(tǒng)中變壓器外部接地短路故障的后備保護。5.過負荷保護：反映變壓器對稱過負荷情況，動作于告警或根據(jù)過負荷程度延時跳閘。6.其他保護：根據(jù)變壓器類型和運行要求，還可配置過勵磁保護、油溫過高保護、冷卻系統(tǒng)故障保護等。（三）輸電線路保護礦山輸電線路（包括井下高壓電纜線路、地面架空線路及電纜線路）的保護配置應(yīng)根據(jù)線路長度、重要性、系統(tǒng)接地方式及故障概率等因素綜合確定。1.電流速斷保護：作為線路相間短路的主保護之一，動作迅速，但一般不能保護線路全長。2.限時電流速斷保護：作為電流速斷保護的近后備，并能保護線路全長，動作時限應(yīng)與下一級線路的電流速斷保護相配合。3.過電流保護：作為本線路和相鄰線路的后備保護，動作時限按階梯原則整定。4.接地保護：*對于中性點直接接地系統(tǒng)，可采用零序電流保護、零序方向電流保護。*對于中性點非直接接地系統(tǒng)（如經(jīng)消弧線圈接地或不接地），可采用絕緣監(jiān)視裝置（動作于告警）、零序電流保護（反映經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的接地故障）或小電流接地選線裝置。5.對于重要的、長距離的線路：可考慮采用縱聯(lián)保護（如光纖縱差保護）作為主保護，以獲得全線速動的保護范圍。6.線路自動重合閘：對于架空線路，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定和供電可靠性要求，可配置自動重合閘裝置。對于電纜線路，由于故障多為永久性故障，一般不裝設(shè)自動重合閘或僅在特定條件下采用。（四）電動機保護礦山電動機（特別是高壓電動機，如主通風(fēng)機、主排水泵、提升機、壓風(fēng)機等）是主要的用電設(shè)備，其保護配置應(yīng)根據(jù)電動機容量、重要程度及拖動負載特性確定。1.電流速斷保護：作為電動機相間短路的主保護。2.過負荷保護：反映電動機過負荷運行狀態(tài)，動作于跳閘或告警，保護應(yīng)能躲過電動機的啟動電流。對于拖動重要負載或啟動時間較長的電動機，宜采用反時限特性的過負荷保護。3.堵轉(zhuǎn)保護：反映電動機運行中發(fā)生堵轉(zhuǎn)（卡死）故障，應(yīng)能在電動機繞組過熱損壞前動作跳閘。4.單相接地保護：對于中性點非直接接地系統(tǒng)中的高壓電動機，當(dāng)接地電容電流較大時，應(yīng)裝設(shè)單相接地保護，動作于跳閘或告警。5.低電壓保護：當(dāng)電源電壓降低或消失時，保護電動機免受欠壓運行的危害，并根據(jù)工藝要求實現(xiàn)自啟動或跳閘。6.其他保護：根據(jù)電動機類型和運行要求，還可配置失步保護、過熱保護（基于定子或轉(zhuǎn)子溫度）、軸承溫度保護等。（五）母線保護對于礦山地面變配電所的重要母線（如高壓母線），當(dāng)母線故障可能造成嚴重后果時，應(yīng)配置專門的母線保護。1.母線差動保護：作為母線相間短路故障的主保護，具有較高的選擇性和速動性。2.母聯(lián)（分段）斷路器的電流保護：可作為母線差動保護的后備，或在母線差動保護退出時作為母線的臨時保護。3.對于低壓母線：一般可不裝設(shè)專門的母線保護，由供電元件的保護兼作母線故障的后備。（六）電容器保護礦山電力系統(tǒng)中用于無功補償?shù)碾娙萜鹘M，應(yīng)配置相應(yīng)的保護以防止電容器損壞及故障擴大。1.電流速斷保護：反映電容器組內(nèi)部或外部引線的短路故障。2.過電流保護：反映電容器組過負荷或外部故障引起的過電流。3.單相接地保護：用于中性點非直接接地系統(tǒng)中電容器組的單相接地故障。4.過電壓保護：防止電容器在過高電壓下運行導(dǎo)致絕緣損壞。5.失壓保護：當(dāng)母線失壓時，將電容器組退出運行，防止電壓恢復(fù)時產(chǎn)生過大的合閘涌流和過電壓。