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采区供电设计之采区高、低压电网保护整定计算矿山工业机电技术2010-04-0916:26:41阅读101评论0字号：大中小对保护的整定计算必须满足四方面要求：选择性、可靠性、迅速性、灵敏性。1、选择性：当线路故障时，只切断故障部分线路，并不越级跳闸。2、可靠性：保护装置不应出现误动或拒动。3、迅速性：当保护范围内出现故障时，保护装置应迅速切断被保护线路。4、灵敏性：当保护范围内发生最小短路电流时，保护装置应可靠动作。灵敏性高低是以灵敏度来衡量，其意义是指被保护范围内发生的最小短路电流与整定值的比值，数值越大灵敏性越高。如采区低压电网用熔断器保护时，当熔件额定电流在100A以上时取4，100A及以下时取7；对电磁式过流继电器取1.5。一、高压电网保护整定(变压器一次侧高爆开关)1、过载保护：作为变压器外部短路及内部故障时的后备保护，动作电流应躲开变压器最大工作电流来整定。其高压侧动作电流按下式计算：Idz=KkKjIgmax/KBKfnL=KkKj(Iq+∑Ie)/KBKfnL式中：Kk可靠系数，取1.2～1.4;Kj接线系数，取1；KB变压器变比，6000/400=15，6000/690=8.7；Igmax最大工作电流，Igmax=(Iq+∑Ie)；Kf返回系数，取0.9；如是DL型取0.85，GL型取0.8；nL电流互感器变比Iq功率最大一台设备(或同时起动的几台设备)的起动电流；∑Ie除功率最大一台设备(或同时起动的几台设备)外的所有设备额定电流之和。灵敏度按变压器低压侧最小两相短路电流校验，应大于1.5，时间延时0.5秒。灵敏度校验：①对Y/Y接线变压器按下式校验：Klm=Idmin(2)/KBnLIdZ≥1.5②对Y/Δ接线变压器按下式校验：Klm=Idmin(2)/√3KBnLIdZ≥1.5式中：Idmin(2)变压器二次侧最小两相短路电流。2、短路保护：按过载保护整定值的3～8倍整定。二、低压电网保护整定㈠熔断器熔体的选择1、保护单台鼠笼电机，按躲过起动电流计算IRe≈IQe/1.8～2.5式中：IRe熔体的额定电流，安；IQe鼠笼电机起动电流，一般为额定电流的5～7倍；1.8～2.5保证熔体不熔化的系数，起动时间小于10秒者取2.5，大于10秒者取1.8～2。2、保护多台电机的干线熔体选择按躲过最大一台鼠笼电机起动电流及其余用电设备额定电流之和来选择：IRe=IDQ/1.8～2.5+∑Ie式中：IDQ最大一台鼠笼电机起动电流，安。3、保护照明设备(照明变压器)变压器二次熔体额定电流为：IRe≈Ie式中：Ie照明设备额定电流，安。一次熔体额定电流：IRe=(1.2～1.4/kB)Ie式中：kB变压器变比，380/133=2.86；660/133=4.96。熔体额定电流规格有：6、10、15、20、35、60、80、100、125、160、200、225安等。4、电钻变压器保护IRe=(1.2～1.4/kB)(IDQ/1.8～2.5+∑Ie)对于电钻电机保护与1相同。5、灵敏度校验用保护范围内线路未端最小两相短路电流校验：Idmin(2)/IRe≥4或7对于127V的电压，不分熔体额定电流大小，一律取4。5、为了不使电缆在短路时过热损坏，要求熔体的额定电流与其保护的电缆截面相配合。当熔体额定电流超过160A时，最好选用电流继电器来保护短路故障。熔体额定电流与两相短路电流以及电缆最小截面配合表额定电压(V)熔体额定电流(A)两相短路电流最小允许值(A)电缆最小允许截面(mm2)最大长时允许负荷电流(A)380/660201402.5251752.535245436380/660604206468058010641007001685125800251181276242.510402.515602.520802.5251002.5351404602406㈡过电流继电器的整定计算1、保护支线(单台电机)保护装置的动作电流按躲过电动机起动电流整定：IdZ＞Iq式中：IdZ继电器的动作电流，安；Iq电动机的起动电流，安，Iq=(5～7)Ie；对于绕线式电动机，Iq可用额定电流的1.5～2倍，如起动电流大于计算值，最多不超过2.5倍。