井下供電計(jì)算

1、附件礦井供電設(shè)計(jì)計(jì)算第1章 緒論§1.1煤礦安全規(guī)程的有關(guān)條款l第441條 礦井應(yīng)有兩回路電源線路.當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí),另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷.年產(chǎn)60000t以下(不含60000t)的礦井采用單回路供電時(shí),必須有備用電源.備用電源的容量必須滿(mǎn)足通風(fēng)、排水、提升等要求,并保證主要通風(fēng)機(jī)等在10min內(nèi)可靠啟動(dòng)和運(yùn)行.備用電源應(yīng)有專(zhuān)人負(fù)責(zé)管理和維護(hù),每10天至少進(jìn)行一次啟動(dòng)和運(yùn)行試驗(yàn),試驗(yàn)期間不得影響礦井通風(fēng)等,試驗(yàn)記錄要存檔備查. 礦井的兩回路電源線路上都不得分接任何負(fù)荷. 正常情況下,礦井電源應(yīng)采用分列運(yùn)行方式.若一回路運(yùn)行,另一回路必須帶電備用,以保證供電的連續(xù)性

2、.帶電備用電源的變壓器宜熱備用;若冷備用,必須保證備用電源能及時(shí)投入正常運(yùn)行,保證主要通風(fēng)機(jī)等在10min內(nèi)可靠啟動(dòng)和運(yùn)行. 10kV及以下的礦井架空電源線路不得共桿架設(shè).l第442條 對(duì)井下變(配)電所含井下水平中央變(配)電所和采區(qū)變(配)電所、主排水泵房供電的線路,不得少于兩回路.當(dāng)任一回路停止供電時(shí),共余回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)全部負(fù)荷.向局部通風(fēng)機(jī)供電的井下變(配)電所應(yīng)采用分列運(yùn)行方式. 主要通風(fēng)機(jī)、提升人員的立井絞車(chē)、抽放瓦斯泵等主要設(shè)備房,應(yīng)各有兩回路直接由變(配)電所饋出的供電線路;受條件限制時(shí),其中一回路可引自上述同種設(shè)備房的配電裝置.向煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井自救系統(tǒng)供風(fēng)的

3、壓風(fēng)機(jī)、井下移動(dòng)瓦斯抽放泵應(yīng)各有兩回路直接由變(配)電所饋出的供電線路. 本條上述供電線路應(yīng)來(lái)自各自的變壓器和母線段,線路上不應(yīng)分接任何負(fù)荷. 本條上述設(shè)備的控制回路和輔助設(shè)備,必須與主要設(shè)備同等可靠的備用電源.l第443條 嚴(yán)禁井下配電變壓器中性點(diǎn)直接接地. 嚴(yán)禁由地面中性點(diǎn)直接接地的應(yīng)壓器或發(fā)電機(jī)直接向井下供電.§1.2 煤礦企業(yè)電力負(fù)荷分級(jí)l煤礦企業(yè)的電力負(fù)荷,按照用電設(shè)備在安全生產(chǎn)中的重要性分為三級(jí). Ø一級(jí)負(fù)荷:凡因供電突然中斷,可造成人員傷亡或使重要設(shè)備損壞并在較短的時(shí)間內(nèi)難以修復(fù),造成重大經(jīng)濟(jì)損失的負(fù)荷.如主要通風(fēng)機(jī)、井下主排水泵(包括作主排水泵的煤水泵)、下

4、山開(kāi)采的采區(qū)的采區(qū)排水設(shè)備、升降人員的立井提升機(jī)、抽放瓦斯設(shè)備(包括井下移動(dòng)抽放泵站設(shè)備). n一級(jí)負(fù)荷對(duì)供電的要求:兩個(gè)獨(dú)立電源供電. Ø二級(jí)負(fù)荷:凡因供電突然中斷,造成大量減產(chǎn)或造成較大的經(jīng)濟(jì)損失的負(fù)荷.如主提升機(jī)(包括主提升帶式輸送機(jī)和煤水泵)、經(jīng)常升降人員的斜井提升設(shè)備、副井井口和井底操作設(shè)備、主要空氣壓縮機(jī)、采區(qū)變電所等. n二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電的要求:兩個(gè)獨(dú)立電源供電.或?qū)Ｓ镁€路供電 Ø三級(jí)負(fù)荷:凡因突然停電,對(duì)煤礦生產(chǎn)沒(méi)有直接影響的用戶(hù)和用電設(shè)備.如礦區(qū)工人住宅區(qū)、機(jī)電修配廠、乘人電車(chē)、辦公室照明、福利的設(shè)施等. n供電:單電源供電.多負(fù)荷共用一條配電線路.l礦井供

5、電必須具備的“三性” Ø可靠性:供電不間斷.保證煤礦主要設(shè)備經(jīng)常不停地運(yùn)轉(zhuǎn). Ø安全性:不出事.不發(fā)生礦井電氣火災(zāi)、人身觸電、瓦斯煤塵爆炸等事故. Ø充足性:電能充足.滿(mǎn)足煤礦對(duì)電能的需求.l對(duì)兩回電源線路的要求 Ø煤礦礦井兩回電源線路,當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí),另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷. Ø兩回電源線路供電,應(yīng)符合下列條件之一:n2個(gè)電源之間相互獨(dú)立,無(wú)聯(lián)系;n如果2個(gè)電源之間有聯(lián)系,應(yīng)符合下列規(guī)定: §在發(fā)生任何一種故障時(shí),該2個(gè)電源、線路不得同時(shí)受到損壞; §在發(fā)生任何一種故障且保護(hù)動(dòng)作正常時(shí),至少應(yīng)有一個(gè)電源

