煤矿高压整定计算

1、一、系统概况目1录: 3II二、短路 电流和短路熔量计算 6三、高爆开关整定计算121、高爆开关计算原贝V122、中央变电所高爆开关整定计算143、米区变电所咼爆开关整定计算 194、付井底变电所高爆开关整定计算225、 地面主井高压变电所整定计算 24一、系统概况1、供电系统简介XXXXXXX开关站供电系统为单母线分段分列运行供电方式，由来集变电站（110/10KV ）馈出两趟10 KV架空线路（来7板、来 14板，架空线型号为LGJ-150 ）到宏达10KV开关站，通过此10KV 宏达开关站分别供宏达矿和桧树亭两矿用电。桧树亭煤矿井下供电采用双回路分列运行方式（电缆型号为：*70-528

2、/504 米），分别在地面桧树亭开关站两段母线上（桧11板在I段母线，桧4板在段母线），井下布置有1个中央变电所（14 台咼爆开关，其中3台咼压启动器、12台咼压馈电开关，其中11# 为采区I回路，2#为采区II回路。4台KBSG干式变压器，容量分别 为两台500KVA，两台100KVA ）、1个采区变电所（7台高爆开关、 4台KBSG干式变压器，容量分别为两台 315KVA，两台100KVA ）。1个付井底变电所（5台高爆开关、2台KBSG干式变压器，容量分别为315KVA )。采区变电所、付井底变电所有两回路进线电源，采用分列供电，通过高压铠装电缆从中央变电所馈出线。局部扇风机实现“三专加

3、两专”供电。全矿井下变压器总容量2660kVA，高压负荷3*280kW，最大启动电流10kV侧130A。负荷使用率。2、10KV系统资料、来集变电站主变压器序号型号短路阻抗空载功率额定二次电流额定电压1SFSZ9-110/35/10%826.66110KV/10AKV(2)井下变压器参数编号型号容量短路阻抗额定电压数量中央变 电所1#、2#KBSG-500/10500KVA%10KV2台中央变电所3#、4#KBSG-100/10100KVA%10KV2台采区变 电所1#、2#KBSG-315/10315KVA%10KV2台采区变KBSG-100/10100KVA%10KV2台电所3#、4#付井

4、底变电所1#、2#KBSG-315/10315KVA%10KV2台(3)井下高爆开关参数地点型号短路保护整定范围过载整定范围额定电流漏电 动作 时间过载延时零 序 电 压零 序 电 流PBG-550A档3-2-8A0/10 Y5V中央PBG-300/10Y300A档3-25V-8A变 电 所PBG-200/10Y200A档3-25V-8AQBGZ400档3-2-8A-400A5V采PJG-2200档3-2-8A区00/10A5V变Y电所PJG-100/10Y100A档3-25V-8APJG-50/10 Y50A档3-25V-8A付井底变电所PBG-100/10Y100A档3-25V-8A(4)

5、地面变压器参数编号型号容量短路阻抗数量主井低压1#、2#S11 -500 /10 /500KVA4%2台副井低压1#、2#S11 -500 /10 /500KVA4%2台(5)地面主井高压变电所开关柜参数地占八、编号型号变比过流一、二段调值范围主井1、 7、 13 盘WGB -134N400 / 5099A3、12 盘WGB-133N60/5099A5、9盘WGB -133N30/5099A4、11 盘WGB -133N100/5099A以上表中参数为说明书数值。经集团公司供电处提供来集变电站10KV侧标么值为：最大运行方式下：最小运行方式下：(4)、线路参数来集站到宏达站架空线路型号：LGJ

6、-1502112/2072m上下杆电缆型号：10KV -3 X240 总长100m宏达开关站到桧树亭矿架空线路型号：LGJ-95 2400/2340m上下杆电缆型号：15KV -3 X150总长80m桧树亭地面高压变电所到桧树亭中央变电所电缆型号：MYJV42-3 X70-10528/504m桧树亭中央变电所到采区变电所电缆型号：MYJV22-3 X50-10940/856m桧树亭中央变电所到付井底变电所电缆型号：MYJV22-3 X50-10658/668m桧树亭地面高压变电所到地面付井变电所电缆型号：15KV -3 X50850/850m查表参数如下：架空线X =Q/KM高压电缆 X= Q

