礦井繼電保護(hù)計(jì)算

1、 . . . 礦井供電繼電保護(hù)培訓(xùn)講義（草案）一、 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)基礎(chǔ)知識1、繼電保護(hù)繼電保護(hù)裝置與安全自動裝置(簡稱繼電保護(hù))屬于二次系統(tǒng)，但是，它是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分。當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件（如發(fā)電機(jī)、線路）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障或危與其安全運(yùn)行的事件時，需要有向運(yùn)行值班人員與時發(fā)出警告信號，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令，以終止這些事件發(fā)展的一種自動化措施和設(shè)備。實(shí)現(xiàn)這種自動化措施、用于保護(hù)電力元件的成套硬件設(shè)備，一般通稱為繼電保護(hù)裝置。 繼電保護(hù)裝置是保證電力元件安全運(yùn)行的基本的裝備。2、繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的任務(wù)a、當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時，應(yīng)該由該元件的繼

2、電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給距離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件與時從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對電力元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響，并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求（如保持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等），使事故限制在最小圍，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，最大限度地保證向用戶安全、連續(xù)供電，保證無故障設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行。b、反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同（例如有無經(jīng)常值班人員）發(fā)出信號，以便值班人員進(jìn)行處理，或由裝置自動地進(jìn)行調(diào)整。 3、電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)的基本要求 a、可靠性：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時，繼電保護(hù)裝置應(yīng)可靠的不動作，當(dāng)被保護(hù)元件發(fā)生故

3、障或出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時，繼電保護(hù)裝置應(yīng)可靠的動作 b、迅速性：是指繼電保護(hù)動作的速度，可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定延時時間。c、選擇性：當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，繼電保護(hù)發(fā)出跳閘命令僅將故障元件切除，盡可能的使停電圍減小，保證無故障部分繼續(xù)運(yùn)行。d、靈敏性：是指繼電保護(hù)對設(shè)計(jì)規(guī)定要求動作的故障與異常狀態(tài)可靠的動作的能力。二、 繼電保護(hù)整定繼電保護(hù)整定計(jì)算的基本任務(wù)，就是要對各種繼電保護(hù)給出整定值。（一）繼電保護(hù)整定的前期工作： 1、了解掌握電力系統(tǒng)情況并建立技術(shù)檔案，其中包括：畫出電力系統(tǒng)圖；了解變電所母線的接線方式；建立各種電氣設(shè)備(變壓器、輸配電線路、電抗器、電動機(jī)等)的技術(shù)檔案；了解重要負(fù)荷的特征與

4、要求；建立繼電保護(hù)用的電流互感器技術(shù)檔案。 2、了解掌握繼電保護(hù)裝置的原理與其技術(shù)說明書等。 3、分析供電系統(tǒng)運(yùn)行方式，因?yàn)?，它是繼電保護(hù)整定計(jì)算的先決條件，主要容有：可能出現(xiàn)的最大、最小方式；系統(tǒng)潮流情況；線路的最大負(fù)荷電流；無功補(bǔ)償工作方式與特征。（二）整定計(jì)算步驟：1、井下供電系統(tǒng)繼電保護(hù)整定1）畫出供電系統(tǒng)圖，并注明所帶的負(fù)荷。 2）對系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，求出計(jì)算負(fù)荷。3）計(jì)算保護(hù)圍最遠(yuǎn)點(diǎn)兩相短路電流。4）按同一功能的保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，并對速斷保護(hù)進(jìn)行靈敏系數(shù)校驗(yàn)。2、地面高壓供電系統(tǒng)繼電保護(hù)整定1）按照繼電保護(hù)功能分類擬定短路計(jì)算的運(yùn)行方式，選擇短路類型，選擇分支系數(shù)的計(jì)算條件。2）進(jìn)

5、行短路故障計(jì)算，選取結(jié)果。3）按同一功能的保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，選取出整定值并做出定值圖。4）對整定結(jié)果分析比較，重復(fù)修改，以選出最佳方案，最后歸納出存在的問題，并提出運(yùn)行要求（包括對運(yùn)行方式的要求與繼電保護(hù)運(yùn)行改變的要求）。三、系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算在進(jìn)行短路計(jì)算時，必須先了解供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式，即最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式。最大運(yùn)行方式，是系統(tǒng)在該方式下運(yùn)行時，具有最小的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最大的一種運(yùn)行方式，一般根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的短路電流值來檢驗(yàn)所選用的開關(guān)電器的穩(wěn)定性。 最小運(yùn)行方式，是系統(tǒng)在該方式下運(yùn)行時，具有最大的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流量最小一種運(yùn)行方式。一般