6、不中斷供電,并能擔(dān)負(fù)礦井的全部負(fù)荷; §在發(fā)生任何一種故障且主保護(hù)失靈以至所有電源中斷供電時(shí),應(yīng)能在有人值班的變電所,經(jīng)過(guò)必要的操作,迅速恢復(fù)1個(gè)電源的供電,并能擔(dān)負(fù)礦井的全部負(fù)荷; §為使礦井的2回電源線路真正能夠做到互為備用,應(yīng)使其分別來(lái)自電力網(wǎng)中2個(gè)不同區(qū)域的變電所或發(fā)電廠.當(dāng)實(shí)現(xiàn)這一要求確有困難時(shí),則必須分別引自同一區(qū)域的變電所或發(fā)電廠的不同母線段.§1.3 礦井供電系統(tǒng)l礦井供電系統(tǒng)的形式:深井供電系統(tǒng),淺井供電系統(tǒng)l深井供電系統(tǒng).圖1-1圖1-1 礦井深井供電系統(tǒng)l深井供電系統(tǒng)的特點(diǎn)Ø110kV或35kV地面變電站高壓10kV(或6kV)經(jīng)井

7、筒入井井下中央變電所采區(qū)變電所工作面配電點(diǎn),將10kV降為3300V、1140V、660V用電設(shè)備; n決定因素:煤層深,井下負(fù)荷大,涌水量大; n供電回路數(shù):2回路及以上. Ø設(shè)備用電n井底車(chē)場(chǎng)附近的低壓設(shè)備用電,由設(shè)在中央變電所的變壓器降壓后供給; n采區(qū)變電所附近低壓設(shè)備用電,由采區(qū)變電所的變壓器降壓后后供給; n綜采工作面用電,是由采區(qū)變電所引出10kV或6kV高壓電纜,送至綜采工作面配電點(diǎn)的移動(dòng)變電站,降壓后送給采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)等工作面用電設(shè)備; n掘進(jìn)工作面用電,通常是采區(qū)變電所引出10kVkV高壓電纜,送至掘進(jìn)工作面配電點(diǎn)的隔爆型移動(dòng)變電站,降壓為1140V或660V

8、后,送給綜掘機(jī)等用電設(shè)備.l淺井供電系統(tǒng).圖1-2圖1-2 淺井供電系統(tǒng) Ø淺井供電適應(yīng)條件:煤層埋藏深度在100m200m范圍內(nèi),井田范圍大等.Ø淺井供電系統(tǒng)特點(diǎn) n采區(qū)供電經(jīng)地面鉆孔供電. Ø淺井供電種類(lèi) n井底沒(méi)有高壓水泵;井底車(chē)場(chǎng)及附近巷道的低壓用電設(shè)備的供電,由地面變電所降壓后,低壓入井,進(jìn)行供電.n井底有高壓水泵時(shí),要設(shè)置中央變電所,高壓電纜入井. n采區(qū)用電負(fù)荷大,有高壓設(shè)備,則高壓電纜經(jīng)鉆孔入井,送至采區(qū)變電所,采區(qū)變電所變配電后送至工作面配電點(diǎn). n采區(qū)用電負(fù)荷不大,無(wú)高壓設(shè)備時(shí),地面110kV(35kV)/10kV(6kV)變電站的10kV(6

9、kV)10kV(6kV)架空線路采區(qū)的上部地面變電亭,10kV(6kV)/1140V(660V)低壓電纜經(jīng)鉆孔入井采區(qū)變電所工作面配電點(diǎn). 究竟采用哪種供電方式,應(yīng)根據(jù)礦井具體情況經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后確定§1.4 井下中央變電所電纜接線方式l2根電纜下井 Ø接線方式.圖1-3 圖1-3 下井電纜兩根Ø一般使用條件:中、小型礦井,井井負(fù)荷不太大.Ø電纜選擇原則:當(dāng)一根電纜停運(yùn)時(shí),另一根電纜承擔(dān)全礦井下負(fù)荷. Ø優(yōu)點(diǎn):系統(tǒng)簡(jiǎn)單,可靠.l3根電纜入井 Ø接線方式.圖1-4 (a) (b) (c)圖1-4 下井三根電纜Ø使用條件n對(duì)老礦井

10、原來(lái)采用2根電纜供電,后因增加負(fù)荷,需擴(kuò)大供電能力時(shí)采用;n對(duì)新礦井,需要與2根電纜的供電方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后采用.Ø電纜選擇原則:每根電纜能承擔(dān)全礦井下負(fù)荷的.Ø主要優(yōu)缺點(diǎn)n圖a.優(yōu)點(diǎn):不需要增設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān); 缺點(diǎn):運(yùn)行靈活性差.n圖b.優(yōu)點(diǎn):運(yùn)行的靈活性比圖a好些; 缺點(diǎn):井下好多增加1臺(tái)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān).n圖c.優(yōu)點(diǎn):運(yùn)行的靈活性最強(qiáng); 缺點(diǎn):地面及井下變電所多增加1臺(tái)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān).l4根電纜入井 Ø接線方式.圖1-5. (a) (b)圖1-5 下井4根電纜Ø使用條件:大型礦井或井下涌水量大的礦井.Ø電纜選擇原則:每根電纜按承擔(dān)全礦井下負(fù)荷的.

