高低壓負荷整定計算

1、礦井高低壓負荷整定礦井高低壓負荷整定 學學 習習 提提 綱綱一、地面高壓開關(guān)柜整定計算一、地面高壓開關(guān)柜整定計算（一）系統(tǒng)概況（一）系統(tǒng)概況（二）短路電流和短路容量計算（二）短路電流和短路容量計算（三）開關(guān)整定計算原則（三）開關(guān)整定計算原則（四）地面變電所高壓開關(guān)柜整定計算（四）地面變電所高壓開關(guān)柜整定計算二、井下高爆開關(guān)及低壓饋電開關(guān)整定計算二、井下高爆開關(guān)及低壓饋電開關(guān)整定計算（一）高爆開關(guān)計算例題（一）高爆開關(guān)計算例題（二）低壓饋電計算例題（二）低壓饋電計算例題 一、地面高壓開關(guān)柜整定計算一、地面高壓開關(guān)柜整定計算（一）系統(tǒng)概況（一）系統(tǒng)概況1 1、供電系統(tǒng)簡介、供電系統(tǒng)簡介 鄭煤集團嵩

2、陽一公司馬池煤礦供電系統(tǒng)為單母線分段分列運鄭煤集團嵩陽一公司馬池煤礦供電系統(tǒng)為單母線分段分列運行供電方式，由白坪變電站（行供電方式，由白坪變電站（35/10KV35/10KV）饋出兩趟）饋出兩趟10KV10KV架空線路架空線路（架空線型號為（架空線型號為LGJ-185LGJ-185，1.84/1.69km 1.84/1.69km ）到馬池）到馬池10KV10KV開關(guān)站，再開關(guān)站，再由馬池開關(guān)站饋出兩趟由馬池開關(guān)站饋出兩趟10KV10KV線路到馬池地面變電所（線路到馬池地面變電所（I I段來自馬池段來自馬池開關(guān)站開關(guān)站6 6板，板，IIII段來自馬池開關(guān)站段來自馬池開關(guān)站1515板），供馬池煤礦

3、用電。板），供馬池煤礦用電。 馬池煤礦井下供電采用雙回路分列運行方式（電纜型號為：馬池煤礦井下供電采用雙回路分列運行方式（電纜型號為：MYJV42-3MYJV42-3* *50-43050-430米），分布在地面變電所兩段母線上（馬米），分布在地面變電所兩段母線上（馬1010板在板在段母線，馬段母線，馬7 7板在板在段母線），井下布置中央變電所（段母線），井下布置中央變電所（9 9臺高爆臺高爆開關(guān)，其中開關(guān)，其中7#7#高爆為采區(qū)高爆為采區(qū)I I回路，回路，3#3#為采區(qū)為采區(qū)IIII回路，回路，5#5#為聯(lián)絡(luò)，為聯(lián)絡(luò)，4 4臺臺KBSGKBSG型隔爆干式變壓器，容量分別為兩臺型隔爆干式變壓器

4、，容量分別為兩臺500KVA500KVA、兩臺、兩臺100KVA100KVA）。采區(qū)變電所（）。采區(qū)變電所（8 8臺高爆開關(guān)、臺高爆開關(guān)、5 5臺臺KBSGKBSG型隔爆干式變壓型隔爆干式變壓器，容量分別為器，容量分別為500KVA500KVA一臺、一臺、400KVA400KVA一臺、一臺、200KVA200KVA三臺）。采區(qū)三臺）。采區(qū)變電所分別有兩回路進線電源，采用分列供電，通過高壓鎧裝電變電所分別有兩回路進線電源，采用分列供電，通過高壓鎧裝電纜從中央變電所饋出。局部扇風機實現(xiàn)纜從中央變電所饋出。局部扇風機實現(xiàn)“雙三專雙三專”供電，抽放泵供電，抽放泵站實現(xiàn)站實現(xiàn)“三專加兩專三專加兩?！惫╇?/p>