6、根據(jù)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式的短路電流值來校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的靈敏度。在繼電保護(hù)整定計(jì)算中，必須考慮到可能發(fā)生的故障和不正常的運(yùn)行情況，因?yàn)樗鼈儠茐膶τ脩舻墓╇姾碗姎庠O(shè)備的正常工作。從電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況看，這些故障多數(shù)是由短路引起的，因此除了對電力系統(tǒng)的短路故障有一較深刻的認(rèn)識外，還必須對電力系統(tǒng)短路時參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算方法有標(biāo)么值法和有名值法等。由于采用標(biāo)么值法計(jì)算時，把不同電壓等級中元件的阻抗，按照同一基準(zhǔn)值進(jìn)行換算，繼而得出短路回路總的等值阻，故對比較復(fù)雜高壓供電系統(tǒng)，計(jì)算短路電流時采用標(biāo)么值計(jì)算比較簡單。故井上地面變電所我們通常采用采用標(biāo)么值法，而井下供電系統(tǒng)相對簡單，通常采用有名值法。1

7、、標(biāo)么值法：在標(biāo)么值的計(jì)算中，基準(zhǔn)值是作為一個比較標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)常使用的有：基準(zhǔn)容量(Sj)、基準(zhǔn)電壓(Uj)、基準(zhǔn)電流(Ij)、基準(zhǔn)阻抗（Zj）。這四個量中可選定兩個，其他兩個量即可用公式求得，不可四個量均任意選定。標(biāo)么值是指選定一個基準(zhǔn)容量(Sj)和基準(zhǔn)電壓(Uj)，將短路計(jì)算中各個參數(shù)都轉(zhuǎn)化為和該參數(shù)的基準(zhǔn)值的比值（相當(dāng)于基準(zhǔn)量的比值），稱為標(biāo)么值。標(biāo)么值計(jì)算中，基準(zhǔn)條件一般選基準(zhǔn)容量Sj=100MVA,基準(zhǔn)電壓Uj(電網(wǎng)線電壓平均值)。當(dāng)Sj、Uj確定后，對應(yīng)的基準(zhǔn)電流Ij =Sj÷（×Uj）；基準(zhǔn)阻抗Zj=Uj2÷Sj。（1）電路中各種電氣元件的電抗標(biāo)么值計(jì)算

8、系統(tǒng)電源Xs*=式中：Xs*基準(zhǔn)條件下的電抗標(biāo)么值； Sk電源母線的短路容量變壓器XT*=Uk%式中：Uk%短路電壓百分?jǐn)?shù)（查看變壓器銘牌）電抗器XL*= XL%式中：XL%額定百分電抗（查銘牌）線路Xl*= X0l式中： X0線路單位長度電抗值，/km；L線路長度，km（2）短路電流計(jì)算短路回路中各元件的標(biāo)么電抗算出后，即可根據(jù)供電系統(tǒng)單線圖做出它的等值電路圖，然后計(jì)算出由電源到短路點(diǎn)的總阻抗后，同時，又可計(jì)算短路電流:Ik*=,由于電源電壓的標(biāo)么值在取Uj=Uav時，U*=1，則Ik*=，短路電流值為：Ik= Ik*Ij短路電流(三相)=短路電流標(biāo)么值×對應(yīng)電壓等級的基準(zhǔn)電流 短

9、路電流(二相)=0.877×短路電流(三相) 短路容量=短路容量標(biāo)么值×基準(zhǔn)容量例題1：某礦區(qū)供電系統(tǒng)圖如圖1所示，電源S1、S2為無限大電源，35kV最大運(yùn)行方式下短路阻抗0.388，最小運(yùn)行方式下短路阻抗0.5348；35kV最大運(yùn)行方式下短路阻抗0.4063，最小運(yùn)行方式下短路阻抗0.4765；1#主變?nèi)萘?600KVA, Uk%=6.25，1#主變?nèi)萘?000KVA, Uk%=7.25。兩條電源線路一運(yùn)一備，兩臺變壓器分列運(yùn)行。求35kV母線和6kV母線最大、最小運(yùn)行方式時發(fā)生三相短路時的短路參數(shù)。 圖1解：1、已知參數(shù)上級母線參數(shù)按基準(zhǔn)容量取100MVA，35kV