11、16;優(yōu)缺點(diǎn)n圖a.優(yōu)點(diǎn):系統(tǒng)簡(jiǎn)單,節(jié)省開(kāi)關(guān). 缺點(diǎn):母線需停電時(shí),運(yùn)行靈活性差.n圖b.優(yōu)點(diǎn):運(yùn)行靈活性好. 缺點(diǎn):井下需增設(shè)3臺(tái)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān).§1.5 采區(qū)變電所高壓接線方式l單電源進(jìn)線 Ø無(wú)高壓出線,且變壓器不超過(guò)2臺(tái)的采區(qū)變電所,可不設(shè)電源進(jìn)線開(kāi)關(guān).圖1-6. 圖1-6 單電源進(jìn)線,無(wú)高壓出線,接線方式 Ø有高壓出線的采區(qū)變電所,為便于采區(qū)操作,一般設(shè)進(jìn)出線開(kāi)關(guān).圖1-7. 圖1-7 單電源進(jìn)線,有高壓進(jìn)出線開(kāi)關(guān),接線方式l雙電源進(jìn)線 Ø適用條件:綜采工作面,或接有下山排水設(shè)備的采區(qū)變電所. Ø1回路供電,1回路備用,2回路均設(shè)進(jìn)線開(kāi)關(guān).由

12、于出線及變壓器臺(tái)數(shù)少,母線可不分段.圖1-8.陰影開(kāi)關(guān),為熱備用開(kāi)關(guān). 圖1-8 雙電源進(jìn)線,母線不分段,接線方式 Ø2回路同時(shí)供電,由于出線及變壓器臺(tái)數(shù)較多,2回路均設(shè)進(jìn)線開(kāi)關(guān).母線分段,正常情況下分段開(kāi)關(guān)斷開(kāi),保持電源在分列運(yùn)行狀態(tài).圖1-9. 圖1-9 雙電源進(jìn)線,母線分段,分列運(yùn)行方式l向移動(dòng)變電站供電的接線方式 Ø大多數(shù)移動(dòng)變電站均要求在其供電的采區(qū)變電所的饋線上裝設(shè)開(kāi)關(guān)饋出.移動(dòng)變電站上雖裝設(shè)高壓斷路器,由于高壓?jiǎn)蜗嘟拥乇Ｗo(hù)裝置的要求,需要在采區(qū)變電所饋出線上裝饋出開(kāi)關(guān);移動(dòng)變電站經(jīng)常隨工作面推進(jìn)而移動(dòng),要頻繁地切斷高壓電源,向移動(dòng)變電站供電的饋線上應(yīng)裝設(shè)開(kāi)關(guān)饋

13、出.圖1-10. 圖1-10 向移動(dòng)變電站供電的接線方式第2章 井下供電計(jì)算方法l井下供電計(jì)算方法選至原煤炭工業(yè)部1998年編制的煤礦井下供電的三大保護(hù)細(xì)則中的部分內(nèi)容.§2.1 短路電流計(jì)算方法l選擇短路保護(hù)裝置的整定電流時(shí),需計(jì)算兩相短路電流值,可按分式(2-1)計(jì)算: (2-1) 式中 -兩相短路電流,A; 、-短路回路內(nèi)一相電阻、電抗的總和,; -根據(jù)三相短路容量計(jì)算的系統(tǒng)電抗值,見(jiàn)表2-1,(折算到變壓器二次側(cè)); 、-高壓電纜的電阻、電抗值.,-高壓電纜單位長(zhǎng)度電阻、電抗值.見(jiàn)表2-2,/km;-高壓電纜長(zhǎng)度,km; -礦用變壓器的變壓比;l變壓器變壓比定義 l變壓器為Y

14、,y聯(lián)結(jié),一次電壓為10kV,二次電壓為400V、693V、1200V、34650V時(shí),變壓比依次為25、14.4、8.3、2.9;l變壓器為Y,d聯(lián)結(jié),一次電壓為10kV,二次為400V、693V、1200V時(shí),變壓比依次為14.4、8.3、4.8;l變壓器為Y,y聯(lián)結(jié),一次電壓為6kV,二次電壓為400、690、1200V時(shí),變壓比依次為15、8.7、5;l變壓器為Y,d聯(lián)結(jié),一次電壓為6kV,二次為400、690V時(shí),變壓比依次為8.7、5;、-礦用變壓器的電阻、電抗值,; l移動(dòng)變電站和隔爆干式變壓器的每相電阻值、電抗值,由技術(shù)參數(shù)中給出的負(fù)載損耗、阻抗電壓百分?jǐn)?shù)計(jì)算獲得. -變壓器每

15、相阻抗,；-變壓器的負(fù)載損耗,W;-變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù),%;-變壓器二次額定電壓,V;-變壓器額定容量,VA;、-低壓電纜電阻、電抗.,-低壓電纜單位長(zhǎng)度電阻、電抗值.參見(jiàn)表2-3,/km(查不到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)時(shí),礦用低壓電纜芯線的電抗值可按0.081/km計(jì)算);-變壓器二次側(cè)額定電壓,對(duì)于380V網(wǎng)絡(luò),以400V計(jì)算;對(duì)于660V網(wǎng)絡(luò),以690V計(jì)算;對(duì)于1140V網(wǎng)絡(luò),以1200V計(jì)算;對(duì)于127V網(wǎng)絡(luò),以133V計(jì)算.表2-1 根據(jù)三相短路容量計(jì)算的系統(tǒng)電抗值()折算到變壓器的二次側(cè) 三相短路容量(MVA)額定電壓(V)1015202530405010040069012000.01600

16、.04760.14400.01070.03170.06900.00800.02380.07200.00640.01900.05760.00530.01590.04800.00400.01190.03600.00320.00950.02880.00160.00480.0144表2-2a. 高壓鎧裝銅芯電纜的電阻、電抗(/km) 截面()電壓(kV)16253550709512015018524061.340.8570.6120.4290.3060.2260.1790.1430.1160.0890.0680.0660.0640.0630.0610.060.060.060.060.06101.313