5、方式。瓦斯電閉鎖全部實現(xiàn)從變電所供電方式。瓦斯電閉鎖全部實現(xiàn)從變電所斷電功能。斷電功能。 序序 號號型型 號號短路阻抗短路阻抗空載損耗空載損耗負載損耗負載損耗空載電流空載電流額定電壓額定電壓1 SFZ-8000/35/100.758.8KW45KW0.635KV/10KV以上表中參數(shù)為說明書數(shù)值2 2、10KV10KV系統(tǒng)資料系統(tǒng)資料(1)(1)、白坪變電站主變壓器參數(shù)、白坪變電站主變壓器參數(shù)地地 點點型號型號容量容量短路阻抗短路阻抗額定電壓額定電壓數(shù)量數(shù)量中央變電所KBSG-500/10500KVA4.210KV2中央變電所KBSG-100/10100KVA4.2510KV2采區(qū)變電所采區(qū)變

6、電所KBSG-500/10500KVA4.210KV1采區(qū)變電所采區(qū)變電所KBSG-400/10400KVA4.0310KV1采區(qū)變電所采區(qū)變電所KBSG-200/10500KVA4.0510KV3(2)井下變壓器參數(shù)(4)(4)地面變壓器參數(shù)地面變壓器參數(shù)地地 點點型型 號號容容 量量短路阻抗短路阻抗數(shù)數(shù) 量量地面變電所S9-315/10/0.4315KVA4.061地面變電所S9-315/10/0.4315KVA4.081地面變電所S9-315/10/0.4315KVA4.082（5 5）地面變電所開關(guān)柜參數(shù)）地面變電所開關(guān)柜參數(shù)地點地點編號編號型號型號變比變比過流一、二段調(diào)過流一、二段調(diào)

7、值范圍值范圍地面變電所1、16盤GG1A（F）-08T200/50-99A地面變電所4、13盤GG1A（F）-07T50/50-99A地面變電所5、12盤GG1A（F）-07T100/50-99A地面變電所6、11盤GG1A（F）-07T50/50-99A地面變電所7、10盤GG1A（F）-07T100/50-99A以下表中參數(shù)為說明書數(shù)值經(jīng)集團公司供電處提供白坪變電站經(jīng)集團公司供電處提供白坪變電站10KV側(cè)標么值為：側(cè)標么值為：最大運行方式下：最大運行方式下：0.924 最小運行方式下：最小運行方式下：1.432線路參數(shù)線路參數(shù)：白坪變電站到馬池開關(guān)站架空線路型號：白坪變電站到馬池開關(guān)站架空

8、線路型號：LGJ-185 1840/1690m上下桿電纜型號：上下桿電纜型號：YJV228.7/10KV-3240 總長總長100m馬池開關(guān)站到馬池地面變電所線路型號：馬池開關(guān)站到馬池地面變電所線路型號： MYJV-10-3*95mm2 80/80m 馬池地面變電所到中央變電所電纜型號：馬池地面變電所到中央變電所電纜型號： MYJV42-10 350mm2 430/430m 中央變電所到采區(qū)變電所電纜型號：中央變電所到采區(qū)變電所電纜型號： MYJV42-10 350mm2 600/600m 馬池地面變電所到風井變電所電纜型號：馬池地面變電所到風井變電所電纜型號： LGJ-50 1100/105

9、0m 查表參數(shù)如下：查表參數(shù)如下： 架空線路架空線路LGJ-185 ，X=0.365/KM 高壓電纜高壓電纜X=0.08/KM，架空線路，架空線路LGJ-50 ， X=0.394/KM （二）短路電流和短路容量計算（二）短路電流和短路容量計算（1）繪制電路圖并計算各元件的相對基準電抗。）繪制電路圖并計算各元件的相對基準電抗。 有關(guān)參數(shù)如下圖：有關(guān)參數(shù)如下圖：k-1點、點、k-2點、點、k-3點、點、k-4點的三相短路電流和短路容量計算如下。點的三相短路電流和短路容量計算如下。如下圖所示，選擇基準容量如下圖所示，選擇基準容量Sd=100MVA，則各，則各元件的相對基準電抗為：元件的相對基準電抗為

