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、高爆開關整定計算 121、高爆開關計算原則 122、中央變電所高爆開關整定計算 143、采區(qū)變電所高爆開關整定計算 194、付井底變電所高爆開關整定計算 225、地面主井高壓變電所整定計算 24系統(tǒng)概況1、供電系統(tǒng)簡介XXXXXXX開關站供電系統(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10 KV架空線路（來7板、 來14板，架空線型號為LGJ-150 ）到宏達10KV開關站，通過此 10KV宏達開關站分別供宏達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： MYJV 42-8.

2、7/10.5KV-3*70-528 /504 米），分別在地面檜樹亭開關站 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，其中3臺高壓啟動器、12臺高壓 饋電開關，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、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、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線電源，采用分列供電，通過高壓鎧裝電纜

3、從 中央變電所饋出線。局部扇風機實現(xiàn)“三專加兩?！惫╇姟ＨV井下 變壓器總容量2660kVA ,高壓負荷3*280kW ,最大啟動電流10kV 側130A 。負荷使用率0.75。2、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-315/10

4、315KVA4.03%10KV2臺采區(qū)變電所3#、4#KBSG-100/10100KVA3.94%10KV2臺付井底變電所1#、2#KBSG-315/10315KVA4.24%10KV2臺(3)井下高爆開關參數(shù)地點型號短路保護整定過載整定范圍額定電流漏電動作過我延時有序，一| 二戶 有序范圍時間電壓電流PBG-51.6-100.2-1.450A0.1-31-43-20.5-0/10Y.5S檔5V8A中PBG-31.6-100.2-1.43000.1-31-43-20.5-央00/10A.5S檔5V8A變Y電PBG-21.6-100.2-1.42000.1-31-43-20.5-所00/10A.

5、5S檔5V8AYQBGZ1.6-100.2-1.44000.1-31-43-20.5-400A.5S檔5V8APJG-21.6-100.2-1.42000.1-31-43-20.5-采00/10A.5S檔5V8A區(qū)Y變PJG-11.6-100.2-1.41000.1-31-43-20.5-電00/10A.5S檔5V8A所YPJG-51.6-100.2-1.450A0.1-31-43-20.5-0/10Y.5S檔5V8A付井底PBG-11.6-100.2-1.41000.1-31-43-20.5-變電所00/10A.5S檔5V8AY(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#S

6、11 500/10/0.4500KVA4%2臺副井低壓1#、2#S11 500/10/0.4500KVA4%2臺(5 )地面主井高壓變電所開關柜參數(shù)地點編號型號變比過流一、二段調值范圍主井1、 7、 13 盤WGB 134N400/50-99A3、12 盤WGB-133N60/50-99A5、9盤WGB 133N30/50-99A4、11 盤WGB 133N100/50-99A以上表中參數(shù)為說明書數(shù)值。經集團公司供電處提供來集變電站10KV側標么值為:最大運行方式下：0.7475最小運行方式下：0.802(4)、線路參數(shù)來集站到宏達站架空線路型號：LGJ-1502112/2072m上下桿電纜型

7、號： YJV228.7/10KV -3 X240 總長100m宏達開關站到檜樹亭礦架空線路型號:LGJ-952400/2340m上下桿電纜型號： YJV228.7/15KV -3 X150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：MYJV42-3 X70-10528/504m檜樹亭中央變電所到采區(qū)變電所電纜型號：MYJV22-3 X50-10940/856m檜樹亭中央變電所到付井底變電所電纜型號：MYJV22-3 X50-10658/668m檜樹亭地面高壓變電所到地面付井變電所電纜型號：ZRYJLV 228.7/15KV -3 X50850/850m查表參數(shù)如下：架空線X =