17、0.840.60.420.30.2210.1750.140.1140.0880.080.080.080.080.080.080.080.080.080.08注:電纜線芯溫度,對(duì)6kV為65.對(duì)于10kV為60.表2-2b. 礦用移動(dòng)類(lèi)軟電纜導(dǎo)線的電阻值動(dòng)力線芯及地線芯控制線芯標(biāo)稱(chēng)截面(）導(dǎo)體中單線最大直徑(mm）20時(shí)導(dǎo)體最大電阻(/km)標(biāo)稱(chēng)截面(）導(dǎo)體中單線最大直徑(mm）20時(shí)導(dǎo)體最大電阻(/km)標(biāo)稱(chēng)截面(）20時(shí)導(dǎo)體最大電阻(/km)不鍍金屬鍍金屬不鍍金屬鍍金屬10.2119.520.0500.410.3860.3931.514.71.50.2613.313.7700.510.272

18、0.2772.58.832.50.267.988.21950.510.2060.21045.4740.314.955.091200.510.1610.16463.6060.313.303.391500.510.1290.132102.09100.411.911.951850.510.1060.108-160.411.211.242400.510.08010.0817-250.410.7800.7953000.510.06410.0654-350.410.5540.5654000.510.04950.0495-注:控制線芯導(dǎo)體單線最大直徑與同截面動(dòng)力線芯規(guī)定一致.注: 上表數(shù)據(jù)摘自“MT818-

19、2009煤礦用電纜,第1部分,移動(dòng)類(lèi)軟電纜一般規(guī)定,表3電纜線芯導(dǎo)體要求”表2-2c 6kV礦用橡套電纜電阻,電抗值(/km)(因MT818-2009標(biāo)準(zhǔn)中查不到該參數(shù),本參數(shù)只做參考)截面1625355070951201501851.2870.8240.5880.4120.2940.2170.1920.1370.1110.0940.0850.0780.0750.0720.0690.0680.0660.066表2-3a 礦用低壓橡套電纜電阻,電抗值(/km) (因MT818-2009標(biāo)準(zhǔn)中查不到該參數(shù),本參數(shù)只做參考)截面1625355070951201501.4800.9370.6830.4

20、910.3490.2470.1640.1320.090.0880.0840.0810.0780.0750.0560.066表2-3b. 礦用移動(dòng)類(lèi)橡套電纜25時(shí)的連續(xù)載流量標(biāo)稱(chēng)截面()截流量(A)標(biāo)稱(chēng)截面()截流量(A)2.528351354375017064670205106395250168512029525110150320注:導(dǎo)體最高溫度75換算系數(shù)環(huán)境溫度()換算系數(shù)300.93350.87400.80450.73500.66注.上表數(shù)據(jù)摘自“MT818-2009煤礦用電纜,第1部分,移動(dòng)類(lèi)軟電纜一般規(guī)定,附表B.1,B.2”l利用公式(2-1)計(jì)算兩相短路電流時(shí),不考慮短路電流周期

21、分量的衰減,短路回路接觸電阻和電弧電阻也忽略不計(jì).l若需計(jì)算三相短路電流值,可按公式(2-2)計(jì)算: (2-2)式中 -三相短路電流,A. §2.2 電纜線路的短路保護(hù)2.2.1 短路保護(hù)Ø饋出線的電源端均需加裝短路保護(hù)裝置.低壓電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有短路、過(guò)負(fù)荷、單相斷線的保護(hù)裝置.Ø當(dāng)干線上的開(kāi)關(guān)不能同時(shí)保護(hù)分支線路時(shí),則應(yīng)在靠近分支點(diǎn)處另行加裝短路保護(hù)裝置.Ø各類(lèi)短路保護(hù)裝置均應(yīng)進(jìn)行計(jì)算、整定、校驗(yàn),保證靈敏可靠,不準(zhǔn)甩掉不用,并禁止使用不合格的短路保護(hù)裝置.l電磁式過(guò)電流繼電器的整定Ø1200V及以下饋電開(kāi)關(guān)過(guò)流繼電器的電流整定值,按下列規(guī)定選擇

22、. n對(duì)保護(hù)電纜干線的裝置按公式(2-3)選擇: (2-3)式中 -過(guò)流保護(hù)裝置的電流整定值,A; -容量最大的電動(dòng)機(jī)的額定起動(dòng)電流.對(duì)于有數(shù)臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)的工作機(jī)械,若其總功率大于單臺(tái)起動(dòng)的容量最大的電動(dòng)機(jī)功率時(shí), 則為這幾臺(tái)同時(shí)起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的額定起動(dòng)電流之和,A; -其余電動(dòng)機(jī)的額定電流之和,A; -需用系數(shù),取0.51. n對(duì)保護(hù)電纜支線的裝置按公式(2-4)選擇: (2-4)式中 、-的含義同公式(2-3).n煤礦井下常用電動(dòng)機(jī)的額定起動(dòng)電流和額定電流可以從煤礦電工手冊(cè)(井下供電部分)查出.也可從電動(dòng)機(jī)銘牌或技術(shù)資料中查出其額定電流,并計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的額定起動(dòng)電流近似值.對(duì)鼠籠電動(dòng)機(jī),

23、其近似值可用額定電流乘以6;(對(duì)繞線型電動(dòng)機(jī),其近似值可用額定電流乘以1.5;當(dāng)選擇起動(dòng)電阻不精確時(shí),起動(dòng)電流可能大于計(jì)算值,在此情況下,整定值也要相應(yīng)增大,但不能超過(guò)額定電流的2.5倍.在起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí),如果繼電器動(dòng)作,則應(yīng)變更起動(dòng)電阻,以降低起動(dòng)電流)n對(duì)于某些大容量采掘機(jī)械設(shè)備,由于位置處于低壓電網(wǎng)末端,且功率較大,起動(dòng)時(shí)電壓損失較大,其實(shí)際起動(dòng)電流要大大低于額定起動(dòng)電流,若能則出其實(shí)際起動(dòng)電流,則公式(2-3)和(2-4)中應(yīng)以實(shí)際起動(dòng)電流計(jì)算.n靈敏度校驗(yàn) (2-5)式中 -被保護(hù)電纜干線或支線距變壓器最遠(yuǎn)點(diǎn)的兩相短路電流值,A; -過(guò)電流保護(hù)裝置的電流整定值,A; 1.5保護(hù)裝置的可

