煤礦高壓整定計算示例

1、目錄一、系統(tǒng)概況3二、短路電流和短路容量計算6三、高爆開關(guān)整定計算121、高爆開關(guān)計算原則122、中央變電所高爆開關(guān)整定計算143、采區(qū)變電所高爆開關(guān)整定計算194、付井底變電所高爆開關(guān)整定計算225、地面主井高壓變電所整定計算24一、系統(tǒng)概況1、供電系統(tǒng)簡介XXXXXXX開關(guān)站供電系統(tǒng)為單母線分段分列運行供電方式，由來集變電站（110/10KV）饋出兩趟10KV架空線路（來7板、來14板,架空線型號為LGJ-150）到宏達(dá)10KV開關(guān)站，通過此10KV宏達(dá)開關(guān)站分別供宏達(dá)礦和檜樹亭兩礦用電。檜樹亭煤礦井下供電采用雙回路分列運行方式（電纜型號為：MYJV42-8.7/10.5KV-3*70-5

2、28/504米），分別在地面檜樹亭開關(guān)站兩段母線上（檜11板在I段母線，檜4板在n段母線），井下布置有1個中央變電所（14臺高爆開關(guān)，其中3臺高壓啟動器、12臺高壓饋電開關(guān)，其中11#為采區(qū)I回路，2#為采區(qū)II回路。4臺KBSG干式變壓器，容量分別為兩臺500KVA,兩臺100KVA）、1個采區(qū)變電所（7臺高爆開關(guān)、4臺KBSG干式變壓器，容量分別為兩臺315KVA，兩臺100KVA）。1個付井底變電所（5臺高爆開關(guān)、2臺KBSG干式變壓器，容量分別為315KVA)。采區(qū)變電所、付井底變電所有兩回路進(jìn)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線。局部扇風(fēng)機實現(xiàn)“三專加兩專”供電。

3、全礦井下變壓器總?cè)萘?660kVA,高壓負(fù)荷3*280kW,最大啟動電流10kV側(cè)130A。負(fù)荷使用率0.752、10KV系統(tǒng)資料、來集變電站主變壓器序號型號短路阻抗空載功率額定二次電流額定電壓1SFSZ9-110/35/1018.67%24.99KW826.66A110KV/10KV(2)井下變壓器參數(shù)編號型號容量短路阻抗額定電壓數(shù)量中央變電所1#、2#KBSG-500/10500KVA4.2%10KV2臺中央變電所3#、4#KBSG-100/10100KVA4.25%10KV2臺采區(qū)變電所1#、2#KBSG-315/10315KVA4.03%10KV2臺采區(qū)變電所3#、KBSG-100/1

4、0100KVA3.94%10KV2臺4#付井底笠電所1#、2#KBSG-315/10315KVA4.24%10KV2臺(3)井下高爆開關(guān)參數(shù)地點型號短路保過載整額定漏電過我有有護(hù)整定定范圍電流動作延時序序范圍時間電電壓流PBG-51.6-100.2-1.450A0.1-1-43-20.50/10Y3.5S檔5V-8A中央PBG-300/10Y1.6-100.2-1.4300A0.13.5S1-4檔3-25V0.5-8A變電所PBG-200/10Y1.6-100.2-1.4200A0.13.5S1-4檔3-25V0.5-8AQBGZ1.6-100.2-1.44000.1-1-43-20.5-40

5、0A3.5S檔5V-8A采PJG-21.6-100.2-1.42000.1-1-43-20.5區(qū)00/10A3.5S檔5V-8A變Y電PJG-11.6-100.2-1.41000.1-1-43-20.5所00/10A3.5S檔5V-8AYPJG-50/10Y1.6-100.2-1.450A0.13.5S1-4檔3-25V0.5-8A付井底PBG-11.6-100.2-1.41000.1-1-43-20.5變電所00/10A3.5S檔5V-8AY(4)地面變壓器參數(shù)編號型號容量短路阻抗數(shù)量主井低壓1#、2#S11-500/10/0.4500KVA4%2臺副井低壓1#、2#S11-500/10/0