6.差壓保護或不平衡電流保護：反映電容器組內(nèi)部部分電容器元件損壞或熔斷器熔斷，導(dǎo)致電容值不平衡的故障。四、繼電保護裝置的選型與技術(shù)要求（一）選型原則礦山電力系統(tǒng)繼電保護裝置的選型應(yīng)滿足可靠性、選擇性、速動性、靈敏性的基本要求，并結(jié)合礦山的特點，考慮以下因素：1.技術(shù)先進性與成熟性：優(yōu)先選擇技術(shù)先進、性能穩(wěn)定、經(jīng)過實踐檢驗的成熟產(chǎn)品。2.環(huán)境適應(yīng)性：礦山環(huán)境復(fù)雜，地面可能有粉塵、溫差變化，井下則有瓦斯、煤塵、潮濕、振動、腐蝕性氣體等危險因素。裝置應(yīng)具備相應(yīng)的防護等級和抗干擾能力，井下使用的裝置必須符合煤礦安全規(guī)程及相關(guān)防爆標(biāo)準(zhǔn)。3.維護方便性：裝置應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試、整定、維護方便，具備完善的自診斷功能和友好的人機界面。4.擴展性與兼容性：考慮到系統(tǒng)可能的擴建和升級，裝置應(yīng)具備一定的擴展能力，并能與站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)可靠通信。5.經(jīng)濟性：在滿足技術(shù)要求的前提下，進行經(jīng)濟比較，選擇性價比高的產(chǎn)品。（二）技術(shù)要求1.電源：裝置應(yīng)采用穩(wěn)定可靠的直流或交流操作電源，其電壓波動范圍應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。重要保護裝置宜采用雙重化電源供電。2.定值整定：保護定值應(yīng)能方便地進行設(shè)置、修改和固化，并有防誤操作措施。3.測量與顯示：應(yīng)能測量和顯示被保護設(shè)備的電流、電壓等電氣參數(shù)，以及保護動作信息、故障信息、自檢信息等。4.通信功能：應(yīng)具備標(biāo)準(zhǔn)的通信接口（如RS485、以太網(wǎng)等）和通信協(xié)議，能實現(xiàn)遙測、遙信、遙控（對具備遙控功能的裝置）、遙調(diào)（對定值等）功能。5.抗干擾能力：裝置應(yīng)能承受規(guī)定的電磁干擾、靜電放電、浪涌等，確保在礦山復(fù)雜電磁環(huán)境下可靠工作。6.絕緣性能：裝置的絕緣水平應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，保證人身和設(shè)備安全。7.電磁兼容性（EMC）：應(yīng)符合相關(guān)EMC標(biāo)準(zhǔn)的要求。五、整定計算與二次回路（一）整定計算的一般規(guī)定繼電保護的整定計算是確保保護正確動作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)遵循以下原則：1.以系統(tǒng)運行方式為基礎(chǔ)：整定計算應(yīng)考慮正常運行方式、常見的故障運行方式及被保護設(shè)備檢修時的運行方式。對于特殊運行方式，應(yīng)進行校核。2.滿足“四性”要求：整定計算的核心是通過合理選擇保護定值，確保保護的選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。3.逐級配合：上下級保護之間、主保護與后備保護之間的動作時限和靈敏系數(shù)應(yīng)相互配合，避免越級跳閘或保護失效。4.計算依據(jù)：應(yīng)根據(jù)經(jīng)審批的系統(tǒng)參數(shù)、設(shè)備參數(shù)及相關(guān)技術(shù)規(guī)程進行計算。5.