8、0.38 Q/KM高壓電纜 X=0.08 Q/KM二、短路電流和短路容量計算(1)繪制電路圖弁計算各元件的相對基準電抗。有關參數(shù)如下圖：k-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)繪制電路圖弁計算各元件的相對基準電抗。如圖1、2、3、4、5所示。選擇基準容量 Sd=100MVA ,則各元件的相對基準電抗為:來集變電站I回路變壓器的電抗標么值： 取最小運行方式下為：0.802 來集變電站至檜樹亭開關站線路電抗的標么值根據(jù)公式：X1d =X與U d= 0.38 (2.112 2.4) 1002 0.08 (0.1 0.1) -00=1.5710.510

9、.52其中式中 X-輸電線路電抗，Q;Sd -基準容量選取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么值:X2d =X-SH = 0.08 0.528 -002=0.038 U d10.5檜樹亭中央變電所至采區(qū)變電所電纜電抗的標么值:X3d =X-S- = 0.08 0.94 00 =0.068 U2d10.52檜樹亭中央變電所至付井底變電所電纜電抗的標么值:X4d = X 冬=0.08 0.668 -002 =0.048U2d10.52檜樹亭地面高壓變電所至地面付井變電所電纜電抗的標么值:X5d = x Sdy = 0.08 0.85 -002 =0.

10、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。選擇基準容量 Sd=100MVA ,則各元件的相對基準電抗為:將各元件的電抗標么值按要求標準填在等值電路中（等值電路圖）。7-NT（2）計算短路電流和短路容量2.1、檜樹亭開關站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么值為:-<Cd=-<0 -<1=0.802+1.57=2.372k-1點的短路電流和短路容量計算如下:k-1點的基準電流：蠢=焉=5.499 （儂）三相短路電流：I k-1 =ld(K3 =J = 5.499 =2.318 (KA)1 X

11、2.372(3)兩相短路電流：I(2)K-1 =L± =空竺=2.016 (KA)1.151.15三相短路容量：Sk-1 =3 =°)=42.16 (MVA)X、d 2.3722.2、 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么值為：X2< =x°d xm x2d =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點的基準電流:IdSd _1003Ud 3 10.5=5.499 (KA)三相短路電流：IK-2=ld(-ld =4=y=2.28 (KA)X2d2.41. (3)兩相

12、短路電流：i(2)k-2 =二上=2至=1.983 (KA)1.151.15三相短路容量：Sk-2 =3 = . =41.49 (MVA) X2%2.41'/2.3、 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么值為:：3' = 2d x1d x2d 工 3d =0.802+1.57+0.038+0.068=2.478k-3點的短路電流和短路容量計算如下:k-3點的基準電流：梟=忌=5499(儂)三相短路電流：I%-3f =自=鬻=2.219 (KA)(3)兩相短路電流：心K-3 =L上= 29=1.93 (KA)1.151.15三相短路

13、容量：SK-3 =2=0=40.36 (MVA)X3，d 2.4782.4、 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么值為：X4/ =X0d Xid X2d X3d x4d =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點的基準電流： =00 =5.499 (KA),3Ud 、3 10.5三相短路電流：iL37=id(K“d=4 =5-9=2.237 (KA) Xd2.458 (3)c “r兩相短路電流：iL2-j= j =空7 =1.945 (KA)1.151.15三相短路容量：S3仁4 =

14、a=上 =40.68 (MVA)X八d 2.4582.5、 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么值為：X5P =x°d X1d x5d =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點的基準電流： 二廠100 =5.499 (KA)3U d、3 10.5三相短路電流：l(3k = ld(7 1d =4 =咨9=2.26 (KA)X5 區(qū)2.433兩相短路電流：1(2=或匕=m=1.97 (KA)1.151.15三相短路容量:十一二墨刃.1 (MVA)三、開關整定計算原則1.井下保護裝置(電