对于线路较长，处于电网末端，且电动机的功率较大，起动时电压损失较大，因而其起动电流大大低于额定起动电流，此时可按实际起动电流计算，但继电器整定时要略大于计算值，防止开关误动。2、保护干线动作电流应躲开最大一台电动机或几台同时起动的电动机的起动电流与(除这一台或几台电动机外的)其它用电设备的额定电流之和：IdZ＞IDQ+∑Ie3、灵敏度校验Klm=Idmin(2)/IdZ≥1.5式中：Idmin(2)被保护线路末端最小二相短路电流，安；Klm灵敏度系数。若线路上串联两台及以上开关时(无分支开关)，则上一级开关的整定值也要按下一级开关保护范围最远点的两相相短路电流来校验，灵敏度不小于1.2，作为下一级开关的后备保护。如灵敏度系数不满足要求时，可增大电缆截面，缩短电缆长度，加大变压器容量，或使两台变压器并联运行。4、热继电器整定整定值等于或略大于电动机额定电流：IRdZ=Ie(或1.05Ie)式中：IRdZ热元件的整定电流，安；Ie电动机的额定电流，安。一、采区高压短路电流计算1、变压器高压侧短路电流计算为校验采区高压配电装置的开断能力，必须求出采区变压器高压侧短路电流(如附图四所示)：Id(3)=Up/√3(R2+(Xy+X)2)1/2安式中：Up高压电网平均电压，伏Xy换算到井下中央变母线上的电源电抗，欧；可用下式计算Xy=Up2/Sd(欧)R、X中央变至采变的高压电缆的电阻和电抗；欧。2、变压器低压侧短路电流的简便计算方法该方法是在忽略系统阻抗的条件下计算出来，其值比实际略大一些。①三相短路电流计算IK(3)=100IN2/UK式中：IK(3)三相短路电流，安；IN2变压器二次侧额定电流，安；UK变压器阻抗电压百分数，%。②二相短路电流值IK(2)=0.866IK(3)二、高压配电箱的选择在采区变的变压器高压侧采用高压防爆配电箱，选择原则如下：1、额定电压应符合高压网络的电压等级；2、额定电流不小于所控制设备的额定电流；3、额定开断电流不小于母线最大三相短路电流。新型高压防爆配电箱主要技术数据高压配电箱型号额定电流(A)额定电压(KV)额定开断电流(kA)额定断流容量(MVA)PBG12--/6(河南济源)506KV(最高工作电压6.9KV)10kA100100150200PBG--/10(浙江华荣)506/10KV12.5kA6kV时不少于120，计算时按100。100150200采区供电设计之---采区低压电网短路电流计算矿山工业机电技术2010-04-0916:33:53阅读114评论0字号：大中小短路电流的计算是为了正确选择和校验电气设备，使其满足电流的动、热稳定性的要求。对于低压开关设备和熔断器等，还应按短路电流校验其分断能力。计算短路电流时，首先要选择好短路点，短路点通常选择在被保护线路的始、末端。始端短路点用于计算最大三相短路电流，用于校验设备和电缆的动、热稳定性；末端用于计算最小二相短路电流，用于校验继电保护整定值的可靠性。短路电流的计算方法有解释法和图表法，主要以解释法为主。一、短路电流的计算公式1、三相短路电流计算：IK(3)=UN2/{√3·[(∑R)2+(∑X)2]1/2}式中：IK(3)三相短路电流，安；UN2变压器二次侧额定电压，对于127、380、660伏电网，分别取133、400、690伏；∑R、∑X短路回路内一相的电阻、电抗的总和，欧。2、二相短路电流计算：IK(2)=UN2/{2·[(∑R)2+(∑X)2]1/2}式中：IK(2)二相短路电流，安；3、三相短路电流与二相短路电流值的换算IK(3)=2IK(2)/√3=1.15IK(2)或IK(2)=0.866IK(3)二、阻抗计算1、系统电抗XS=UN22/SK式中：XS折合至变压器二次侧的系统电抗，欧/相；UN2变压器二次侧的额定电压，KV；SK电源一次侧母线上的短路容量，MVA。