10、母線基準(zhǔn)電壓37kV，6kV母線基準(zhǔn)電壓6.3kV2、各元件的電抗標(biāo)么值電源S1、S2為無限大電源，電源標(biāo)么值為零X3=xLSb/Ub2=0.4×11.8×100/372=0.3448X4=xLSb/Ub2=0.4×2.85×100/372=0.0833X5= Uk%=0.0625×=1.7361X6= Uk%=0.0725×=1.453、確定35kV母線短路參數(shù)和線路、變壓器電抗標(biāo)么值，可知當(dāng)電源S2帶35kV在最大運(yùn)行方式下帶線路L2運(yùn)行時是35kV母線最大運(yùn)行方式；當(dāng)電源S1帶35kV在最小運(yùn)行方式下帶線路L1運(yùn)行時是35kV母

11、線最小運(yùn)行方式。同樣可知：當(dāng)電源S2帶35kV在最大運(yùn)行方式下帶線路L2和2#主變運(yùn)行時是6kV母線最大運(yùn)行方式；當(dāng)電源S1帶35kV在最小運(yùn)行方式下帶線路L1和1#主變運(yùn)行時是6kV母線最小運(yùn)行方式。4、計(jì)算各運(yùn)行方式下的短路回路總阻抗（1）35kV母線最大運(yùn)行方式下的短路回路總阻抗X7= X2max+ X4=0.4063+0.0833=0.4896（2）35kV母線最小運(yùn)行方式下的短路回路總阻抗X8= X1min+ X3=0.5348+0.3448=0.8796（3）6kV母線最大運(yùn)行方式下的短路回路總阻抗X9= X2max+ X4+ X6=0.4063+0.0833+1.45=1.939

12、6（4）6kV母線最小運(yùn)行方式下的短路回路總阻抗X10= X1min+ X3+ X5=0.5348+0.3448+1.7361=2.61575、求各短路點(diǎn)的短路參數(shù)（1）35kV母線最大運(yùn)行方式下的短路參數(shù)X7= 0.4896I=Ib/ X7=1560/0.4896=3186(A)S=Sb/ X7=100/0.4896=204(MVA)(2) 35kV母線最小運(yùn)行方式下的短路參數(shù)X8= 0.8796I=Ib/ X8=1560/0.8796=1774(A)S=Sb/ X8=100/0.8796=114(MVA)（3）6kV母線最大運(yùn)行方式下的短路參數(shù)X9= 1.9396I=Ib/ X9=9160

13、/1.9396=4723(A)S=Sb/ X9=100/1.9396=52(MVA)（4）6kV母線最小運(yùn)行方式下的短路參數(shù)X10=2.6157I=Ib/ X9=9160/2.6157=3502(A)S=Sb/ X9=100/2.6157=38(MVA)2、有名值法在某點(diǎn)發(fā)生短路時，如短路回路的阻抗R、X以表示，則三相短路電流的有效值為Ik（3）=式中：Uav短路點(diǎn)所在線段的平均電壓，V； R、X短路點(diǎn)以前的總電阻和總電抗，均已折算到短路點(diǎn)所在處的電壓等級（對于高壓供電系統(tǒng)，因回路中各元件的電抗占主要成分，電阻可忽略不計(jì)）。若某點(diǎn)發(fā)生兩相短路故障，則短路電流為：Ik（2）=則Ik（2）=Ik（

14、3）在短路電流計(jì)算中，首先是計(jì)算短路回路中各電氣元件的阻抗。幾種主要元件的阻抗計(jì)算方法如下：（1）系統(tǒng)電抗Xs無限大電源容量系統(tǒng)的部電抗分為兩種情況：一種是認(rèn)為系統(tǒng)電抗等于零；另一種情況是電源電抗遠(yuǎn)小于短路回路總阻抗，如果知道電源母線上的短路容量Sk 和平均電壓Uav，則系統(tǒng)電抗可有下式求得：Xs=說明：短路容量Sk 不是一個定值，計(jì)算時不能使用教科書中提供的50MVA或100KVA，一般由供電處遠(yuǎn)動班（：2914493）提供。（2）變壓器阻抗ZT=Uk%RT= XT=式中：Uk%短路電壓百分?jǐn)?shù)（可在銘牌中查得） SN變壓器額定容量Pk變壓器短路損耗（3）電抗器的電抗XLXL= XL%式中：X