6、.4500KVA4%2臺(5)地面主井高壓變電所開關(guān)柜參數(shù)地占J、編號型號變比過流一、二段調(diào)值范圍主井1、7、13盤WGB134N400/50-99A3、12盤WGB-133N60/50-99A5、9盤WGB133N30/50-99A4、11盤WGB133N100/50-99A以上表中參數(shù)為說明書數(shù)值。經(jīng)集團(tuán)公司供電處提供來集變電站10KV側(cè)標(biāo)么值為：最大運行方式下：0.7475最小運行方式下：0.802（4）、線路參數(shù)來集站到宏達(dá)站架空線路型號：LGJ-1502112/2072m上下桿電纜型號：YJV228.7/10KV-3X240總長100m宏達(dá)開關(guān)站到檜樹亭礦架空線路型號：LGJ-952

7、400/2340m上下桿電纜型號：YJV228.7/15KV-3X150總長80m檜樹亭地面高壓變電所到檜樹亭中央變電所電纜型號：MYJV42-3X70-10528/504m檜樹亭中央變電所到采區(qū)變電所電纜型號：MYJV22-3X50-10940/856m檜樹亭中央變電所到付井底變電所電纜型號：MYJV22-3X50-10658/668m檜樹亭地面高壓變電所到地面付井變電所電纜型號：ZRYJLV228.7/15KV-3X50850/850m查表參數(shù)如下：架空線X=0.38Q/KM高壓電纜X=0.08Q/KM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(zhǔn)電抗。有關(guān)參數(shù)如下圖：k-

8、1點、k-2點、k-3點、k-4點、k-5點的三相短路電流和短路容量計算如下。1）繪制電路圖并計算各元件的相對基準(zhǔn)電抗。如圖1、2、3、4、5所示。選擇基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，則各元件的相對基準(zhǔn)電抗為：來集變電站I回路變壓器的電抗標(biāo)么值：取最小運行方式下為：0.802來集變電站至檜樹亭開關(guān)站線路電抗的標(biāo)么值：根據(jù)公式：XidX"Ud=0.38(2.1122.4)10020.08(0.10.1)-002=1.5710.510.52其中式中X輸電線路電抗，Q;Sd-基準(zhǔn)容量選取100MVA;Ud-線路的平均電壓，KV檜樹亭地面變電所至中央變電所電纜電抗的標(biāo)么值：X2dX-S2L=0.

9、080.528-007=0.038U2d10.52檜樹亭中央變電所至采區(qū)變電所電纜電抗的標(biāo)么值:X3dXS2L=0.080.94-002=0.068U2d10.52檜樹亭中央變電所至付井底變電所電纜電抗的標(biāo)么值:X4dX-S2-=0.080.668-002=0.0484dU2d10.52檜樹亭地面高壓變電所至地面付井變電所電纜電抗的標(biāo)么值:5d-Sd7=0.080.85羋=0.061Ud210.52繪制I回路短路計算電路圖和等值電路圖如圖1、2、3、4、5所示。選擇基準(zhǔn)容量Sd=100MVA,則各元件的相對基準(zhǔn)電抗為:將各元件的電抗標(biāo)么值按要求標(biāo)準(zhǔn)填在等值電路中(等值電路圖)(2)計算短路電流

10、和短路容量2.1、檜樹亭開關(guān)站k-1點的短路電流和短路容量計算k-1點的短路時短路回路的總電抗標(biāo)么值為：id=01=0.802+1.57=2.372k-1點的短路電流和短路容量計算如下：k-1點的基準(zhǔn)電流：Id二廠100=5.499(KA)3Ud310.5三相短路電流：心k-1ld(K1)ld=299=2.318(KA)Xd2.372(3)兩相短路電流：J)k-1L=二竺18=2.016(KA)1.151.15三相短路容量：Sk-14=期_=42.16(MVA)X1d2.3722.2、檜樹亭中央變電所k-2點的短路電流和短路容量計算k-2點的短路時短路回路的總電抗標(biāo)么值為：2d=0d1d2d=