7、/KM二、短路电流和短路容量计算(1 )绘制电路图并计算各元件的相对基准电抗。有关参数如下图：k-1点、k-2点、k-3点、k-4点、k-5点的三相短路电流和短路容量计算如下。(1 )绘制电路图并计算各元件的相对基准电抗。如图1、2、3、4、5所示。选择基准容量 Sd=100MVA ，则各元件的相对基准电抗为：来集变电站I回路变压器的电抗标么值：取最小运行方式下为：来集变电站至桧树亭开关站线路电抗的标么值：根据公式:XidSd= 0.38 (2112 24) 10010.520.08 (0.10.1)10010.52其中式中X-输电线路电抗，Q;Sd -基准容量选取100MVA ;Ud-线路的

8、平均电压，KV桧树亭地面变电所至中央变电所电缆电抗的标么值:X2dX-S2L= 0.08 0.528U d10.52桧树亭中央变电所至采区变电所电缆电抗的标么值:Sd100X3d X 2L = 0.08 0.942=U 2d10.52桧树亭中央变电所至付井底变电所电缆电抗的标么值:X4dX=0.08 0.66810010.52桧树亭地面高压变电所至地面付井变电所电缆电抗的标么值:5d=-S= 0.08 0.85 卫0Ud10.5绘制I回路短路计算电路图和等值电路图如图1、2、3、4、5所示。选择基准容量 Sd=100MVA ，则各元件的相对基准电抗为:将各元件的电抗标么值按要求标准填在等值电路

9、中（等值电路 图）。（2）计算短路电流和短路容量、桧树亭开关站k-1点的短路电流和短路容量计算k-1点的短路时短路回路的总电抗标么值为:1 d = o 1=+=k-1点的短路电流和短路容量计算如下:k-1Sd点的基准电流：Id孟=73豐=（KA）三相短路电流:|（ 3）K-1Id（K1）Id Xf?=l= （ KA）两相短路电流:I（ 2）K-1山二逊二（ka）1.151.15三相短路容量:S（ 3）K-1SdX1d 2=（ MVA）、桧树亭中央变电所k-2点的短路电流和短路容量计算k-2点的短路时短路回路的总电抗标么值为:k-2点的短路电流和短路容量计算如下:k-2点的基准电流：Id衮厂能T

10、（KA）三相短路电流:|（ 3）K-2L 5 499Id（K2）Id 氏=討=（KA）两相短路电流:I（ 2）K-2倉=丝=（KA）1.151.15三相短路容量:S（ 3）K-2F=（MVA）、桧树亭采区变电所k-3点的短路电流和短路容量计算k-3点的短路时短路回路的总电抗标么值为:0d1d 2d 3d =+=k-3点的短路电流和短路容量计算如下:k-3Sd点的基准电流：J现=几5=（ KA）三相短路电流:|（ 3 K-31 d（K 3） 1 d（ KA）两相短路电流:Ik 31.151.152 219（KA）三相短路容量:S（ 3）K-3Sd100X3d 亦=（MVA ）、桧树亭付井底变电所

11、k-4点的短路电流和短路容量计算k-4点的短路时短路回路的总电抗标么值为:4 d =0d 1d 2d 3d 4d =+=Sdk-4点的短路电流和短路容量计算如下:k-4 点的基准电流：Id；Ud = T：0.5=（KA）三相短路电流：In3nK4 Id（K4）IdX =245= （ KA）X 4 d 2.458两相短路电流:n2nK 4Ik 41.152.237 _1.15 =(KA)三相短路容量:sn3nK-4 具=般=(MVA )X 4 d 2.458、桧树亭地面付井变电所 k-5点的短路电流和短路容量计算k-5点的短路时短路回路的总电抗标么值为：5 d = od1d5d =+=k-5点的