15、子式反時限保護裝置)計算原則(1)、變壓器保護計算1)、過負荷電流值計算：Iz=kxIeb2)、短路值根據(jù)下列公式計算：Id =kk.kx.kgheb(2)3)、靈敏度校驗下列公式計算：k=Ll.5I d(2)、線路保護計算1)、過載值計算：Iz=Ie2)、短路值根據(jù)下列公式計算：(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保護裝置靈敏度校驗按系統(tǒng)最小運行方式下線路末端最(2)小兩相短路電流校驗：K =L皿一 1.5I d3)、電動機保護計算(1)、過載值計算：按電動機的額定電流整定。(2)、短路值計算按保護裝置的動作電流應躲過電動機最大 啟動電流整定。4)

16、、地面高壓開關柜計算原則(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：外牛Nd(3)、效驗：按照井下效驗公式進行效驗。式中:Iz過負荷整定值Id 短路保護整定值Ieb 變壓器高壓側額定電流Igh 線路最大過負荷電流I 2kmin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)，用于電流速斷保護時取1.3或1.5。本書取1.5（地面取1.3）。過負荷系數(shù)，取 1.3 1.5,本書取1.5Nj電流互感器變比中央變電所高壓開關整定計算1、中央變電所G1、G7、G14高爆開關整定：G1、G14高爆開關為中央變電所I進線、II進線，G7

17、為聯(lián)絡開 關，高爆開關額定電流為 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：中央變電所風機專用變壓器 暫不用，風機專用變壓器使用采區(qū)變電所)總負荷TP=2 X500kVA+4 M15kVA+2 X100kVA+3 X280Kw(1)過載值整定:% P 2460I e = -：= =+3U .3 10.5840.3 10.5 .0.85=135.27+54.34=189.61A由于此變電所帶280KW水泵，過載值必須大于最大啟動電流L 280 M 7=126.8A ,故取值應為 Iz=Ie=Iqe+I 4=126.8+3 10.5 .0.85(189.61

18、-18.11 ) =298.3A整定過載電流為300A 1.0檔過載延時1檔(2)短路值整定：由于G1、G14高爆開關為中央變電所進線開關，所以采用以下公式計算：Id =kk.kx3h=1.5 1 300=450A整定短路電流為480A 1.6倍檔(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)K=Lkmn之1.5I 22L為圖中k-2點兩相短路電流即=1983AI dK=1983=4.13>1.5 480符合保護靈敏度要求。2、中央變電所G4、G9高爆開關整定：G4、G9高爆開關控制中央變電所1#動變、2#動變，高爆開關額 定電流為50A、100A,過載值有0.21.4倍檔可選用，短路值有 1

19、.610倍檔可選用。變壓器容量 P=500 kVA(1)過載值整定:=£ P =500e ,3u 3 10.5=27.49A整定過載電流為30A 0.6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高爆開關為中央變電所動力變壓器，所以采用以下公式計算：Id =kk.kx.kgheb=1.5 1 1.5 27.49=61.85A整定短路電流為80A 1.6檔/160A, 1.6檔(最低檔)(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)K =-Lkmin .1.5IdUd%=4.2%(2)2kmin=654.6ASe _500,3Ue Ud% ,3 10.5

20、 4.2%因此 K= 654.6 =4.09>1.5 160654.6K= 80 =8.18>1.5符合保護靈敏度要求3、中央變電所G3、G8高爆開關整定為備用 4、中央變電所G2、G11高爆開關整定:G2、G11高爆開關控制采區(qū)變電所I回路、II回路，高爆開關額 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?？傌摵蒚P=2 不15+2 X100=830KVA(1)過載值整定:=45.64AP _ 830 _830e 3U 3U 3 10.5Iz =Ie=45.64A整定過載電流為0.3檔，60A,過載延時1檔(2)由于G2、G11高爆開關為由中