15、L%電抗器的百分電抗值； Ue電抗器的額定電壓； Ie電抗器的額定電流（4）線路的電抗Xl=x0l式中：l導(dǎo)線長度，km；x0單位長度電抗，/km。 Rl= R0l式中：R0單位長度電阻 Zl=例題2：某礦井低壓供電系統(tǒng)如下圖2所示，井下中央變電所用6kV電纜l1向采區(qū)供電，采區(qū)變電所以660V向機(jī)組供電，線路參數(shù)如圖注。試計(jì)算K點(diǎn)最小二相短路電流。圖2l1ZQ3×50-2000；l2ZQ3×95-10；l3ZQ3×70-800；l4UC3×35-264；T-KBSG-315,6/0.69kV,Pk=6070W,Uk%=4.5%解：(1)各元件阻抗的計(jì)算

16、井下中央變電所母線短路容量估算為50MVA（實(shí)際計(jì)算時應(yīng)從供電處索取實(shí)際數(shù)據(jù)）Xs=0.794電纜l1阻抗Xl1=x0l1=0.08×2=0.16Rl1=r0l1=0.99×2=1.98電纜l2阻抗Xl2=x0l1=0.06×0.01=0.0006Rl2=r0l1=0.238×0.01=0.00238電纜l3阻抗Xl3= 0.06×0.8=0.048Rl3= 0.322×0.8=0.258電纜l4阻抗Xl4= 0.06×0.264=0.0158Rl3= 0.672×0.264=0.177變壓器阻抗ZT=Uk%=4.

17、5%×=0.067RT= =6070×()2=0.0282XT=0.0608(2)總阻抗X=(Xs+Xl1)()2+XT+Xl2+Xl3+Xl4=0.137R=Rl1 ()2+RT+Rl2+Rl3+Rl4=0.489Z=0.508(3)K點(diǎn)短路時兩項(xiàng)短路電流Ik（2）=6200A四、地面高壓供電系統(tǒng)繼電保護(hù)整定（一）線路保護(hù)裝置的整定計(jì)算36kV線路常采用無時限速斷和定時限過流兩段過流保護(hù)裝置。1、電流速斷保護(hù)動作電流Ia=式中：Ik3max被保護(hù)線路末端三相最大短路電流；Kk可靠系數(shù)，當(dāng)使用DL型時為1.2，使用GL型時為1.4；Kc接線系數(shù)均為1（繼電器均接在相上）；K

18、j電流互感器變比。檢驗(yàn)最小保護(hù)圍，按15%計(jì)算。被保護(hù)線路實(shí)際安裝長度應(yīng)大于或等于計(jì)算最小長度。滿足=15%計(jì)算的最小線路長度lminlmin=式中：系數(shù)，最小與最大運(yùn)行方式系統(tǒng)計(jì)算電抗之比； X*symax保護(hù)裝置安裝處最大三相短路計(jì)算電抗標(biāo)么值； Z*l被保護(hù)線路每公里阻抗標(biāo)么值。2、過電流保護(hù)動作電流動作電流Ia=式中：Ilm被保護(hù)線路最大計(jì)算負(fù)荷電流，A； Kk考慮自啟動因素取23，不考慮自啟動因素時使用DL型時為1.2，使用GL型時為1.4； Kc繼電器接于相上取1、接于相差取1.732。靈敏系數(shù)校驗(yàn)：Klm=1.5式中：Ik2min保護(hù)線路末端最小兩相短路電流。過電流保護(hù)動作時限t