10、： 馬池煤礦開關(guān)站馬池煤礦開關(guān)站10KV短路計算短路計算圖1白坪變電站馬池開關(guān)站馬池地面變電所LGJ-185L架=1669mL電=100mLGJ-185L架=1840mL電=100mMYJV-103*95mm /80mMYJV42-3*50mm22/430m聯(lián)絡(luò)開關(guān)LGJ-50馬池中央變電所馬池中央變電所馬池風井變電所馬池采區(qū)變電所馬池采區(qū)變電所k-3MYJV42-3*50mm2/600mMYJV-103*95mm /80m2MYJV42-3*50mm2/430mMYJV42-3*50mm2/600mLGJ-50L=1080m馬池風井變電所L=1100mk-2k-1k-4供電線路圖圖2X0d1

11、.432X1d0.425X2d0.03X3d0.043X0d1.432X1d0.425X4d0.38K-1K-1K-2K-4K-3等 值 電 路 圖 白坪變電站白坪變電站I回路變壓器的電抗標么值：回路變壓器的電抗標么值： 取最小運行方式下：取最小運行方式下：1.432 白坪變電站電纜到馬池地面變電所的電抗的標么值：白坪變電站電纜到馬池地面變電所的電抗的標么值： 公式（公式（1） 其中式中其中式中 X-輸電線路電抗，輸電線路電抗，； Sd -基準容量，選取基準容量，選取100MVA； Ud-線路的平均電壓，線路的平均電壓，KV 馬池變電所至中央變電所電纜電抗的標么值：馬池變電所至中央變電所電纜電

12、抗的標么值： 中央變電所至采區(qū)變電所電纜電抗的標么值：中央變電所至采區(qū)變電所電纜電抗的標么值： 馬池地面變電所至風井變電所線路電抗的標么值馬池地面變電所至風井變電所線路電抗的標么值：425. 025 .1010008. 009. 025 .101001 . 008. 025 .1010084. 1365. 021dUdSXdX03.025.1010043.008.022dUdSXdX043.05.1010060.008.0223dddUSXX38.05.1010010.138.0223dddUSXX（2 2）計算短路電流和短路容量）計算短路電流和短路容量 2.12.1、馬池地面變電所、馬池地面

13、變電所K-1K-1點的短路電流和短路容量計算點的短路電流和短路容量計算 K-1點短路時短路回路的總電抗標么值為： =1.432+0.425=1.857 k-1點的短路電流和短路容量計算如下： k-1點的基準電流： =5.5（KA） 公式（公式（2 2） 三相短路電流： =2.961（KA）公式（公式（3 3） 兩相短路電流： =2.575（KA）公式（公式（4 4） 三相短路容量: =53.85（MVA）公式（公式（5 5） 101XXXd857. 15 . 51) 1(I1-K3dXdIdIKdI）（5.1031003dUdSdI15. 1961. 215. 11) 3(1-K2kII）（8

14、57. 110011 -K3ddXSS）（2.22.2、馬池中央變電所馬池中央變電所K-2K-2點的短路電流和短路容量計算點的短路電流和短路容量計算k-2點短路時短路回路的總電抗標么值為： =1.432+0.425+0.03=1.887k-2點的短路電流和短路容量計算如下：k-2點的基準電流： =5.5（KA）三相短路電流： =2.914（KA）兩相短路電流： =2.534（KA）三相短路容量: =53（MVA）887. 15 . 5I2)2(2-K3dddKdXIII）（ddXXXX21025 .1031003dddUSI15. 1614. 215. 12)3(2-K2kII）（887. 1

15、10022-K3ddXSS）（ 2.32.3、馬池采區(qū)變電所、馬池采區(qū)變電所K-3K-3點的短路電流和短路容量計算點的短路電流和短路容量計算k-3點短路時短路回路的總電抗標么值為： =1.432+0.425+0.03+0.043=1.93k-3點的短路電流和短路容量計算如下：k-3點的基準電流： =5.5（KA）三相短路電流： =2.85（KA）兩相短路電流： =2.478（KA） 三相短路容量: =51.81（MVA）dddXXXXX321035 .1031003dddUSI93. 15 . 5I3)3(3-K3dddKdXIII）（15. 185. 215. 13)3(3-K2kII）（9