21、央變電所去采區(qū)變電所出線開關，所以采用以下公式計算：Id=Kk.Kx.Igh=1.5 X1 >60=90A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)k =Lkmn至1.5I 22kmin為圖中k-3點兩相短路電流即=1930AI dK=1930=6.03>1.5 320符合保護靈敏度要求5、中央變電所G5、G10高爆開關整定：G5、G10高爆開關控制付井變電所I回路、II回路，高爆開關額 定電流為200A,過載值有0.21.4倍檔可選用，短路值有 1.6, 10倍檔可選用?？傌摵?=2 >15=630KVA(1)過載值整定:P _630

22、e 3U , 3 10.5=34.6AIz =ie=34.6A整定過載電流為40A 0.2檔過載延時1檔(2)短路值整定：由于G5、G10高爆開關為由中央變電所去付井底變電所 的出線開關，所以采用以下公式計算：Id=Kk.Kx.Igh=1.5 M M0=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)k =Lkmn21.5I 22;為圖中k-4點兩相短路電流即=1945AI dK=1945=6.08>1.5320符合保護靈敏度要求(6)中央變電所G6、G12、G13高爆開關整定：G6、G12、G13高爆開關是控制中央變電所 1#、2#、3#水泵,

23、高爆開關額定電流為400A,過載值有0.21.4倍檔可選用，短路值有1.610倍檔可選用，總負荷丁 P=280KWPmax=280KW(1)過載值整定:P3U cos D280,3 10.5 0.85=18.11AIz =Ie=18.11A整定過載電流為80A 0.2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開關更換為100A開關或更換電流互感器以 便使開關達到整定值要求。.采區(qū)變電所高壓開關整定計算1、采區(qū)變電所 G1、G4、G

24、7高爆開關整定:G1、G7高爆開關是控制采區(qū)變電所I進線、II進線，G4聯(lián)絡開關，高爆開關額定電流為 200A,過載值有0.21.4倍檔可選用，短路值有1.610倍檔可選用，總負荷k P=2 M15+2 X100=830KVA(1)過載值整定:' P。一二8303 10.5=45.64AIz fe=45.64A整定過載電流為60A 0.3檔 過載延時1檔(2)短路值整定：由于G1、G7高爆開關為采區(qū)變電所進線開關，所以采用以下公式計算：Id =kk.kx.igh=1.5 1 60=90A整定短路電流為320A 1.6倍檔(最低檔位)(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)k =Lkmn

25、21.5I 22kmin為圖中k-3點兩相短路電流即=1930AI d因此 K=1930=6.03>1.5320符合保護靈敏度要求2、采區(qū)變電所G2、G6高爆開關整定：G2、G6高爆開關是控制采區(qū)變電所I動變、II動變，高爆開關額 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:P _315e= 3U = 3 10.5=17.32AIz =kxIeb = 17.32A整定過載電流為20A 0.2檔 過載延時1檔(2)短路值整定：由于G2、G6高爆開關為采區(qū)變電所動力變壓器，所以采用以下公式計算：Id =kk.

26、kx.kgh.Ieb=1.5 1 1.5 17.32=38.97A整定短路電流為160A 1.6檔(最低檔位) (3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)Ud=4.03%K =Lmn _1.5IdI 2kminSe315,3Ue Ud %3 10.5 0.0403=429.8AK= 4298=2.69>1.5 160符合保護靈敏度要求3、采區(qū)變電所G3、G5高爆開關整定:G3、G5高爆開關是控制采區(qū)變電所 3#、4#通風專用變壓器，高爆開關額定電流為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 100I e5.

27、5A3U .3 10.5Iz=KxIeb=5.5A整定過載電流為10A 0.2檔過載延時1檔(2)短路值整定:由于G3、G5高爆開關為采區(qū)變電所通風專用變壓器，所以采用以下公式計算:Id =kk.kx.ighIeb=1.5 1 1.5 5.5=12.38A整定短路電流為80A 1.6倍檔(最低檔位) (3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算K =12 _1.5IdUd%=3.94%I 2k minSe1003Ue Ud% 3 10.5 0.0394=139.56A因止匕心管“74,1.5符合保護靈敏度要求付井底變電所高壓開關整定計算付并變電所 變電所G1、G3、G5高爆開關整定：G1、G5高爆開關是