19、s=tse+t式中: tse末端相鄰保護(hù)元件整定時間，s； t級差（相鄰的上下級保護(hù)間的動作時間差），在繼電保護(hù)中，取0.5s。（二）36kV電動機(jī)保護(hù)整定計(jì)算1、電流速斷保護(hù)異步電動機(jī)：應(yīng)躲過啟動電流，保護(hù)裝置的動作電流：Ia=式中：Ist電動機(jī)啟動電流，A。同步電動機(jī)按下述兩條件計(jì)算，取較大值：a、躲過啟動電流，公式同異步電動機(jī)b、躲過外部短路時輸出的電流Ia=式中：IK3mr最大運(yùn)行方式下，外部三相短路，電動機(jī)反饋電流。IK3mr=（+0.95sine）Ie X*M電動機(jī)次暫態(tài)電抗，標(biāo)么值e電動機(jī)在額定負(fù)載時的相角 Ie電動機(jī)額定電流靈敏度校驗(yàn)Klm=1.5式中：Ik2min系統(tǒng)最小運(yùn)行

20、方式下，保護(hù)裝置安裝處兩相短路電流。2、過載保護(hù)動作電流Ia=動作時限應(yīng)躲過啟動時間式中：Kf返回系數(shù)，為返回量與故障量的比值。（三）配電變壓器保護(hù)整定1、電流速斷保護(hù)應(yīng)按照躲過變壓器二次三相短路電流計(jì)算保護(hù)動作電流：Ia=式中：Ik3maxk2變壓器二次三相最大短路電流；Ki變壓器變比。2、過電流保護(hù)Ia=式中：Ie變壓器一次側(cè)額定電流。靈敏度校驗(yàn)：多相短路靈敏系數(shù)中，速斷保護(hù)靈敏系數(shù)應(yīng)大于2，過流保護(hù)靈敏系數(shù)應(yīng)大于1.52；單相短路靈敏系數(shù)應(yīng)大于1.52。例題3：在例題1中的6kV母線上有開關(guān)1，電流互感器變比100/5，帶LJ-120導(dǎo)線1.5km，導(dǎo)線末端接6kV變電所，主要負(fù)荷有：5

21、00kW電動機(jī)兩臺，一運(yùn)一備，Ie=63A；200kVA變壓器一臺，帶礦區(qū)地面照明，變壓器負(fù)荷率70%；請計(jì)算開關(guān)1保護(hù)定值。圖3解：由例題1可知：6kV母線的Xk3max=1.9396, Xk3min=2.6157, Ik3max=3502線路阻抗XL=xLSb/Ub2=0.4585×1.5×100/6.32=1.905線路末端Xk3max2=Xk3max1+XL=3.8446; Ik3max2=2382;Xk3min2=Xk3min1+XL=4.5207; Ik3max2=2026;變壓器負(fù)荷電流IF=70%×=13.5A開關(guān)1的最大計(jì)算負(fù)荷電流為Ilm=13

22、.5+63=76.5A1、電流速斷保護(hù)Ia=142.92A按15%檢驗(yàn)最小保護(hù)圍=1.3486lmin=1.674A導(dǎo)線實(shí)際長度小于最小安裝長度，即導(dǎo)線長度過小，保護(hù)圍過大，易使電流速斷保護(hù)失去選擇性，造成越級跳閘；并且由于Ia=142.92A，數(shù)值較大，電流繼電器難以滿足要求，還需進(jìn)一步調(diào)小Ia。2、過電流保護(hù)Ia=5.4A根據(jù)電流繼電器精度取Ia=5.5A靈敏系數(shù)校驗(yàn)：Klm=15.961.5時限整定：t=0.5s，上級保護(hù)過流時限為1.5s，所以開關(guān)1過流時限為1.0s。五、井下供電系統(tǒng)繼電保護(hù)整定（一）、井下變電所負(fù)荷統(tǒng)計(jì)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)是我們井下高低壓開關(guān)繼電保護(hù)整定計(jì)算的基礎(chǔ)，統(tǒng)計(jì)正確與否

23、直接關(guān)系著繼電保護(hù)的可靠性和靈敏性。工礦企業(yè)變電所的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)一般采用需用系數(shù)法計(jì)算。對井下變電所進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計(jì)時，一般把負(fù)荷分組，先統(tǒng)計(jì)出各組的計(jì)算負(fù)荷，然后把各組的負(fù)荷相加乘以同時系數(shù)即得整個的計(jì)算負(fù)荷。1、有關(guān)負(fù)荷計(jì)算的幾個參數(shù)1）需用系數(shù)需用系數(shù)Kx是用電設(shè)備組實(shí)際從電網(wǎng)吸收的最大負(fù)荷與該用電設(shè)備組的額定總?cè)萘康谋戎?。即：Kx=式中: PN用電設(shè)備組的額定容量(1)綜采工作面需用系數(shù)Kx=0.4+0.6式中：Pmax工作面最大電動機(jī)功率PN工作面所有功率之和(2)一般機(jī)采工作面需用系數(shù)Kx=0.286+0.714井下變電所需用系數(shù)、平均功率因數(shù)表序號名稱需用系數(shù)Kx平均功率因數(shù)COS1綜采