24、靠動(dòng)作系數(shù).n若線路上串聯(lián)兩臺(tái)及以上開(kāi)關(guān)時(shí)(其間無(wú)分支線路),則上一級(jí)開(kāi)關(guān)的整定,也應(yīng)按下一級(jí)開(kāi)關(guān)保護(hù)范圍最遠(yuǎn)點(diǎn)的兩相短路電流來(lái)校驗(yàn),校驗(yàn)的靈敏度應(yīng)滿(mǎn)足1.21.5的要求,以保證雙重保護(hù)的可靠性.n若經(jīng)校驗(yàn),兩相短路電流不能滿(mǎn)足公式(2-5)時(shí),可采取以下措施:w加大干線或支線電纜截面;w設(shè)法減少低壓電纜線路長(zhǎng)度;w采用相敏保護(hù)或軟起動(dòng)等新技術(shù)提高靈敏度;w換用大容量變壓器或采取變壓器并聯(lián);w增設(shè)分?jǐn)啾Ｗo(hù)開(kāi)關(guān);w采用移動(dòng)變電站或移動(dòng)變壓器.l電子保護(hù)器的電流整定 Ø饋電開(kāi)關(guān)中電子保護(hù)的短路保護(hù)整定原則,按式(2-3)、(2-4)進(jìn)行整定,按式(2-5)校驗(yàn),其整定范圍為(0.41),

25、為饋電開(kāi)關(guān)額定電流. Ø電磁起動(dòng)器中電子保護(hù)器的過(guò)流整定值 (接近,偏小) (2-6)式中 -電子保護(hù)器的過(guò)電流整定值,取電動(dòng)機(jī)額定電流近似值,A; -電動(dòng)機(jī)的額定電流,A.n當(dāng)運(yùn)行中電流超過(guò)值時(shí),即視為過(guò)載,電子保護(hù)器延時(shí)動(dòng)作;當(dāng)運(yùn)行中電流達(dá)到值8倍及以上時(shí),即視為短路,電子保護(hù)器瞬時(shí)動(dòng)作.Ø靈敏度校驗(yàn),應(yīng)符合公式(2-7)的要求: (2-7)式中 -含義同公式(2-5); -含義同公式(2-6); -電子保護(hù)器保護(hù)動(dòng)作值; 1.2保護(hù)裝置的可靠動(dòng)作系數(shù).如不能滿(mǎn)足公式(2-7)要求,應(yīng)采取電磁式過(guò)流繼電器整定時(shí)不滿(mǎn)足要求的措施來(lái)解決.2.2.2電機(jī)額定電流計(jì)算2.2.2

26、.1 電動(dòng)機(jī)額定電流計(jì)算l精確計(jì)算法 單位:額定電流,額定功率,額定電壓,額定功率因數(shù),額定效率l經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法 Ø國(guó)產(chǎn)三相異步電動(dòng)機(jī): 通常取0.75 Ø經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法公式 單位:額定電流,額定功率,額定電壓, Ø經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法 380V系統(tǒng), 660V系統(tǒng), 1140V系統(tǒng), 3300V系統(tǒng), 6kV系統(tǒng), 10kV系統(tǒng),電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流: 通常:低壓電機(jī)取偏大值,高壓電取偏小值2.2.2.2 已知三相電力變壓器二次側(cè)電流,求負(fù)載容量l已知:三相電力變壓器二次額定電壓,測(cè)知二次實(shí)際負(fù)荷電流.求:負(fù)載容量. Ø三相負(fù)載有功功率(負(fù)載輸入有功功率): l經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法38

27、0V系統(tǒng), , “1安0.6kW”660V系統(tǒng), , “1安1kW”1140V系統(tǒng), , “1安1.8kW”3300V系統(tǒng), , “1安5kW”6kV系統(tǒng), , “1安9kW”10kV系統(tǒng), , “1安15kW”35kV系統(tǒng), , “1安55kW”110kV系統(tǒng), , “1安170kW”2.2.3 礦用橡套電纜載流量表2-4 礦用橡套電纜載流量(MT818-2009)(環(huán)境溫度25,芯線溫度65)規(guī)格允許電流(A)規(guī)格允許電流(A)3×2.53×43×63×103×163×2528374663851103×353×

28、503×703×953×1203×1501351702052502953202.2.4 絕緣材料耐熱分級(jí)及極限溫度表2-5 絕緣材料耐熱分等和極限溫度耐熱分級(jí)YAEBFHC極限溫度()90105120130155180>1802.2.5 熔斷器熔體額定電流選擇 Ø1200V及以下的電網(wǎng)中,熔體額定電流可按下列規(guī)定選擇. n對(duì)保護(hù)干線的裝置,按公式(2-8)選擇: (2-8)式中 -熔體額定電流,A; 、-含義同公式(2-3); 1.82.5當(dāng)容量最大的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),保證熔體為熔化系數(shù),對(duì)于不經(jīng)常起動(dòng)和輕載起動(dòng)的可取2.5;對(duì)于頻繁起動(dòng)和帶

29、負(fù)載起動(dòng)的可取1.82.w如果電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電壓損失較大,則起動(dòng)電流比額定起動(dòng)電流小得多,其所取的不熔化系數(shù)比上述數(shù)值略大一些,但不能將熔體的額定電流取的太小,以免在正常工作中由于起動(dòng)電流過(guò)大而燒環(huán)熔體,導(dǎo)致單相運(yùn)轉(zhuǎn).n對(duì)保護(hù)電纜支線的裝置按公式(2-9)選擇: (2-9)式中 、及系數(shù)1.82.5的含義采用數(shù)值同公式(2-8).n對(duì)保護(hù)照明負(fù)荷的裝置,按公式(2-10)選擇: (2-10)式中 -照明負(fù)荷的額定電流,A. w選用熔體的額定電流應(yīng)接近于計(jì)算值.n選用的熔體,應(yīng)按公式(2-11)進(jìn)行校驗(yàn): (2-11)式中 -含義同公式(2-5); 47為保證熔體及時(shí)熔斷的系數(shù),當(dāng)電壓為1140V