11、0.802+1.57+0.038=2.41k-2點的短路電流和短路容量計算如下：k-2點的基準(zhǔn)電流：Id噌=廠100=5.499(KA)3Ud310.5三相短路電流：Ik-2Id(K2)Id=5499=2.28(KA)X2d2.41.(3)兩相短路電流：i(2)k-2=F=2"=1.983(KA)1.151.15三相短路容量：Sk-2舁=另=41.49(MVA)X2d2.412.3、 檜樹亭采區(qū)變電所k-3點的短路電流和短路容量計算k-3點的短路時短路回路的總電抗標(biāo)么值為：3d=0d1d2d3d=0.802+1.57+0.038+0.068=2.478k-3點的短路電流和短路容量計算

12、如下：k-3點的基準(zhǔn)電流：Id-=廠100=5.499(KA),3Ud,310.5三相短路電流：aK-3ld(K3)ld卜=5419=2.219(KA)X3d2.478.(3)兩相短路電流：i(2)k-3K3=筌=1.93(KA)1.151.15三相短路容量：Sk-3_?=則_=40.36(MVA)X3d2.4782.4、 檜樹亭付井底變電所k-4點的短路電流和短路容量計算k-4點的短路時短路回路的總電抗標(biāo)么值為：4d=0d1d2d3d4d=0.802+1.57+0.038+0.048=2.458k-4點的短路電流和短路容量計算如下：k-4點的基準(zhǔn)電流：Id-=廠100=5.499(KA)3U

13、d、.310.5三相短路電流：In3nK4Id(K4)Id4=鬻=2.237(KA)X4d2.458兩相短路電流：In2nK4口=等=1.945(KA)1.151.15三相短路容量：Sn3nK-49=上£=40.68(MVA)X4d2.4582.5、 檜樹亭地面付井變電所k-5點的短路電流和短路容量計算k-5點的短路時短路回路的總電抗標(biāo)么值為：d=0d1d5d=0.802+1.57+0.061=2.433k-5點的短路電流和短路容量計算如下：k-5點的基準(zhǔn)電流：Id/=-7=-=5.499(KA)33U310.5三相短路電流：k5d(k5)d=5.499=2.26(KA)II1/.I

14、I*./IJJ、，、J.cC",J/X5d2.433兩相短路電流：k5寺二黑"97(KA)1.151.15三相短路容量：Sk5盧=黑=41.1(MVA)X5d2.433三、開關(guān)整定計算原則1.井下保護(hù)裝置(電子式反時限保護(hù)裝置)計算原則(1)、變壓器保護(hù)計算1)、過負(fù)荷電流值計算：IzkxIeb2)、短路值根據(jù)下列公式計算：Idkk.kx.kgh.Ieb(2)3)、靈敏度校驗下列公式計算：K乜1.5Id(2)、線路保護(hù)計算1)、過載值計算：IzIe2)、短路值根據(jù)下列公式計算：(1)保護(hù)裝置動作電流按應(yīng)躲過線路最大過負(fù)荷電流整定。Idkk.kx.Igh保護(hù)裝置靈敏度校驗按系

15、統(tǒng)最小運行方式下線路末端最小兩(2)相短路電流校驗：K1.5Id3)、電動機保護(hù)計算(1)、過載值計算：按電動機的額定電流整定。(2)、短路值計算按保護(hù)裝置的動作電流應(yīng)躲過電動機最大啟動電流整定。4)、地面高壓開關(guān)柜計算原則(1)、過流一段整定：按照井下短路整定計算公式整定。(2)、過流二段：¥kzqd一kfj(3)、效驗：按照井下效驗公式進(jìn)行效驗。式中：Iz過負(fù)荷整定值Id短路保護(hù)整定值Ieb變壓器高壓側(cè)額定電流Igh線路最大過負(fù)荷電流I2kmin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V3kk可靠系數(shù)，用于電流速斷保護(hù)時取1.3或1.5。本書取1.5