24、工作面按上式0.72一般機(jī)采工作面按上式0.60.73炮采工作面(緩傾斜煤層)0.40.50.64炮采工作面(急傾斜煤層)0.50.60.75非掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)工作面0.30.40.66掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)工作面0.30.40.60.77架線電機(jī)車整流0.450.650.80.98蓄電池電機(jī)車充電0.80.80.859運(yùn)輸機(jī)0.60.70.710井底車場(不包含主排水泵)0.60.70.711井底車場(包含主排水泵)0.750.850.812其他0.70.72）同時系數(shù)在配電干線上，多個用電設(shè)備組同時工作，但是各個用電設(shè)備組的最大負(fù)荷并非同時出現(xiàn)，因此在求配電干線計(jì)算負(fù)荷時，應(yīng)再計(jì)入一個系數(shù)，即同時系數(shù)（

25、有的文獻(xiàn)稱之為同期系數(shù)，混合系數(shù)）。同時系數(shù)見下表各級變電所同時系數(shù)序號變電所名稱負(fù)荷情況同時系數(shù)1采區(qū)變電所供一個工作面1.00供兩個工作面0.90供三個工作面0.852各采區(qū)變電所0.800.903井下中央變電所所擔(dān)負(fù)的全部負(fù)荷0.850.95注：井下主排水泵與其他大型固定設(shè)備間的同時系數(shù)，只有主排水泵時取1.00，有其他大型固定設(shè)備時取0 900.95。2、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)1）中央變電所負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（1）高壓總開關(guān)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)目前我們礦井采用的供電方式為多回路供電，分列運(yùn)行，但鑒于到當(dāng)一回路停止供電時，其余回路應(yīng)擔(dān)負(fù)起礦井井下的全部負(fù)荷，故在對變電所高壓總開關(guān)整定時，按事故狀態(tài)下最大負(fù)荷整定。Ss=S

26、Ks1+PnKs2/COS式中：Ss高壓開關(guān)所帶總負(fù)荷的視在功率S井下各變電所千伏母線上的視在功率之和Pn井下主排水泵或其他大型固定設(shè)備的計(jì)算功率COS井下主排水泵或其他大型固定設(shè)備的加全平均功率因數(shù)Ks1井下各變電所之間的同時系數(shù)Ks2井下主排水泵與其他大型固定設(shè)備間的同時系數(shù)（2）高壓分開關(guān)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)當(dāng)高壓分開關(guān)所帶的負(fù)荷包括變電所時，負(fù)荷統(tǒng)計(jì)同總開關(guān)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，否則按所帶的負(fù)荷進(jìn)行分組，然后再乘以同時系數(shù)Ks（0.850.95）。S=Pn×Kx×Ks/COS2）采區(qū)變電所負(fù)荷統(tǒng)計(jì)采區(qū)變電所總開關(guān)一般為雙回路供電，分列運(yùn)行，考慮到當(dāng)一回路停止供電時，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)起全部負(fù)

27、荷，故按事故狀態(tài)下最大負(fù)荷整定；分開關(guān)按所帶負(fù)荷整定即可。（1）總開關(guān)所帶負(fù)荷S=Pn×Kx×Ks/COS式中：Ks各工作面間的同時系數(shù)（見同時系數(shù)表）（2）分開關(guān)所帶負(fù)荷S=Pn×Kx /COS（二）、井下高壓系統(tǒng)過流保護(hù)整定在井下高壓配電開關(guān)中，由于我們公司井下統(tǒng)一采用的為國辰電子綜合保護(hù)器，其接線系數(shù)為1，所以在整定公式中不再出現(xiàn)接線系數(shù)符號。1、變壓器保護(hù)（1）短路保護(hù)整定Ia1.2式中：Ia電流保護(hù)的整定值，A； IN.s啟動電流最大的一臺或幾臺（同時啟動）電動機(jī)的額定啟動電流，A； KX需用系數(shù)KT變壓器的變比Ki電流互感器的變比靈敏度校驗(yàn)：Kr=1.