12、短路电流和短路容量计算如下：k-5点的基准电流：IdSd = 100 =（KA）<3UdV3 10.5三相短路电流：k5d(k5) dd= 5.499 =( KA)X5 d2.433'丿两相短路电流:(2)k5k5 = 2.26 =( KA)1.151.15三相短路容量:S（3）k5Sd = 100 =（mva ）X5d2.433'丿三、开关整定计算原则1.井下保护装置（电子式反时限保护装置）计算原则(1 )保护装置动作电流按应躲过线路最大过负荷电流整疋。1 d kk .kx.1 gh保护装置灵敏度校验按系统最小运行方式下线路末端最小 两相短路电流校验：K +池1.5I

13、d3) 、电动机保护计算(1 )、过载值计算：按电动机的额定电流整定。(2) 、短路值计算按保护装置的动作电流应躲过电动机最大启动电流整定。4) 、地面高压开关柜计算原则(1) 、过流一段整定：按照井下短路整定计算公式整定。k k(2) 、过流二段：kzqd亠kf山(3)、效验：按照井下效验公式进行效验。式中：Iz过负荷整定值Id 短路保护整定值I eb 变压器高压侧额定电流I gh 线路最大过负荷电流I Lin 线路末端最小两相短路电流kx接线系数，接于相电流取1，接于相电流差时取 乜kk 可靠系数，用于电流速断保护时取或。本书取(地面取1Kgh过负荷系数，取一，本书取Nj电流互感器变比中央

14、变电所高压开关整定计算1、中央变电所G1、G7、G14咼爆开关整定：G1、G14高爆开关为中央变电所I进线、II进线，G7为联络开 关，高爆开关额定电流为 300A，过载值有倍档可选用，短路值 有10倍档可选用。(备注：中央变电所风机专用变压器暂不用， 风机专用变压器使用采区变电所)总负荷EP=2 X500kVA+4 X315kVA+2 xi00kVA+3 X280Kw(1) 过载值整定:| = =2460e 3U =3 10.5 +840.3 10.5 .0.85=+=189.61A由于此变电所带280KW水泵，过载值必须大于最大启动电流2802807=126.8A，故取值应为 lz = |

15、e=|qe+| 鸟=+ ()3 10.5 .0.85=298.3A整定过载电流为300A 档过载延时1档(2) 短路值整定：由于G1、G14高爆开关为中央变电所进线开关，所以采用以下公式计算：Id kk.kxgh=450A整定短路电流为480A 倍档(3) 两相短路电流及灵敏度校验计算2kmin1.5I Lin为图中k-2点两相短路电流即=1983A1983K=>480符合保护灵敏度要求。2、中央变电所G4、G9高爆开关整定：G4、G9高爆开关控制中央变电所1#动变、2#动变，高爆开关额 定电流为50A、100A，过载值有倍档可选用，短路值有 10倍 档可选用。变压器容量P=500 kV

16、A(1) 过载值整定:P =5003u = . 3 10.5=27.49A整定过载电流为30A 档 过载延时1档/30A ,档，过载延 时1档。(2) 短路值整定:由于G4、G9高爆开关为中央变电所动力变压器，所以采用以下公式计算：Id kk.kx.kgheb=61.85A整定短路电流为 80A 档/160A，档(最低档)(3) 两相短路电流及灵敏度校验计算K1.5Ud%=%Id -I 2k min -:十_Se=500=654.6A3Ue Ud%10.5 4.2%因此K=K=654.6=>160654.6=>80符合保护灵敏度要求3、中央变电所G3、G8高爆开关整定为备用。4、中

17、央变电所G2、G11高爆开关整定：G2、G11高爆开关控制采区变电所I回路、II回路，高爆开关额定 电流为200A，过载值有倍档可选用，短路值有 10倍档可选 用。总负荷EP=2 X315+2 X100=830KVA(1) 过载值整定:=45.64A = 830 =830,3U , 3U .3 10.5Iz ie=45.64A整定过载电流为档，60A，过载延时1档(2) 由于G2、G11高爆开关为由中央变电所去采区变电所 出线开关，所以采用以下公式计算：Id=90A整定短路电流为320A 档(最低档)(3) 两相短路电流及灵敏度校验计算K1.51930I Lin为图中k-3点两相短路电流即=1