整定方案管理：整定計算完成后，應(yīng)形成正式的整定方案，經(jīng)審核批準(zhǔn)后執(zhí)行。運行方式改變或設(shè)備參數(shù)變化時，應(yīng)及時對相關(guān)保護定值進行復(fù)核和調(diào)整。（二）整定計算的基本方法不同類型的保護有不同的整定計算方法，例如：1.電流速斷保護：一般按躲過被保護設(shè)備末端（或線路末端）最大三相短路電流整定。2.過電流保護：按躲過被保護設(shè)備的最大負荷電流整定，并與下一級保護的過電流保護時限配合。3.差動保護：主要整定其動作電流（包括最小動作電流、制動特性等），以躲過正常運行時的不平衡電流和外部故障時的最大不平衡電流。4.接地保護：根據(jù)系統(tǒng)接地方式和故障特點進行整定。（三）二次回路要求1.電流互感器（TA）與電壓互感器（TV）：*TA的變比、準(zhǔn)確級、額定容量應(yīng)滿足保護測量和計量的要求，特別要注意保護用TA在故障暫態(tài)過程中的特性。*TV的接線方式應(yīng)符合保護原理的要求，開口三角繞組應(yīng)正確接地。*TA、TV的二次回路應(yīng)可靠接地，且接地電阻應(yīng)符合要求。2.二次回路接線：*接線應(yīng)正確、牢固、美觀，絕緣良好。*跳閘回路、合閘回路、信號回路應(yīng)清晰分開，重要的跳閘回路應(yīng)采用獨立的電纜芯線。*二次回路應(yīng)設(shè)置必要的熔斷器、空氣開關(guān)或連接片，以便于檢修和試驗。3.電纜選擇與敷設(shè)：*二次電纜應(yīng)選用屏蔽電纜，以減少電磁干擾。*強電回路與弱電回路、交流回路與直流回路應(yīng)盡量分開敷設(shè)，若必須同溝敷設(shè)，應(yīng)采取隔離措施。*電纜敷設(shè)應(yīng)整齊，固定牢固，避免受機械損傷和油污侵蝕。4.抗干擾措施：二次回路應(yīng)采取有效的抗干擾措施，如合理接地、屏蔽、遠離干擾源等。六、安裝調(diào)試與運行維護（一）安裝調(diào)試1.安裝：保護裝置的安裝應(yīng)嚴格按照產(chǎn)品說明書和設(shè)計圖紙進行，確保安裝牢固，接線正確無誤。注意防塵、防潮、防振動。2.調(diào)試：*靜態(tài)調(diào)試：包括絕緣電阻測試、電源檢查、定值整定、邏輯功能校驗等。*動態(tài)模擬試驗：在條件允許時，應(yīng)進行模擬故障試驗，以驗證保護裝置在各種故障情況下的動作行為是否符合設(shè)計要求。*整組試驗：將保護裝置與斷路器、操作機構(gòu)等連接成一個整體進行試驗，檢查保護動作的正確性和出口回路的可靠性。（二）運行維護1.日常巡視檢查：定期對保護裝置進行巡視檢查，內(nèi)容包括：裝置運行指示燈狀態(tài)、液晶顯示信息、有無異常聲響或氣味、接線端子有無松動或過熱現(xiàn)象等。2.定期檢驗：*定期校驗：按照相關(guān)規(guī)程規(guī)定的周期，對保護裝置進行定期校驗，包括外觀檢查、絕緣測試、定值復(fù)核、功能試驗等。*補充檢驗：在保護裝置經(jīng)過檢修、改造、定值修改、事故后或長期停運后投入運行前，應(yīng)進行補充檢驗。3.故障處理：當(dāng)保護裝置發(fā)生異?；蛘`動、拒動時，應(yīng)及時進行檢查和處理。處理故障時，應(yīng)嚴格執(zhí)行安全規(guī)程，防止事故擴大。4.技術(shù)檔案管理：建立健全繼電保護裝置的技術(shù)檔案，包括設(shè)備臺賬、出廠資料、安裝調(diào)試記錄、整定方案、檢驗報告、運行記錄、故障分析報告等。七、安全注意事項1.繼電保護裝置的操作、整定、檢修必須由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)、熟悉設(shè)備性能和相關(guān)規(guī)程的人員進行。2.進行保護裝置的定值修改、校驗等工作時，必