30、、660V、380V,熔體額定電流為100A及以下時(shí),系數(shù)取7;電流為125A時(shí),系數(shù)取6.4;電流為160A時(shí),系數(shù)取5;電流為200A時(shí),系數(shù)取4;當(dāng)電壓為127V時(shí),不論熔體額定電流大小,系數(shù)一律取4.l變壓器的保護(hù)Ø動(dòng)力變壓器在低壓側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí),采用高壓配電裝置中的過(guò)電流保護(hù)裝置來(lái)保護(hù),對(duì)n于電磁式保護(hù)裝置,其一次電流整定值按公式(2-12)選擇: (2-12)式中 -變壓器的變壓比; 1.21.4可靠系數(shù); 、-含義同公式(2-3). n對(duì)于電子式高壓綜合保護(hù)器,按電流互感器二次額定電流值(5A)的1、2、3、4、5、6、7、8、9倍分級(jí)整定,其整定值按公式(2-13)

31、選擇: (2-13)式中 -互感器二次額定電流(5A)的倍數(shù); -高壓配電裝置額定電流,A;n過(guò)電流保護(hù)裝置的整定值,應(yīng)取其最接近于計(jì)算的數(shù)值.n對(duì)Y/Y接線和Y/接線變壓器,按公式(2-12)算出的整定值還應(yīng)按公式(2-14)校驗(yàn). (2-14a) (2-14b)式中 -變壓器低壓側(cè)兩相短路電流,A; -高壓配電裝置過(guò)電流保護(hù)裝置的電流整定值,A; -變壓器的變壓比; -Y/接線變壓器的二次側(cè)兩相短路電流折算到一次側(cè)時(shí)的系數(shù); 1.5保證過(guò)電流保護(hù)裝置可靠動(dòng)作的系數(shù).n動(dòng)力變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)反映變壓器正常運(yùn)行時(shí)的過(guò)載情況,通常為三相對(duì)稱(chēng),一般經(jīng)一定延時(shí)作用于信號(hào).高壓配電裝置中保護(hù)裝置整定原

32、則如下:w電子式過(guò)電流反時(shí)限繼電保護(hù)裝置,按變壓器額定電流整定;w電磁式動(dòng)作時(shí)間為1015s,起動(dòng)電流按躲過(guò)變壓器的額定電流來(lái)整定: (2-15)式中 -含義同前; K可靠系數(shù),取1.05; -返回系數(shù),一般為0.85; -變壓器額定電流,A.l高壓配電裝置的額定電流值的選擇,除應(yīng)老考慮其實(shí)際可能的最大負(fù)載電流外,還應(yīng)從其遮斷能力出發(fā),以其出口端處可能發(fā)生的三相短路電流來(lái)校驗(yàn),必須選擇既能承擔(dān)長(zhǎng)期的實(shí)際最大負(fù)載電流,又能安全可靠地切斷其出口處的三相直接短路的最大短路電流.Ø配電裝置出口處的三相短路電流值,應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定.當(dāng)缺乏計(jì)算數(shù)據(jù)時(shí),可按配電裝置短路容量來(lái)確定短路電流值.Ø

33、;計(jì)算出來(lái)的短路電流值,不應(yīng)超過(guò)配電箱在某額定電流下所允許的短路電流值.Ø為了提高保護(hù)性能,最好能算出實(shí)際的短路電流值.實(shí)際短路電流值,一般比用最大允許的短路容量(50或100MV.A)所計(jì)算出來(lái)的數(shù)值要小.l照明、信號(hào)綜合保護(hù)裝置和煤電鉆綜合保護(hù)裝置中變壓器的一次側(cè)用熔斷器保護(hù)時(shí),其熔體的額定電流選擇如下:Ø對(duì)保護(hù)照明綜保變壓器公式(2-16)選擇: (2-16)式中 -熔體額定電流,A; -照明負(fù)荷的額定電流,A; -變壓比,當(dāng)電壓為380/133(230)V時(shí),為2.86(1.65);當(dāng)電壓為660/133(230)V時(shí),為4.96(2.86);當(dāng)電壓為1140/13

34、3(230)V時(shí),為8.57(4.96). Ø對(duì)保護(hù)電鉆綜保變壓器按公式(2-17)選擇: (2-17)式中 -容量最大的電鉆電動(dòng)機(jī)的額定起動(dòng)電流,A; -其余電鉆電動(dòng)機(jī)的額定電流之和,A; -含義同公式(2-16).Ø所選用的熔體額定電流應(yīng)接近于計(jì)算值,并按公式(2-18)校驗(yàn): (2-18)式中 -變壓器低壓側(cè)兩相短路電流,A; -變壓比; -Y/接線變壓器二次側(cè)兩相短路電流折算到一次側(cè)時(shí)的系數(shù),當(dāng)/接線時(shí)此系數(shù)取1.§2.3井下低壓電網(wǎng)過(guò)流保護(hù)計(jì)算實(shí)例【例1】采掘工作面供電系統(tǒng)如圖2-1所示.試進(jìn)行過(guò)流保護(hù)裝置的整定計(jì)算.負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表2-4表2-4 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表