16、(地面取1.3)Kgh過負(fù)荷系數(shù)，取1.31.5,本書取1.5Nj電流互感器變比中央變電所高壓開關(guān)整定計算1、中央變電所G1、G7、G14高爆開關(guān)整定：G1、G14高爆開關(guān)為中央變電所I進(jìn)線、II進(jìn)線，G7為聯(lián)絡(luò)開關(guān)，高爆開關(guān)額定電流為300A,過載值有0.21.4倍檔可選用，短路值有1.610倍檔可選用。(備注：中央變電所風(fēng)機專用變壓器暫不用，風(fēng)機專用變壓器使用采區(qū)變電所)總負(fù)荷TP=2X500kVA+4X315kVA+2X100kVA+3X280Kw(1)過載值整定：P2460840Ie=2460+840=135.27+54.34=189.61A,3U.310.5310.5.0.85由于此

17、變電所帶280KW水泵，過載值必須大于最大啟動電流Ie=/=7350007=27.49A整定過載電流為30A0.6檔過載延時1檔/30A,0.3檔，過載延時1檔。(2)短路值整定:由于G4、G9高爆開關(guān)為中央變電所動力變壓器，所以采用以下公式計算:Idkk.kx.kgheb=1.511.527.49=61.85A整定短路電流為80A1.6檔/160A,1.6檔(最低檔)(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)映1.5Ud%=4.2%Id(2)I2kminSe因止匕K二K=500654.6A3UeUd%,310.54.2%654.6=4.09>1.5160654.6=8.18>1.5

18、80符合保護(hù)靈敏度要求3、中央變電所G3、G8高爆開關(guān)整定為備用。4、中央變電所G2、G11高爆開關(guān)整定:G2、G11高爆開關(guān)控制采區(qū)變電所I回路、II回路，高爆開關(guān)額定電流為200A,過載值有0.21.4倍檔可選用，短路值有1.610倍檔可選用?？傌?fù)荷TP=2X315+2X100=830KVA(1)過載值整定:,P830830Ie=45.64A,3U,3U,310.5Izie=45.64A整定過載電流為0.3檔，60A,過載延時1檔(2)由于G2、G11高爆開關(guān)為由中央變電所去采區(qū)變電所出線開關(guān)，所以采用以下公式計算：Id=Kk.Kx.Igh=1.5X1X60=90A整定短路電流為320A1

19、.6檔(最低檔)(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)K51.5122n為圖中k-3點兩相短路電流即=1930AIdK=感=6.03>1.5320符合保護(hù)靈敏度要求5、中央變電所G5、G10高爆開關(guān)整定：G5、G10高爆開關(guān)控制付井變電所I回路、II回路，高爆開關(guān)額定電流為200A,過載值有0.21.4倍檔可選用，短路值有1.610倍檔可選用?？傌?fù)荷TP=2X315=630KVA(1)過載值整定：I = P _630e 3U 3 10.5=34.6AIzIe=34.6A整定過載電流為40A0.2檔過載延時1檔(2)短路值整定:由于G5、G10高爆開關(guān)為由中央變電所去付井底變電所的出線開

20、關(guān)，所以采用以下公式計算：Id=Kk.Kx.Igh=1.5X1X40=60A整定短路電流為320A,1.6檔(最低檔)(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)k41.5iMn為圖中k-4點兩相短路電流即=1945AIdK=1945=6.08>1.5320符合保護(hù)靈敏度要求(6)中央變電所G6、G12、G13高爆開關(guān)整定：G6、G12、G13高爆開關(guān)是控制中央變電所1#、2#、3#水泵，高爆開關(guān)額定電流為400A,過載值有0.21.4倍檔可選用，短路值有1.610倍檔可選用，總負(fù)荷丁P=280KWPmax=280KW(1)過載值整定:P3U cos280,3 10.5 0.85=18.11