28、控制付井底變電所 I進線、II進線，G3為聯(lián)絡開關，高爆開關額定電流為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=2M15KVA(1)過載值整定:、P 630Ie=34.64A,3U 3 10.5I z=I e=Kx Ieb=34.64A整定過載電流為40A 0.4檔過載延時1檔(2)短路值整定：由于G1、G5高爆開關為付井底變電所進線開關，所以采用以下公式計算：Id =kk.kx.Igh =1.5 1 40=60A整定短路電流為160A 1.6倍檔(最低檔位)(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)K =" *.5I 22)min為圖中K

29、-4點兩相短路電流即I dI 22k)min =1945A因止匕 K= 1945=12.16>1.5 160符合保護靈敏度要求。2、付并變電所 變電所G2、G4高爆開關整定：G2、G4高爆開關是控制付井底變電所 1#、2#動力變壓器，高爆 開關額定電流為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:=17.32A_'、 P _315= 3U ,3 10.5Iz=KxIeb=17.32A整定過載電流為20A 0,2檔過載延時1檔(2)短路值整定：由于G2、G4高爆開關為付井底變電所動力變壓器，所以采用以下公式

30、計算：Id =kk.kx.lghIeb =1.5 1 1.5 17.32=38.97A整定短路電流為160A 1.6倍檔(最低檔位)(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)K =Lkmn_1.5 Ud%=4.24%(2)I 2k minSe3153Ue Ud %,3 10.5 0.0424=408.5A因此 K看2.55"符合保護靈敏度要求。地面變電所高壓開關柜整定計算1、地面主井高壓變電所 1板、7板、13板高壓開關柜整定：1板、13板高壓開關柜為地面主井變電所I進線、II進線，7板為母聯(lián)斷路器，高壓開關柜電流互感器變比為400/5，保護裝置過流設為II段值有0-99 A范圍可以選

31、用整定，速斷定值設為I段定值有0-99 A范圍可以選用整定，過流時限為0-99S o (備注：中央變電所風機專用變壓器暫不用，風機專用變壓器使用采區(qū)變電所)總負荷Z2P=6 X500kVA+4 M15kVA+2 X100kVA+3 X280Kw(1)過流二段整定：ie=M=260 + . 84033 10.5. 3 10.5 .0.85=245.24+54.34=299.58 A根據(jù)公式:kk kx :一，二x k d zqdkfn01 3 1299.58- 131.2M=6.49 Aj 0.9400/5因此過流二段整定為：7 A ,延時取0S。(2)過流一段整定：由于1板、13板高壓開關柜為

32、地面變電所進線開關，所以采用以下公式計算：Id =kk.kx.Igh=1.5 1 7=10.5A因此過流一段整定為10 A。(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)2k min15I 22)min為圖中k- 1點兩相短路電流即=2016AK= 2016=2.52>1.5800符合保護靈敏度要求。2、地面主井高壓變電所3板、1 2板高壓開關柜整定:3板、12板高壓開關柜控制地面副井變電所 I回路、II回路，高 壓開關柜電流互感器變比為 60/5 ,保護裝置過流設為段值有0-99 A范圍可以選用整定，速斷定值設為I段定值有0-99 A范圍可以選用 整定，過流時限為0-99S?？傌摵蒚P= 2 X500kVA(1)過流二段整定:' PIeF =10003 10.5=54.99A根據(jù)公式:kk kx,:=xkh-zqdkfn1 3X154.99-1.2 0.960/5= 7.9 A因此過流二段整定為：8 A ,延時取0.3S。(2)過流一段整定：由于3板、12板高壓開關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：Id =kk.kx.IghIeb =1.5 1 1.5 8=18A因此過流一段整定為18Ao(3)兩相短路電流及靈敏度校驗計算(2)k =Lk皿，.5