16、3. 110033-K3ddXSS）（2.42.4、馬池風井、馬池風井變電所變電所K-4K-4點的短路電流和短路容量計算點的短路電流和短路容量計算k-4點短路時短路回路的總電抗標么值為： =1.432+0.425+0.38=2.237k-4點的短路電流和短路容量計算如下：k-4點的基準電流： =5.5（KA）三相短路電流： =2.458（KA）兩相短路電流： =2.138（KA） 三相短路容量: =44.70（MVA）ddXXXX41045 .1031003dddUSI237. 25 . 5I4)4K(4-K3ddddXIII）（15. 1458. 215. 14)3(3-K2kII）（237

17、. 210043-K3ddXSS）（三）開關(guān)整定計算原則（三）開關(guān)整定計算原則v1、地面高壓開關(guān)柜計算原則v （1）、過流一段整定：按照井下短路整定計算公式整定：v 公式（公式（6 6） v （2）、過流二段整定：v 公式（公式（7 7）v （3）、校驗：按照井下整定公式進行校驗。v 公式（公式（8 8）v式中：Iz過負荷整定值；v Id短路保護整定值；v Ieb變壓器高壓側(cè)額定電流；v Igh線路最大過負荷電流； Idmin（2）線路末端最小兩相短路電流；v kx接線系數(shù)，接于相電流取1，接于相電流差時取1.732；v kk可靠系數(shù)，用于電流速斷保護時取1.3或1.5，本書取1.5（地面取

18、v 1.3）； v kgh過負荷系數(shù)，取1.31.5，本書取1.5；v kf返回系數(shù)，取0.85；v Nj電流互感器變比；jeghfxknIkkkkIz5.1)2(minddkIIKghxkdIkkI（四）地面變電所高壓開關(guān)柜整定計算（四）地面變電所高壓開關(guān)柜整定計算 1 1、地面高壓變電所、地面高壓變電所1 1板、板、9 9板、板、1616板高壓開關(guān)柜整定板高壓開關(guān)柜整定 1板、16板高壓開關(guān)柜為地面變電所I進線、II進線，9板為聯(lián)絡(luò)開關(guān)，高壓開關(guān)柜電流互感器變比為200/5，保護裝置過流定值設(shè)為過流定值設(shè)為IIII段值段值有0-99A范圍可以選用整定，速速斷定值設(shè)為斷定值設(shè)為I I段段定值

19、有0-99A范圍可以選用整定，過流時限為0-99S。 總負荷P=2500KVA+2100KVA+500KVA+400KVA+3200KVA+2315KVA =3330KVA (1)(1)過流二段整定：過流二段整定： 公式（公式（9 9） 根據(jù)公式：因考慮與上一級開關(guān)站配合，故取過流二段整定為：4.5A，延時取0.3S。過流一段整定： (2)(2)過流一段整定過流一段整定： 由于1板、16板高壓開關(guān)柜為地面變電所進線開關(guān)，所以采用以下公式計算： 因此過流一段整定為12A,延時取0S。(3)(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算兩相短路電流及靈敏度校驗計算 圖中K-1點兩相短路電流為2306A 符合保

20、護靈敏度要求。AUPI1 .1835 .10333303eAnIkkkkIjeghfxk9 . 75/2001 .1832 . 19 . 013 . 1zAIkkIghxkd12815 . 15 . 180. 44802306)2(min2dkIIK 2 2、地面高壓變電所、地面高壓變電所4 4板、板、1313板高壓開關(guān)柜整定板高壓開關(guān)柜整定 4板、13板高壓開關(guān)柜控制地面動力變壓器I回路、II回路，高壓開關(guān)柜電流互感器變比為50/5，保護裝置過流定值設(shè)為II段定值有0-99A范圍可以選用整定，速斷定值設(shè)為I段定值有0-99A范圍可以選用整定，過流時限為0-99S。 總負荷P=2315KVA

21、=630KVA (1)(1)過流二段整定：過流二段整定： 根據(jù)公式： 因此過流二段整定為：6A，延時取0.2S.過流一段整定： (2)(2)過流一段整定過流一段整定： 由于4板、13板高壓開關(guān)柜控制地面低壓動力變壓器，所以采用以下公式計算： 因此過流一段整定為14A,延時取0S。 (3)(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算兩相短路電流及靈敏度校驗計算 Ud%=4% Ud%短路阻抗 符合保護靈敏度要求。AUdUeSeIk28.43304. 05 .103315%3)2(min2AUPI69.345 .1036303eAnIkkkkIjeghfxk01. 65/507 .342 . 19 . 013

