摘要：在矿山开采过程中，为了确保开采的正常，防止因供电故障而导致安全事故和延误生产，矿山的继电保护设备的使用显得尤为重要。矿山继电保护系统能够及时隔离电力系统中的故障元件，防止故障的进一步发展。然而，由于一系列因素的影响，矿山继电保护系统仍面临着实际应用问题，严重影响了矿山和能源系统的正常运行、可靠和安全运行。

关键词：矿山;继电保护系统;问题

前言

矿山开发是一种大规模开采，需要大量的大型设备和能源。最常用的是继电保护装置，它可以为地下供电系统提供有效的自动保护，防止意外停电。当输电线路或设备发生转移等故障时，继电保护装置能在短时间内发现缺陷，将其与供电力系统隔离，并随时检查供电系统，及时向电力管理中心报告。

1、矿山继电保护系统有关问题的分析

在实际开采过程中，由于各种因素的影响，矿山继电保护系统可能存在误差问题。因此，加强对矿山继电保护系统存在问题的研究，采取有效的优化措施，已成为矿业界的一项重要任务。

1.1矿用继电保护装置的容量

随着社会的快速发展，采矿业发生了重大变化，如一些已建矿山和以前安装的继电保护系统。由于矿山用电负荷和距离的增大，传统的继电保护设备由于其容量较低，已不能适应矿山生产的要求。在这种情况下，在采矿作业过程中，很容易造成矿山继电保护系统误动，影响正常运行。此外，为了保证继电保护装置的可靠性，一些新建矿山在安装时大多选用大容量开关柜。然而，鉴于目前的情况，断路器的容量相对较低，这也可能导致继电保护系统无法为变压器提供有效的过载保护。

1.2矿山继电保护定值问题

如果不能确定矿山继电保护系统的定值，可能会严重影响其正确有效运行。矿山继电保护作为整个继电保护系统正常运行的关键要素，若定值存在问题，将无法满足继电保护应用的最基本要求。而继电保护定值问题，与矿山的工作特性密切相关，如在露天开采中，其设备规模大，单机功率大，设备移动频繁，负荷突变幅度大，网络参数和结构变化迅速，对矿山继电保护定值的确定和计算产生了一定的影响。

采矿因素对继电保护定义的影响主要是对开断电流率测量的影响。确定速断电流值的原则主要是避免在继电保护线路末端出现最大电流。然而，当矿山供电系统因采矿活动而经常发生变化时，会影响保护装置合理、准确的定值。

于对定时过电流保护值造成的影响。矿山继电器的工作电流由 Ijd=（Kjf. Kjx. Kcq./Kk.n1）. Ixg组成，其中： Ijd代表设备工作值， Kjf代表继电器的回程系数， Kjx代表设备的导线因数， Kcq代表电铲的启动因子， Kk代表可靠度，n1代表 CT的改变， Ixg代表线路在正常运行时的平均电流量。通过分析可知，保护装置的速记是根据线路的运行电流来决定的，但在矿井开采装置中存在许多特性时，会严重地影响到过电流保护值的确定。

1.3矿山继电保护系统存在的问题

对矿山继电保护系统故障现象的分析表明，部分原因是继电保护系统存在问题，主要包括三个方面：继电保护装置接触不良。如果矿山的继电保护系统长期使用，没有进行彻底及时的检查，很可能接触不良。当触头分断电流较大时，容易熔化和烧蚀，也会导致触头电阻增大。在矿山继电保护系统的作用下，不能有效配合操作的分、合闸，降低了继电保护的灵敏度。于新安装继电保护设备出现故障。许多厂家在向矿山供电系统供应继电器时，为防止接触器等部件在运输过程中发生碰撞，造成设备的损伤，一般都会用纸条或绑带将其紧固。然而，矿山的技术人员在安装继电器时，往往忽略了一些小型的安全装置，没有及时地将其拆卸，而在矿山中的继电器保护装置处于工作状态下，很容易出现故障，从而导致继电器系统无法正常工作。若供电能力不足，则会使输出电压降低，若输出电压降低，则会使参考值改变，使充电电路工作时间缩短等问题出现，从而使矿山的继电保护逻辑功能出现错误[1]。