35、序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)額定功率/kW額定電壓/V額定電流/A啟動(dòng)電流/A臺(tái)數(shù)12345678910111213141516采煤機(jī)刮板輸送機(jī)(前)刮板輸送機(jī)(后)轉(zhuǎn)載機(jī)帶式輸送機(jī)移動(dòng)變電站移動(dòng)變電站移動(dòng)變電站移動(dòng)變電站移動(dòng)變電站乳化液泵站滅塵泵加壓泵回柱絞車(chē)絞車(chē)破碎機(jī)AM500SGZ-764/500SGZ-764/400SZZ-764/132SJJ-1000/2×160KSGZY-1000/6KSGZY-1000/6KSGZY-630/6KSGZY-630/6KSGZY-500/6WRB-200/31.5WPZ320/10XRBZB80/200JH2-17JD-25PCM-1602×

36、;3752×2502×2001322×1601000kV.A1000kV.A630kV.A630kV.A500kV.A3×13275402×17.46×2516011401140114011406601200120069012006901140114066066066011402×2712×172.52×14696.22×1842×206×282×16942×12072×1000626.32×11962臺(tái)2臺(tái)2臺(tái)1臺(tái)2臺(tái)1#3#2#4#

37、5#3臺(tái)2臺(tái)1臺(tái)2臺(tái)6部1臺(tái)38 圖2-1一. 短路電流計(jì)算1. 1#變壓器二次出口端的二相短路電流計(jì)算系統(tǒng)電抗:變壓器二次額定電壓1200V,容量1000kV.A,系統(tǒng)短路容量按50MV.A計(jì)算. 系統(tǒng)電抗,;6kV電纜電阻、電抗:;查表得(高壓橡套電纜),;高壓(橡套)電纜電阻、電抗: 變壓器電阻、電抗: , ;2.刮板輸送機(jī)(前)主電機(jī)處二相短路電流計(jì)算UCPQ3×70+1×16型電纜的電阻、電抗:查表5得:;3.刮板機(jī)(前)副電機(jī)處二相短路電流計(jì)算UCPQ3×70+1×16型電纜電阻、電抗:,4.滅塵泵電機(jī)處二相短路電流計(jì)算UCPQ3×

38、70+1×16型電纜電阻、電抗:,5. 2#變壓器二出口端的二相短路電流計(jì)算系統(tǒng)電抗(折算到移動(dòng)變電站二次側(cè)):移動(dòng)變電站二次額定電壓,額定容量,系統(tǒng)短路容量按50MV.A計(jì)算.6kV電纜電阻、電抗:長(zhǎng)度;,; 變壓器電阻、電抗:, ;6. 刮板輸送機(jī)(后)主電機(jī)處二相短路電流計(jì)算UCPQ3×70+1×16型電纜電阻、電抗:,7. 刮板輸送機(jī)(后)副電機(jī)處二相短路電流計(jì)算UCPQ3×70+1×16型電纜電阻、電抗:,8. 乳化液泵站處二相短路電流計(jì)算UCPQ3×70+1×16型電纜電阻、電抗:,9. 3#變壓器二次出口端二相

39、短路電流 10. 采煤機(jī)電機(jī)處二相短路電流、計(jì)算UCPQ3×95+1×16型電纜電阻、電抗:,3#移動(dòng)變電站及高壓側(cè)阻抗折算至低壓側(cè)的數(shù)值同1#移動(dòng)變電站11. 乳化液泵站處二相短路電流計(jì)算UCPQ3×70+1×16型電纜電阻、電抗:,12. 4#變壓器二次出口端的短路電流計(jì)算 13. 乳化液泵站處的二相短路電流計(jì)算 14. 滅塵泵處二相短路電流計(jì)算UCPQ3×50+1×16型電纜電阻、電抗:,15. 轉(zhuǎn)載溜處二相短路電流計(jì)算UCPQ3×70+1×16型電纜電阻、電抗:,16. 5#變壓器二次出口端的二相短路電流計(jì)

40、算系統(tǒng)電抗(折算到移動(dòng)變電站二次側(cè)):移動(dòng)變電站二次額定電壓,額定容量,系統(tǒng)短路容量按50MV.A計(jì)算.6kV電纜電阻、電抗:長(zhǎng)度;,; 變壓器電阻、電抗:, ;KSGZY-500/6,6kV/0.69kV移動(dòng)變電站結(jié)線Y,d11時(shí),.當(dāng)為Y,Y0結(jié)線時(shí),;采用Y,d11結(jié)線方式時(shí),其變壓比17. 帶式輸送機(jī)主機(jī)處兩相短路電流計(jì)算UCPQ 3×70+1×16型電纜電阻、電抗:,18. 帶式輸送機(jī)副機(jī)電機(jī)處兩相短路電流計(jì)算UP 3×70+1×16型電纜電阻、電抗:,19. 660V系統(tǒng)2#線路末端點(diǎn)的兩相短路電流計(jì)算UP 3×70+1×

41、16型電纜電阻、電抗:,20. 660V系統(tǒng)1#線路末端點(diǎn)的兩相短路電流計(jì)算UP 3×70+1×16型電纜電阻、電抗:, 從上述計(jì)算可知,高壓系統(tǒng)電抗作為電抗出現(xiàn),高壓電纜則是電阻起主導(dǎo)作用,若二者疊加后折算為低壓50mm2電纜的換算長(zhǎng)度,則會(huì)小于公式(3)中的(),所以采用公式(3)的方法查表得出的兩相短路電流值存在一定誤差.根據(jù)這種情況,為了更切合實(shí)際,在下列整定計(jì)算的靈敏度系數(shù)校驗(yàn)時(shí),用實(shí)際計(jì)算值校驗(yàn).二. 各短路點(diǎn)兩相短路電流值表2.5 短路電流值短路點(diǎn)電纜截面及長(zhǎng)度換算長(zhǎng)度兩相短路電流(查表)(A)兩相短路電流實(shí)際計(jì)算值(A)截面()長(zhǎng)度(m)換算系數(shù)換算長(zhǎng)度13