22、 . 1zAIkkIghxkd5 .1365 . 115 . 15 . 109. 314028.433K 3 3、地面高壓變電所、地面高壓變電所5 5板、板、1212板高壓開關(guān)柜整定板高壓開關(guān)柜整定 5板、12板高壓開關(guān)柜控制副井車房I回路、II回路，高壓開關(guān)柜電流互感器變比為100/5，保護裝置過流定值設(shè)為II段定值有0-99A范圍可以選用整定，速斷定值設(shè)為I段定值有0-99A范圍可以選用整定，過流時限為0-99S。 總負荷P=400kw (1)(1)過流二段整定：過流二段整定： 根據(jù)公式： 因此過流二段整定為：2A，延時取0.2S.過流一段整定： (2)(2)過流一段整定：過流一段整定：

23、因此過流一段整定為5A，延時取0S。 (3)(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算兩相短路電流及靈敏度校驗計算 Ud%=4% Ud%短路阻抗 符合保護靈敏度要求。AUdUeSeIk2 .55004. 05 .103400%3)2(min2AnIkkkkIjeghfxk62. 15/10034.322 . 19 . 013 . 1zAUPI34.328 . 085. 05 .103400cos3eAIIkkIeghxkd5 . 425 . 115 . 15 . 150. 51002 .550K 4 4、地面高壓變電所、地面高壓變電所6 6板、板、1111板高壓開關(guān)柜整定板高壓開關(guān)柜整定 6板、11板

24、高壓開關(guān)柜控制風井變電所I回路、II回路，高壓開關(guān)柜電流互感器變比為50/5，保護裝置過流定值設(shè)為II段定值有0-99A范圍可以選用整定，速斷定值設(shè)為I段定值有0-99A范圍可以選用整定，過流時限為0-99S。 總負荷P=2315KVA=630KVA (1)(1)過流二段整定：過流二段整定： 根據(jù)公式：因此過流二段整定為：6A，延時取0.2S.過流一段整定： (2)(2)過流一段整定：過流一段整定： 由于6板、11板高壓開關(guān)柜控制風井變電所動力變壓器，所以采用以下公式計算： 因此過流一段整定為14A，延時取0S。(3)(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算兩相短路電流及靈敏度校驗計算 圖中K-4點

25、兩相短路電流為1948A 符合保護靈敏度要求。AnIkkkkIjeghfxk01. 65/5064.342 . 19 . 013 . 1zAUPI64.345 .1036303eAIIkkIeghxkd5 .1365 . 115 . 15 . 19 .13141948K二、井下高爆開關(guān)及低壓饋電開關(guān)整定計算二、井下高爆開關(guān)及低壓饋電開關(guān)整定計算1、高爆開關(guān)計算原則 根據(jù)煤礦井下供電的三大保護細則： 公式（公式（1010）(1)、過載值計算： Ig 高壓配電裝置的過載整定值，A； Pe高壓配電裝置所帶負荷的額定功率之和,kW; Ue 高壓配電裝置的額定電壓，kV; cos 功率因數(shù)取0.7； (

26、2)、短路值根據(jù)公式（13）計算： 對于電磁式保護，其一次電流整定值Iz按下列公式計算： 公式（公式（1111） Iz 高壓配電裝置短路電流整定值; IQe 容量最大的電動機額定起動電流，包括同時啟動的幾臺電動機；A Kb 礦用變壓器的變壓比，一次電壓為6000V,二次電壓為690V時，變比取8.7; 一次電壓為6000V,二次電壓為1200V時，變比取5;cos3eegUPI)(4 . 12 . 1eXQebzIkIKIgebexQeIkIkIn Ie 其余（已啟動電流的除外）電動機的額定電流之和； Kx 需用系數(shù)，取1； 對于電子式高壓綜合保護器,按電流互感器(5A)倍數(shù)分級整定： 公式（