18、930AK=>符合保护灵敏度要求5、中央变电所G5、G10高爆开关整定:G5、G10高爆开关控制付井变电所I回路、II回路，高爆开关额定 电流为200A，过载值有倍档可选用，短路值有10倍档可选用。总负荷EP=2 X315=630KVA(1) 过载值整定:P =6303U 、3 10.5=34.6AIz ie=34.6A整定过载电流为40A 档 过载延时1档(2) 短路值整定:由于G5、G10高爆开关为由中央变电所去付井底变电所的出线开关，所以采用以下公式计算:Id=60A整定短路电流为320A，档(最低档)(3) 两相短路电流及灵敏度校验计算K1.51945320I Lin为图中k-4

19、点两相短路电流即=1945AK=>符合保护灵敏度要求(6)中央变电所G6、G12、G13高爆开关整定：G6、G12、G13高爆开关是控制中央变电所1#、2#、3#水泵，高爆开关额定电流为400A,过载值有倍档可选用，短路值有10倍档可选用，总负荷刀P=280KWPmax=280KW(1) 过载值整定:280.3U cos.3 10.5=18.11A0.85Iz le=18.11A整定过载电流为80A 档(最低档)过载延时1档(2) 短路值整定：短路电流按躲过最大启动电流计算，一般要求为额定电流的8倍计算即：ld=8l e=8 X=144.88A整定短路电流为640A , 倍档(最低档)建

20、议将400A开关更换为100A开关或更换电流互感器以 便使开关达到整定值要求。采区变电所高压开关整定计算1、米区变电所G1、G4、G7咼爆开关整定:G1、G7高爆开关是控制采区变电所 I进线、II进线，G4联络开关，高爆开关额定电流为 200A，过载值有倍档可选用，短路值有10倍档可选用，总负荷刀P=2 X315+2 X100=830KVA(1) 过载值整定:P3u8303 10.5=45.64AIz Ie=45.64A整定过载电流为60A 档过载延时1档(2) 短路值整定：由于G1、G7高爆开关为采区变电所进线开关，所以采用以下公式计算:Id kk.kxgh=90A整定短路电流为320A 倍

21、档(最低档位)(3) 两相短路电流及灵敏度校验计算K1.5因此K=1930=>320I Lin为图中k-3点两相短路电流即=1930A符合保护灵敏度要求2、米区变电所G2、G6咼爆开关整定:G2、G6高爆开关是控制采区变电所I动变、II动变，高爆开关额定电流为100A，过载值有倍档可选用，短路值有10倍档可选用，变压器容量P=315kVA(1) 过载值整定:i = P =315e 3U 3 10.5=17.32AIz kxleb = 17.32A整定过载电流为20A 档过载延时1档(2) 短路值整定：由于G2、G6高爆开关为采区变电所动力变压器，所以采用以 下公式计算：Id kk.kx.

22、kgh.leb=38.97A整定短路电流为160A档(最低档位)(3) 两相短路电流及灵敏度校验计算KIkmin 1.5Ud=%Id2kminSe =3Ue Ud%315.3 10.5 0.0403=429.8A429.8K=>160符合保护灵敏度要求3、米区变电所G3、G5咼爆开关整定:G3、G5高爆开关是控制采区变电所 3#、4#通风专用变压器，高爆开关额定电流为50A，过载值有倍档可选用，短路值有10倍档可选用，变压器容量 P=100KVA(1) 过载值整定： lz=K xleb=5.5AIe=1003U .3 10.5=5.5A整定过载电流为10A 档过载延时1档(2) 短路值整