28、5式中：Id（2）變壓器低壓側(cè)母線上的最小兩相短路電流KgT變壓器組別系數(shù)，對于Y/Y接線的變壓器，KgT=1；對于Y/接線的變壓器，KgT=。（2）、過負(fù)荷保護(hù)整定由于目前我公司采用的國辰電子綜合保護(hù)器其過負(fù)荷保護(hù)為反時限保護(hù)，故按變壓器額定電流值整定。 2、高壓電動機(jī)（1）、短路保護(hù)整定IaIN.s式中：IN.s高壓電動機(jī)額定啟動電流，A； 對于鼠籠型電動機(jī)，IN.s=(56) IN； 對于繞線型電動機(jī)，IN.s=(1.52) IN； IN高壓電動機(jī)的額定電流。靈敏度校驗(yàn)：Kr=2式中：Id（2）高壓電動機(jī)端子上的最小兩相短路電流（2）、過負(fù)荷整定IaIN3、高壓電纜線路保護(hù)（1）、短路保

29、護(hù)IaIn.m式中：In.m線路的最大工作電流（尖鋒電流），可以現(xiàn)場監(jiān)測，也可以根據(jù)IN.s+KXIN進(jìn)行估算。靈敏度校驗(yàn)：Kr=1.5式中：Id（2）保護(hù)圍末端的最小兩相短路電流，A。 （2）、過負(fù)荷保護(hù)IaIn式中：In線路長時工作電流，可以現(xiàn)場監(jiān)測，也可以根KXIN進(jìn)行估算。（三）、井下低壓系統(tǒng)過流保護(hù)整定1、電動機(jī)保護(hù)（1）單臺電動機(jī)IaIn.m式中：In.m電動機(jī)的額定啟動電流（2）同時啟動的多臺電動機(jī)IaIn.m式中：In.m同時啟動的幾臺電動機(jī)的額定啟動電流之和，A （3）不同時啟動的多臺電動機(jī) IaIn.m+IN式中：In.m最大電動機(jī)的額定啟動電流，AIN已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)的全部電動機(jī)

30、的額定電流之和，A。靈敏度校驗(yàn)Ks=1.5式中Isc（2）電動機(jī)端子上的最小兩相短路電流，A2、配電線路（干線）保護(hù)IaIN.s+IN式中：IN.s啟動電流最大的一臺電動機(jī)的額定起動電流，A對于數(shù)臺電動機(jī)同時啟動的工作機(jī)械，若其總的起動電流大于單臺起動時的最大起動電流，則IN.s應(yīng)為這幾臺同時起動的電動機(jī)的額定起動電流之和；IN其余電動機(jī)的額定電流之和，A靈敏度校驗(yàn)：Ks=1.5式中Isc（2）下一級保護(hù)圍末端的最小兩相短路電流，A。3、變壓器保護(hù)對于變壓器二次側(cè)總自動饋電開關(guān)，原則上應(yīng)考慮對配出線路的過電流保護(hù)裝置起后備保護(hù)作用，其過流動作電流整定值以與靈敏度校驗(yàn)可按配電線路保護(hù)進(jìn)行計(jì)算。4

31、、過負(fù)荷保護(hù)IaIe式中: Ie電動機(jī)的額定電流六、例題4已知某炮采（急傾煤層）采區(qū)供電系統(tǒng)圖如下圖4所示，35號開關(guān)所帶的負(fù)荷均為SGB11輸送機(jī)，6號開關(guān)所帶負(fù)荷為SGB40輸送機(jī)。高壓開關(guān)母線上的短路容量為1140KVA，變壓器的短路損耗Pk=6070W，Uk%=7.5%，試整定高壓開關(guān)與低壓1號、2號和6號開關(guān)中過電流繼電器的動作電流值。采區(qū)變電所供電系統(tǒng)圖（圖4）1、過電流繼電器的動作電流值計(jì)算1)高壓開關(guān)SGB-40輸送機(jī)額定啟動電流為：IN.s=291AIa11.2=1.2×=41.8A式中：KX需用系數(shù)，取0.6IN=3×14.4=43.2AKT變壓器變比，