42、8.949814752701000.737341024050703000.732192932294570500.733645194396138.940983883701000.737335223427703000.732192660263270500.733638023653138.949814752953500.5720030493095953500.572003049309570500.733645194360138.94098388370500.73363802365350501503693360470700.73513685356027.77866714470500.733662856

43、278705000.73365177119117014500.7310586786927015100.73110265367570500.733643864396三. 低壓開(kāi)關(guān)整定1. 1#變壓器低壓系統(tǒng)整定1.1 1#變壓器二次總開(kāi)關(guān)的整定(1#饋電開(kāi)關(guān))IE138SK8555型開(kāi)關(guān),負(fù)荷前刮板輸送機(jī),滅塵泵.前刮板輸送機(jī):,滅塵泵:, ,(1)過(guò)負(fù)荷反時(shí)限保護(hù)F315/K1整定過(guò)負(fù)荷保護(hù)整定電流: ; K1=1.21.8,取K1=1.2 按最接近一檔整定.(2)短路保護(hù)繼電器F315/K2動(dòng)作整定按公式(4): ,取2500A 需用系數(shù),取(3)校驗(yàn)靈敏度系數(shù)IE13/8SK8555負(fù)荷側(cè)

44、末端短路電流同 ,滿(mǎn)足靈敏度要求.1.2 2#組合開(kāi)關(guān)IE12/8SK8265過(guò)負(fù)荷、短路保護(hù)整定(1)前部刮板輸送機(jī)主、副電機(jī)的過(guò)負(fù)荷、短路保護(hù)F213、F223/8SD8512動(dòng)作整定值的計(jì)算前部刮板輸送機(jī)主電機(jī):,過(guò)負(fù)荷保護(hù)F213/整定值為 按最接近一檔整定.短路保護(hù)F213/整定值 靈敏度系數(shù)校驗(yàn) ,滿(mǎn)足靈敏度要求.(2)前部刮板輸送機(jī)副電機(jī)過(guò)流、短路保護(hù)F223/K1,F223/K23的整定計(jì)算與主機(jī)相同.1.3 3#開(kāi)關(guān)QJZ-300/1140型真空磁力起動(dòng)器繼電保護(hù)整定滅塵泵:,(1)過(guò)流保護(hù)整定 ,取50A(2)短路保護(hù)整定 (3)靈敏系數(shù)校驗(yàn) ,靈敏度滿(mǎn)足要求2. 2#變壓

45、器低壓系統(tǒng)過(guò)流保護(hù)整定2.1 后部刮板輸送機(jī)4#開(kāi)關(guān)IE11/8SK8265型防爆磁力組合開(kāi)關(guān)的整定計(jì)算.此開(kāi)關(guān)是8SD8512型過(guò)電流繼電器.作為后部刮板輸送機(jī)主、副電機(jī)的過(guò)負(fù)荷和短路保護(hù).(1)后部刮板機(jī)主電機(jī)F113/8SD8512過(guò)流保護(hù)整定后刮板輸送機(jī)主機(jī):,過(guò)電流保護(hù)執(zhí)行繼電器F113/K1整定 F113/K1動(dòng)作值整定在140150A范圍之內(nèi),進(jìn)行微調(diào).短路保護(hù)執(zhí)行繼電器F113/K2 ,取1170A靈敏系數(shù)校驗(yàn) ,過(guò)通(2)后部刮板輸送機(jī)副電機(jī)過(guò)流、短路保護(hù)F123/K1、F123/K2的整定計(jì)算與主電機(jī)相同.2.2 控制乳化液泵的5#磁力起動(dòng)器QJZ-200/1140過(guò)流保護(hù)

46、裝置整定計(jì)算乳化液泵站:, (1)過(guò)流保護(hù)整定 ,取90A(2)短路保護(hù)整定 ,取720A(3)靈敏度校驗(yàn) ,過(guò)通.3. 4#變壓器低壓系統(tǒng)整定4#移動(dòng)變電站經(jīng)6#組合開(kāi)關(guān)控制132kW轉(zhuǎn)載機(jī)、160kW破碎機(jī)、75kW滅塵器;經(jīng)7#磁力起器控制132kW乳化液泵站.(1)6#開(kāi)關(guān)IE11/8SK8265防爆磁力組合開(kāi)關(guān)的整定計(jì)算1)轉(zhuǎn)載機(jī)F113/8SD8512過(guò)流保護(hù)整定轉(zhuǎn)截機(jī)電動(dòng)機(jī):,過(guò)流保護(hù)執(zhí)行繼電器F113/K1整定按最接近的一檔整定短路保護(hù)執(zhí)行繼電器F113/K2整定將短路保護(hù)整定倍數(shù)置于“×8”位置靈敏系數(shù)校驗(yàn) 靈敏系數(shù)符合要求。2) 滅塵泵F123/8SD8512過(guò)流保護(hù)整定滅塵泵電動(dòng)機(jī):,過(guò)流保護(hù)執(zhí)行繼電器F123/K1整定 將F123/K1動(dòng)作值整定在5060A范圍,按最接近的一檔整定短路保護(hù)執(zhí)行繼電器F123/K2整定 將F123/K2動(dòng)作值整定在330460A范圍之內(nèi),將短路保護(hù)整定鈕置于“×8”的位置.靈敏系數(shù)校驗(yàn) 靈敏系數(shù)符合要求。3)破碎機(jī)過(guò)流保護(hù)整定破碎機(jī)電動(dòng)機(jī):,過(guò)流保護(hù)執(zhí)行繼電器整定 按最接近的一檔整定短路保護(hù)執(zhí)行繼電器整定 將短路保護(hù)整定鈕置于“×8”的位置.靈敏系數(shù)校驗(yàn) 靈敏系數(shù)符合要求。4)乳化液泵控制開(kāi)關(guān)7