XS、SK指中央变电所母线前的电源电抗和母线短路容量。如中央变的短路容量数据不详，可用防爆配电箱的额定断流容量代替计算。额定断流容量与系统电抗值(欧)断流容量MVA额定电压V253040504000.00640.00530.0040.00326900.0190.01590.01190.00952、变压器阻抗(可查参考文献3附录六表19-3)变压器每相电阻、电抗按下式计算：RB=ΔP/3IN22=ΔP·UN22/SN2XB=10UX%·UN22/SN=10(UK2-UR2)1/2·UN22/SN式中：RB、XB分别为变压器每相电阻和电抗值，欧；UX变压器绕组电抗压降百分值，%；UX=(UK2-UR2)1/2UK变压器绕组阻抗压降百分值，%；UR变压器绕组电阻压降百分值，%；UR=[△P/(10·SN)]%ΔP变压器短路损耗，瓦；UN2、IN2变压器二次侧额定电压(KV)和电流(A);SN变压器额定容量，KVA。3、高压电缆的阻抗高压电缆的阻抗折合至变压器二次侧的数值可按下式计算，同时计算出的电阻数据应换算至65℃时的数据。电阻：R=R0L/K2；欧电抗：X=X0L/K2欧式中：R0高压电缆每公里的电阻，欧。R0=1000ρ0/Sρ0导电线芯的直流电阻系数，20℃时不小于下列数值：铜芯：0.0184Ω·mm2/m铝芯：0.0310Ω·mm2/mS电缆线芯截面，mm2X0高压电缆每公里电抗，欧；对6～10KV电压，电抗平均值为：0.08欧/公里。L电缆长度，米。K变压比，变压器一次侧平均电压与二次侧平均电压的比值。6KV电缆折合至下列电压后每公里的阻抗值(欧/相)电缆截面mm2(线芯温度65℃)铜芯400V690V250.00350.0106350.00250.0076500.00180.0055700.00120.0037950.00090.00294、低压电缆的电阻和电抗(可查参考文献3附录三表5-1)所提供的数据如是20℃时的数据，应换算到65℃的数据，按下式计算：R=R20[1+0.004(t-20)]即：R65=1.18R20阻抗电缆型号电缆线芯截面(mm2)46101625355070电阻UZ6.36U或UP5.503.692.16UC2.18MY1.210.780.5540.3860.272电抗0.1010.0950.0920.0900.0880.0840.0810.078采区供电设计之---采区低压电缆的选择矿山工业机电技术2010-04-0916:41:22阅读82评论0字号：大中小电缆的选择包括确定电缆的型号、长度、芯线数目及主芯线截面大小。其中以确定主芯线截面大小的计算较为复杂。一、电缆选择的一般原则1、由于采区低压供电电压一般采用380/660V供电，优先采用660V供电，所以所选电缆电压主等级应大等于660V。2、固定或半固定敷设的动力电缆，通常采用铠装电缆或不燃性橡胶电缆。3、移动式或手持式电气设备都应使用专用的不燃性橡胶电缆。4、固定敷设的照明，通讯、信号和控制用的电缆应用铠装电缆、塑料电缆或橡胶电缆，非固定敷设的，应用橡胶电缆。5、低压电缆严禁采用铝芯。6、电缆长度的确定⑴对于铠装电缆，其长度为巷道实际长度的1.05倍；对于橡套电缆；其长度为巷道实际长度的1.1倍。⑵为了便于安装，当电缆中间有接头时，应在电缆两端处各增加3米。⑶在确定电缆长度时，应以用电设备可能处于最远的地方来计算。7、电缆芯线数目的确定⑴动力用橡套电缆一般选用四芯。⑵信号电缆的芯数要根据控制、信号、通讯的需要来确定，并留有备用线芯，约为需用芯数的20%左右。8、电缆截面选择原则⑴按电缆长时允许负荷电流的方法来选择，也叫安全载流量。⑵按正常工作时的电压损失不超过允许范围。应保证电动机正常工作的端电压不低于0.9U0。⑶按电动机起动时端电压不低于额定电压的75%校验，或不会使磁力起动器无法合闸。⑷对橡套电缆，还要考虑不小于电缆机械