32、取9.1高壓開關(guān)一次的動作電流值為： Ia=50A2）6號開關(guān)IaIn.m=291A故選取電流整定值：Ia6=300A3)1號、2號開關(guān)由于它們流過的電流一樣，故都按下式進(jìn)行整定計(jì)算：IaIN.s+IN=291+43.2=334.2A于是，1號、2號開關(guān)的動作電流整定值選取為:(注：實(shí)際工作中，有時讓Ia2稍小，如350A)Ia1=Ia2=400A 2、靈敏度校驗(yàn)1）計(jì)算F1點(diǎn)的短路電流(1)系統(tǒng)阻抗：Xs=34.8(2)變壓器阻抗ZT=Uk%=7.5%×=0.113RT= =6070×()2=0.024XT=0.11(3)電纜l1阻抗Xl1=x0l1=0.08×

33、0.03=0.0024Rl1=r0l1=0.315×0.03=0.0095(4)F1點(diǎn)的總阻抗為：XF1=Xx ()2 +XT+ Xl1=34.8()2+0.11+0.0024=0.124RF1=RT+Rl1 =0.024+0.0095=0.034ZF1=0.129(5) F1點(diǎn)兩項(xiàng)短路電流IF1（2）=2674A2）計(jì)算F2點(diǎn)的短路電流(1)電纜l2阻抗Xl2=x0l1=0.08×0.15=0.0012Rl2=r0l1=0.315×0.15=0.047從開關(guān)2至F2短路點(diǎn)l3MY-502電纜合計(jì)長度220m，其阻抗Xl3= 0.08×0.22=0.01

34、76Rl3= 0.448×0.22=0.0986(2)F2點(diǎn)短路點(diǎn)的總阻抗：XF2= XF1+ Xl2+Xl3=0.124+0.0012+0.0176=0.1428RF2=RF1+Rl2 +Xl3=0.034+0.047+0.0986=0.1796ZF2=0.2295(3)F2點(diǎn)兩項(xiàng)短路電流IF2（2）=1503A2）靈敏度校驗(yàn)（1）高壓開關(guān)變壓器低壓側(cè)母線上F1的短路電流2674AKr=2.81.5式中：KgT組別系數(shù)，變壓器為Y/接線方式，取。符合要求。（2）6號開關(guān)Ks6=51.5符合要求。（3）1號、2號開關(guān)Ks1=Ks2=3.341.5符合要求。七、實(shí)際整定方法（一）、GC

35、S2321B系列數(shù)字式高壓保護(hù)測控裝置1、簡介我公司井下高壓開關(guān)綜合保護(hù)器目前廣泛采用的是國辰GCS2321B系列數(shù)字式高壓保護(hù)測控裝置，此高壓綜合保護(hù)裝置過流保護(hù)有瞬時速斷保護(hù)、定時限過流保護(hù)和過載反時限保護(hù)三種： （1）瞬時速斷保護(hù)是根據(jù)瞬時過電流定值，故障時無時限跳閘；（2）定時限過流保護(hù)是根據(jù)設(shè)定的過流值、過電流時限，故障時跳閘，可作為短路保護(hù)的后備保護(hù)，過電流時間一般設(shè)為0.5s；（3）過載保護(hù)是對變壓器、電機(jī)或其他負(fù)載在出現(xiàn)過載時，施行反時限保護(hù)，反時限曲線可根據(jù)實(shí)際的負(fù)荷特性決定。2、整定方法由于綜合保護(hù)器對電流互感器的一次側(cè)數(shù)據(jù)采樣，故按一次值整定，繼電保護(hù)整定計(jì)算中不再計(jì)入電流互感器變比。在裝置與分站通信時應(yīng)對通信地址進(jìn)行設(shè)定。通信地址圍為1-254CT變比：指保護(hù)安裝的電流互感器變比，如100/5的互感器應(yīng)設(shè)為20。PT變比：指保護(hù)安裝的電壓互感器變比，如10000/100的互感器應(yīng)設(shè)為100。（二）KBZ系列饋電開關(guān)整定KBZ饋電開關(guān)速斷和過流保護(hù)整定均采取倍數(shù)（額