2、针对矿山继电保护系统问题的优化对策

2.1电网过流保护

（1）过流保护的概念。常见的过流故障有：设备过载、线路短路、变压器脱相等。当电流过大时，电器和电缆的温度急剧升高，会在极短的时间内烧坏电器的绝缘部件，造成短路，若不加以控制，将会引起严重的火灾。在此条件下，必须有外部的调节装置来调节设备的负载，以减少由短路引起的电力事故。按电流分布及保护区域划分，可将其划分为计时限流和快速关断两类。（2）具有时间限制的电流和快速的关闭。自适应馈线继电器有两大功能，即定时限过电流保护和快速关机保护。通过过流保护，可以根据电力线目前的负载电流，对不同的故障部位和过载情况进行调整。a.时间限制电流的保护，限流保护规定了保护的电流和时间。定时限过电流保护装置不会因过载电流的变动而改变。通常采用三段式的限流保护，其中第一级采用的是定时电流保护，它的作用是为了防止两相电源之间的短路。其中，电流二级主要是有选择地保护，而第三级是计时和反向电流。在有较大规模的电网中，为了保证网络的安全，必须要进行三个阶段的协作。b.快速切断电流的保护。通过线路上的继电保护装置来增加电流的整定值，使其达到规定的工作电流范围，当电流负载过大、线路或设备过热时，可以立即切断三相电流，结束电流的传递，防止电网事故。在整定过程中，应根据最佳配合区段与相邻的各防护装置的协调，确定最终的保护定值。以第二级保护的整定为例，根据现行整定方法，对待整定保护的初始一级定值进行确定，并确定相应的邻接保护的匹配区段的位置，如果某一相邻的保护的匹配区段是二级，可以提高保护的敏感度，根据最佳匹配区段调整全部待整定保护。

2.2接地保护

接地保护的基本原则是通过控制漏电装置向地面泄漏电流，以保证泄漏电流不超出一定的安全范围，当泄漏电流超出一定的整定值时，它就会自动断开，一般采用接地接零的方法。接地短路保护的主要方法是利用剩余电流原理而不是剩余电流。根据不同的系统使用不同的方法。根据现有的IEC标准，如果采用剩余电流短路保护，如果采用TN网络类型，短路保护可作为对地短路保护手段。在安装过程中，可以使用连接等潜在连接，应用效果明显。此外，可以根据变电站内流入变压器的中性电流的大小设定最大接地限流。在采用剩余电流法的情况下，通过对线路上的电流进行测量，从而实现对地的保护。采用此方法，可将接地保护装置连接到电力系统的一根导线上，使导线通过变压器和次级绕组的跳闸耦合，或使次级绕组的跳闸直接耦合。

在整定计算中，若电源为220 kV，电流为100安培，线路为330 kV，电流为150安培，线路为500 kV，电流为300安培。零序保护的最后一节工作电流不能超过280安。在线路端部出现高电阻接地时，可通过两端的继电器进行纵断式操作来切断故障。对于110 kV线路，其末端零序保护的暂定值通常不超过300安培，从而使零序保护在线路两端进行纵断操作。

2.3漏电保护

漏电保护器是一种保护设备，当线路或电气设备的绝缘受到损坏而导致接地短路时，它能有效地防止泄漏电流对人体的损害。在低压配电网中设置漏电保护装置，能有效地避免因漏电造成的电气火灾和电器损坏。一般情况下，电网中的电流和变压器的电压都是0，回路的电流都是一样的，正和负是互相抵消的。在正常工作时，漏电保护的开关件处于关闭状态。在电力装置发生漏电或有工作人员接触的情况下，漏电流通过人体进行接地，当电流回到变压器的中性点时，因没有电流互感器，使变压器的电流向量之和不等于0，从而使原线圈产生剩余电流。同时，当电流值超过断路器设定的电流值时，断路器的感应二次线圈将自动断开电源。一般来说，对于功率为100kW及以上的电机，需要分别安装接地保护。在重新计算中，主要分为两点：一是接地保护的灵敏度系数大于1.5，二是在启动电机时避免不平衡电流，这取决于完成电机额定电流16%的第一次动作电流，反映二次值小于2安培，通常是1安培。对于较大部分的不均匀电流，可设置2安培。应注意，电缆头的固定支架必须与地面隔离，电缆头的接地必须通过零序分配器[2]。