21、AIzIe=18.11A整定過載電流為80A0.2檔(最低檔)過載延時1檔(2)短路值整定:短路電流按躲過最大啟動電流計算，一般要求為額定電流的8倍計算即:Id=8Ie=8X18.11=144.88A整定短路電流為640A,1.6倍檔(最低檔)建議將400A開關(guān)更換為100A開關(guān)或更換電流互感器以便使開關(guān)達(dá)到整定值要求。采區(qū)變電所高壓開關(guān)整定計算1、采區(qū)變電所G1、G4、G7高爆開關(guān)整定：G1、G7高爆開關(guān)是控制采區(qū)變電所I進(jìn)線、II進(jìn)線，G4聯(lián)絡(luò)開關(guān)，高爆開關(guān)額定電流為200A,過載值有0.21.4倍檔可選用，短路值有1.610倍檔可選用，總負(fù)荷丁P=2X315+2X100=830KVA(1

22、)過載值整定：Ie=L830=45.64A,3U.310.5Izie=45.64A整定過載電流為60A0.3檔過載延時1檔(2)短路值整定：由于G1、G7高爆開關(guān)為采區(qū)變電所進(jìn)線開關(guān)，所以采用以下公式計算：Idkk.kx.Igh=1.5160=90A整定短路電流為320A1.6倍檔(最低檔位)(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)kLkmn1.5I22n為圖中k-3點兩相短路電流即=1930AId因止匕K=-=6.03>1.5320符合保護(hù)靈敏度要求2、采區(qū)變電所G2、G6高爆開關(guān)整定：G2、G6高爆開關(guān)是控制采區(qū)變電所I動變、II動變，高爆開關(guān)額定電流為100A,過載值有0.21.4

23、倍檔可選用，短路值有1.610倍檔可選用，變壓器容量P=315kVA(1)過載值整定:IeP _315 .3U - ,3 10.5=17.32AIzkxIeb=17.32A整定過載電流為20A0.2檔過載延時1檔(2)短路值整定：由于G2、G6高爆開關(guān)為采區(qū)變電所動力變壓器，所以采用以下公式計算：Idkk.kx.kghLb=1.511.517.32=38.97A整定短路電流為160A1.6檔(最低檔位)(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)KIfmin1.5Ud=4.03%Id由于I(2)2kminSe _.3Ue Ud%315,3 10.5 0.0403=429.8AK=429.8160=

24、2.69>1.5符合保護(hù)靈敏度要求3、采區(qū)變電所G3、G5高爆開關(guān)整定：G3、G5高爆開關(guān)是控制采區(qū)變電所3#、4#通風(fēng)專用變壓器，高爆開關(guān)額定電流為50A,過載值有0.21.4倍檔可選用，短路值有1.610倍檔可選用，變壓器容量P=100KVA(1)過載值整定:P_100Ie=-=5.5A,3U.310.5Iz=KxIeb=5.5A整定過載電流為10A0.2檔過載延時1檔(2)短路值整定:由于G3、G5高爆開關(guān)為采區(qū)變電所通風(fēng)專用變壓器，所以采用以下公式計算:Idkk.kx.IghIeb=1.511.55.5=12.38A整定短路電流為80A1.6倍檔(最低檔位)(3)兩相短路電流及靈

25、敏度校驗計算(2)I 2kmin(2)2kmin15Id .Ud%=3.94%Se100、3Ue Ud% ,3 10.5 0.0394=139.56A139.56因止匕K=1.74>1.5符合保護(hù)靈敏度要求付井底變電所高壓開關(guān)整定計算付并變電所變電所G1、G3、G5高爆開關(guān)整定：G1、G5高爆開關(guān)是控制付井底變電所I進(jìn)線、II進(jìn)線，G3為聯(lián)絡(luò)開關(guān)，高爆開關(guān)額定電流為100A,過載值有0.21.4倍檔可選用，短路值有1.610倍檔可選用，變壓器容量P=2X315KVA(1)過載值整定:Ie=K=U300T34.64AIz=Ie=KxIeb=34.64A整定過載電流為40A0.4檔過載延時1

26、檔(2)短路值整定：由于G1、G5高爆開關(guān)為付井底變電所進(jìn)線開關(guān)，所以采用以下公式計算：Idkk.kx.lgh=1.5140=60A整定短路電流為160A1.6倍檔(最低檔位)(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)K丁1.5ILin為圖中K-4點兩相短路電流即IdI22L=1945A因止匕K=鬻=1246>1.5符合保護(hù)靈敏度要求。2、付并變電所變電所G2、G4高爆開關(guān)整定：G2、G4高爆開關(guān)是控制付井底變電所1#、2#動力變壓器，高爆開關(guān)額定電流為100A,過載值有0.21.4倍檔可選用，短路值有1.610倍檔可選用，變壓器容量P=315KVA(1)過載值整定：P315_Ie=17.