23、定：由于G3、G5高爆开关为采区变电所通风专用变压器，所以采 用以下公式计算：Id kk.kxghleb=12.38A整定短路电流为80A 倍档(最低档位)(3) 两相短路电流及灵敏度校验计算K Imjn 1.5Ud%=%(2)I 2k minSe1003Ue Ud %.3 10.50.0394 =139-56a因此K=139.56=>80符合保护灵敏度要求付井底变电所高压开关整定计算1、 付井变电所变电所 G1、G3、G5高爆开关整定：G1、G5高爆开关是控制付井底变电所I进线、II进线，G3为联络开关，高爆开关额定电流为 100A，过载值有倍档可选用，短路值有10倍档可选用，变压器容

24、量 P=2 X315KVA(1) 过载值整定: =630,3U 3 10.5=34.64AIz=I e = Kxleb=34.64A整定过载电流为40A 档 过载延时1档(2) 短路值整定：由于G1、G5高爆开关为付井底变电所进线开关，所以采用以 下公式计算：Id kk.kx.lgh =60A整定短路电流为160A 倍档(最低档位)(3) 两相短路电流及灵敏度校验计算K 中 1.5 I 2Lin为图中K-4点两相短路电流即I dI2Ln=1945A因此 K= 760 =>符合保护灵敏度要求。2、付井变电所变电所 G2、G4高爆开关整定：G2、G4高爆开关是控制付井底变电所 1#、2#动力

25、变压器，高爆开关额定电流为100A，过载值有倍档可选用，短路值有10倍档可选用，变压器容量 P=315KVA(1)过载值整定:I = P =315e ,3U 3 10.5=17.32Alz=Kxleb=17.32A整定过载电流为20A 档过载延时1档(2)短路值整定:由于G2、G4高爆开关为付井底变电所动力变压器，所以采用以下公式计算：Id kk.kx.lghleb =38.97A整定短路电流为160A 倍档(最低档位)(3)两相短路电流及灵敏度校验计算K L2kmin 1.5Ud%=%2k minSe =315.3Ue Ud%=3 10.5 0.0424=408.5A因此K=408.5160

26、=>符合保护灵敏度要求。地面变电所高压开关柜整定计算1、地面主井高压变电所1板、7板、13板高压开关柜整定:1板、13板高压开关柜为地面主井变电所I进线、II进线，7板为母联断路器，高压开关柜电流互感器变比为400/5，保护装置过流设为H段值有0-99 A范围可以选用整定，速断定值设为I段定值有 0-99 A范围可以选用整定，过流时限为0-99S。(备注：中央变电所风机专用变压器暂不用，风机专用变压器使用采区变电所)总负荷EP=6 X500kVA+4 X315kVA+2 X100kVA+3 X280Kw(1) 过流二段整定：P 4460840e3u = . 3 10.5 + . 310.

27、5.0.85=+=299.58 A根据公式：kzqde1.3 11.2299.58=Akfnj0.9400/5因此过流二段整定为：7 A，延时取0S。(2) 过流一段整定：由于1板、13板高压开关柜为地面变电所进线开关，所以采用以下公式计算：I d kk.kxgh=10.5A因此过流一段整定为10 A(3) 两相短路电流及灵敏度校验计算I L.为图中k- 1点两相短路电流即=2016AK=2016800=>符合保护灵敏度要求。2、地面主井高压变电所3板、12板高压开关柜整定:3板、12板高压开关柜控制地面副井变电所I回路、II回路，高压开关柜电流互感器变比为60/5，保护装置过流设为H段

28、值有 0-99 A范围可以选用整定，速断定值设为I段定值有0-99 A范围可以选用整定，过流时限为0-99S o总负荷 EP= 2 X500kVA(1)过流二段整定:P 1000Ie3U-3=54.99A根据公式:kk kx kkzqdkfenj1.3 10.91.254.99=A60/5因此过流二段整定为:,延时取。(2) 过流一段整定:由于3板、12板高压开关柜控制地面副井变电所动力变压器，所以采用以下公式计算:Idkk.kx.lghIeb =18A因此过流一段整定为18 Ao(3) 两相短路电流及灵敏度校验计算(2)I L.为图中k-5点两相短路电流即=1970AI 2kmin1.5Id1970K= =>2165板、9板高压开关柜控制地面主井低压变电所I回路、II回路，高压开关柜电流互感器变比为30