2.4系统电压保护

继电保护装置的保护是在技术人员必须保证系统电压稳定的前提下进行的。首先是过压和电压损失保护。

过压保护，通过无线电压判定来实现继电保护。过电压保护的目的是防止装置长期在高压下工作，避免对有关的电气设备造成损害。安装过电压保护时，技术人员应注意设置延时。过电压整定的延迟时间可以减少不必要的警告引起的瞬时电压波动。失压保护采用线路电压确定法，在实际母线失压的情况下采取相应的可靠动作。根据《矿山供电操作规程》，必须断开负荷回路失压保护，断开供电回路。与过压保护一样，失压保护也需要设置延时。在避免短路时，根据母线电压值确定保护失压的电压限值。常定为母线电压额定值的50%～60%。失压保护的延迟时间取决于正常运行期间的电压波动时间，通常为0.5秒。一般来说，输入管线不需要配备压力损失保护[3]。

2.5矿山继电保护定值问题的优化对策

考虑到挖掘因素对继电保护定义的影响，可以优化以下两种措施，以最大限度地提高该保护的合理性和准确性。

（1）电流速断保护的最佳控制策略。对矿山继电保护方案进行合理调整，其内容包括：以最低操作模式下的母线残余电压为基准，确定线路终端保护装置（一级）的定值，并按照第一阶段的定值确定原理，合理地增加定值，以使矿山继电保护系统的动作协调。

（2）定时过电流保护值的优化对策，通过对变压器的过流保护进行整定，对变电所的过流保护进行整定，对变电所的过流保护进行优化，通过合理有效的优化，保证过流保护在一定的时间内完成动作和跳闸，从而达到按照规定的负载分配的目标。

2.6矿山继电保护装置容量问题的优化对策

由于矿山继电保护装置的配电不合理，矿山电力管理人员应结合矿山实际情况进行完整、详细的电力负荷计算，以便于矿山选择最合适的继电保护装置，避免与继电保护装置容量有关的事故。许多矿山企业在矿山供电设备安装继电器时，都会在开关柜上就地安装，但若不考虑到继电器的容量与开关柜的不匹配，将会影响到矿山中的继电保护设备的使用。为了控制这种现象，有必要在继电保护装置和开关输入保护装置之间建立刚性匹配。另外，为了确保不同厂商端子接线的标准化，还需要在不改动矿山中的各类防护设备和原有的端子接线模式的前提下，增设保护设备到开关柜二次转接端子。在矿山继电保护设备的安装年限长，容量不能满足当前的需求的情况下，可以成功地将老的保护设备拆掉，并对矿山的继电保护系统进行更新和更换，并在原有的开关柜上加装新型的保护设备，从而在较短的时间内解决矿井中的继电保护设备的容量问题，从而使保护设备的正确使用，防止故障的发生，从而提高矿山供电的可靠性、安全性和有效性[4]。

2.7优化矿山继电保护系统的对策

如果矿山继电保护系统本身发生故障，在详细分析故障原因后，需要采取有针对性的策略。如过度使用继电保护装置导致接触不良时，相关技术人员应加强对装置的检查，以便及时更换和维护接触不良的继电保护装置，确保其可靠性;针对安装中遇到的问题，矿山继电保护系统安装完毕后，应全面、仔细地检查各区段，确保其完整性和可用性;为了消除继电保护中的电源故障，必须加强电源控制，以提供足够的输出功率。

结论

矿山继电保护系统在矿山安全生产中起着重要作用。因此，只有保证继电保护系统的可靠性和效率，才能保证矿山供电的安全和正常。鉴于采矿活动中各种因素对继电保护系统的影响，有关技术人员应仔细、全面地研究矿山继电保护系统的相关问题，并采取有效措施防止矿山继电保护系统出现问题。

参考文献

[1]孙猛. 矿山继电保护系统相关问题的思考[J]. 硅谷，2009（22）：14.

[2] 杨文涛. 浅谈矿山供电系统继电保护[J]. 探索科学，2021（7）：15.

[3] 李禹徵. 煤矿供电系统继电保护装置改进措施[J]. 建筑工程技术与设计，2017（21）. [4] 高加传. 煤矿供电系统继电保护装置改进措施[J]. 中国新技术新产品，2011（2）：203-204.