27、32A,3U.310.5Iz=KxIeb=17.32A整定過載電流為20A0.2檔過載延時1檔(2)短路值整定：由于G2、G4高爆開關(guān)為付井底變電所動力變壓器，所以采用以下公式計算:Idkk.kx.ighleb=1.511.517.32=38.97A整定短路電流為160A1.6倍檔(最低檔位)(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)KIfkmin1.5Ud%=4.24%Id(2)I 2kminSe _3Ue Ud%3153 10.5 0.0424=408.5A因止匕K二408.5160=2.55>1.5符合保護(hù)靈敏度要求。地面變電所高壓開關(guān)柜整定計算1、地面主井高壓變電所1板、7板、13

28、板高壓開關(guān)柜整定：1板、13板高壓開關(guān)柜為地面主井變電所I進(jìn)線、II進(jìn)線，7板為母聯(lián)斷路器，高壓開關(guān)柜電流互感器變比為400/5,保護(hù)裝置過流設(shè)為n段值有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0-99So(備注：中央變電所風(fēng)機專用變壓器暫不用，風(fēng)機專用變壓器使用采區(qū)變電所)總負(fù)荷TP=6X500kVA+4X315kVA+2X100kVA+3X280Kw(1)過流二段整定:8403 10.5 .0.85I=P_4460+e.3U-310.5=245.24+54.34=299.58A根據(jù)公式:kkkxk fkzqdenj1.3 10.91.2299

29、.58400/5=6.49 A因此過流二段整定為：7A,延時取0S(2)過流一段整定：由于1板、13板高壓開關(guān)柜為地面變電所進(jìn)線開關(guān)，所以采用以下公式計算：Idkk.kx.igh=1.517=10.5A因此過流一段整定為10Ao(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算I22kmin為圖中k-1點兩相短路電流即=2016AK=2016800=2,52>1,5符合保護(hù)靈敏度要求。2、地面主井高壓變電所3板、12板高壓開關(guān)柜整定:3板、12板高壓開關(guān)柜控制地面副井變電所I回路、II回路，高壓開關(guān)柜電流互感器變比為60/5,保護(hù)裝置過流設(shè)為段值有0-99A范圍可以選用整定，速斷定值設(shè)為I段定值有0-9

30、9A范圍可以選用整定，過流時限為0-99S。總負(fù)荷TP=2X500kVA(1)過流二段整定:I尸1=73=54.99A根據(jù)公式:kkkx . ekzqdkfnj1.3 10.91.254.99= 7.9 A60/5因此過流二段整定為：8 A0.3S。(2)過流一段整定:由于3板、12板高壓開關(guān)柜控制地面副井變電所動力變壓器，所以采用以下公式計算:Idkk.kx.lghleb=1.511.58=18A因此過流一段整定為18A。(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)I 2kmin 15IdK=黑=91.5216I2L為圖中k-5點兩相短路電流即=1970A符合保護(hù)靈敏度要求。3、地面主井高壓變電所5板、9板高壓開關(guān)柜整定:5板、9板高壓開關(guān)柜控制地面主井低壓變電所I回路、II回路，高壓開關(guān)柜電流互感器變比為30/5，保護(hù)裝置過流設(shè)為n段值有0-99A范圍可以選用整定，速斷定值設(shè)為I段定值有0-99 A范圍可以選用整定,過流時限為0-99So總負(fù)荷TP=2X500kVA(1)過流二段整定:片/:二54.99A根據(jù)公式:kk kx._e.kzqd一kfnj1.3 10.954.991.2 = 15.9 A30/5因此過流二段整定為：16A(2)過流一段整定:由于5板、9板高壓開關(guān)柜控制地面主井低壓變電所動力變壓器,所以采用以下公式計算:Idkk.k