27、公式（12） 式中 n 互感器二次額定電流(5A)的倍數(shù) Ige高壓配電裝置額定電流，A； Ie、IQe、Kb、KX、含義同上； (3)對于Y/接線變壓器,計算出的整定值靈敏度應按公式（15b）校驗: Id(2) 變壓器低壓側(cè)兩相短路電流，A； Iz 高壓配電裝置短路電流整定值; b 礦用變壓器的變壓比，取8.7或5; 變壓器二次側(cè)電壓690V或1200V，容量500KVA,系統(tǒng)短路容量按50MVA計算； RR1/Kb2 +Rb +R2 XXX+X1/Kb2 +Xb+X2 公式（公式（13） (4)對于保護電纜干線或支線,計算出的整定值靈敏度應按公式6校驗: Id(2) 被保護電纜干線或支線距

28、變壓器最遠點的兩相短路電流值，A； IZ 過電流保護裝置的電流整定值，A; 1.5 保護裝置的可靠動作系數(shù);22)2()()(2XRUIed井下保護裝置（電子式反時限保護裝置） （1）、變壓器保護計算 1.1、過負荷電流計算值：Iz=kxIeb 1.2、短路保護根據(jù)下列公式計算：Id=kk.kx.kgh.Ieb 1.3、靈敏度校驗根據(jù)下列公式計算：試中 Iz過負荷整定值； Id短路保護整定值； Ieb變壓器高壓側(cè)額定電流； Id(2) 線路末端最小兩相短路電流； kx接線系數(shù)，接于相電流取1，接于相電流差時取1.732； kk可靠系數(shù)，用于電流速斷保護時取1.3或1.5，本書 取1.5（地面取

29、1.3）； kgh過負荷系數(shù)，取1.31.5，本書取1.5； （2）、線路保護計算 2.1、過載值計算：Iz=Ie 2.2、短路值根據(jù)下列公式計算: 2.2.1、保護裝置動作電流按應躲過線路最大過負荷電流整定。Id=kk.kx.Igh 2.2.2、保護裝置靈敏度校驗按系統(tǒng)最小運行方式下末端最小兩相短路電流校驗： （3）、電動機保護計算 3.1、過載值計算：按電動機的額定電流整定。 3.2、短路值計算按保護裝置的動作電流應躲過電動機最大啟動電流整定。例 題1 1、中央變電所、中央變電所6#6#高爆開關(guān)高爆開關(guān)6#6#高爆開關(guān)所控制的是高爆開關(guān)所控制的是2#2#干式變壓器干式變壓器 額定電流為額定

30、電流為100A100A總負荷總負荷P=275.5kwP=275.5kw (1) Ig. (1) Ig.高壓配電箱的過載整定值，高壓配電箱的過載整定值，A A； Pe. Pe.高壓配電箱所帶負荷的額定功率之和，高壓配電箱所帶負荷的額定功率之和，kw;kw; Ue. Ue.高壓配電箱額定電壓，高壓配電箱額定電壓，KVKV； cos cos.功率因數(shù)取功率因數(shù)取0.70.7； =22.65A =22.65A 整定過載電流為整定過載電流為30A30A100/5370+135/22m圖3(2)根據(jù)煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則中， 對于電磁式保護，其一次電流整定值Iz按下列公式計算： IZ1.21

31、.4 (IQe+KXIe)/Kb 其中系數(shù)取1.4 變比Kb取8.7 需用系數(shù)KX取1 IZ=1.4(1.151606+115.5)/8.7=180.23A 對于電子式高壓綜合保護器,按電流互感器(5A)倍數(shù)整定, 整定值按公式(14)得: n (IQe+KXIe)/ KbIge n=(1.151606+115.5)/(8.7100)=1.4整定短路電流為150A(3)對于Y/接線變壓器,按公式(13)計算出的整定值應按公式(15b)校驗靈敏度: RR1/Kb2 +Rb XXX+X1/Kb2 +Xb變壓器二次側(cè)電壓690V，容量500KVA,系統(tǒng)短路容量按50MVA計算；查附錄二表1的，系統(tǒng)電抗XX=0.0095查附錄二表2的， R0=0.301 X0=0.0612 高壓電纜電阻、電抗：L=0.031km高壓電纜電阻、電抗： R1=0.0310.301=0.0093 X1=0.06120.031=0.0184變壓器電阻、電抗：Rb=0.0060 Xb=0.0380變壓器電阻：RT=PN.T*(U2N.T)2/ (SN.T)2 PN.T變壓器短路損耗 U2N.