小发路煤矿供电系统短路电流计算.docx
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小发路煤矿供电系统短路电流计算
旺立达矿业有限公司
高压供电系统短路电流计算及整定
小发路煤矿机电部
小发路煤矿供电系统短路电流计算
小发路煤矿供电系统采用双回路进线电源，分别引自洛泽河10KVI段和麻窝电站10KVII段，母排最大运行方式短路容量110.61MVA、最小运行方式下的短路容量为50.11MVA；采用10KV架空线路引入小发路煤矿地面10KV地面变电所（架空线路长度为0.10KM），所内设置两台35KV/10KV的2000KVA主变压器配电给井下的主要高压设备，地面10KV变电所另设两台10KV/0.38KV的配电变压器构成三相四线制系统向地面低压动力和照明设备供电。
由地面变电所10KV母线I段、II段，分别引两条高压下井电缆经井筒下井将10KV高压电能送至井下中央变电所，再由井下中央变电所通过高压配电装置分配给井底车场附近的高压用电设备（主排水泵），并向各个采区变电所供电。
在井下中央变电所内设两台10KV/0.66KV的800KVA矿用动力变压器，为井底车场附近巷道、硐室内的低压动力设备供电。
第一章、高压系统各母线
短路电流计算
一、各点短路电流计算
本计算采用相对值法进行计算，相对值又称标么值相对值是任意一个物理量的实际值与选定的该量基准值的比值，由于实际值的单位与选定的基准值的单位相同，故相对值无单位。
计算的主要任务是求出短路稳态电流Iss=Is（含三相和两相），同时根据此种方法也可以求出短路冲击电流和短路全电流最大有效值以及短路容量。
1、绘制短路计算电路图，选定短路计算点。
短路计算电路图见附图；
短路计算点为附图中的S1等点。
2、根据计算电路图，绘制等值电路图。
等值电路图见附图；
3、短路点计算
解
⑴选择基准容量Sda=100MVA，基准电压Uda=10KV,Uda=10.5KV。
10KV的基准电流为:
Ida=Sda÷（1.732Uda）=100÷（1.732×10）=5.774KA
10.5KV的基准电流为：
Ida=Sda÷（1.732Uda）=100÷（1.732×10.5）=5.499KA
（2）绘制等值电路图，计算各元件的相对基准电抗。
电源系统的相对基准电抗:
X1max.sy*da=Sda÷Ss.max=100÷320.61=0.312
X1min.sy*da=Sda÷Ss.min=100÷150.11=0.666
高压架空线路的相对基准电抗:
X2.w*da=X0×L×（Sda÷U2da）=0.4×3.8×（100÷372）=0.111
变电所主变压器的相对基准电抗
X3.T*da=（us%÷100）×（Sda÷SN.T）=（7÷100）×（100÷5）=1.4
下井电缆的相对基准电抗
X4.w*da=X0×L×（Sda÷U2da）=0.07×0.8×（100÷10.52）=0.051
压风机房箱变高压电缆的相对基准电抗
X5.w*da=X0×L×（Sda÷U2da）=0.07×0.4×（100÷10.52）=0.025
井下中央变电所至一采区变电所高压电缆的相对基准电抗
X6.w*da=X0×L×（Sda÷U2da）=0.07×1.4×（100÷10.52）=0.089
主斜井绞车房高压电缆的相对基准电抗（主井绞车同理）
X7.w*da=X0×L×（Sda÷U2da）=0.07×0.3×（100÷10.52）=0.019
井下中央变电所至1.6米车房高压电缆的相对基准电抗
X8.w*da=X0×L×（Sda÷U2da）=0.07×0.7×（100÷10.52）=0.04
井下中央变电所至5103采面高压电缆的相对基准电抗
X9.w*da=X0×L×（Sda÷U2da）=0.07×1.1×（100÷10.52）=0.0698
（3）计算短路回路的相对总电抗。
①架空线（S1）点短路回路的相对总阻抗
最大运行方式下:
X1∑*da=0.312+0.111=0.423
最小运行方式下:
X1∑*da=0.666+0.111=0.777
②变电所主变压器（S2）点短路回路的相对总阻抗
最大运行方式下:
X2∑*da=0.312+0.111+1.4=1.823
最小运行方式下:
X2∑*da=0.666+0.111+1.4=2.177
③下井电缆（S3）点短路回路的相对总阻抗
最大运行方式下:
X2∑*da=0.312+0.111+1.4+0.051=1.874
最小运行方式下:
X2∑*da=0.666+0.111+1.4+0.051=2.228
④压风机房（S4）点短路回路的相对总阻抗
最大运行方式下:
X2∑*da=0.312+0.111+1.4+0.025=1.848
最小运行方式下:
X2∑*da=0.666+0.111+1.4+0.025=2.202
⑤井下中央变电所至5103采区变电所（S5）点短路回路的相对总阻抗
最大运行方式下:
X2∑*da=0.312+0.111+1.4+0.051+0.089=1.963
最小运行方式下:
X2∑*da=0.666+0.111+1.4+0.051+0.089=2.317
⑥主斜井绞车房（S6）点短路回路的相对总阻抗（主井绞车同理）
最大运行方式下:
X2∑*da=0.312+0.111+1.4+0.019=1.842
最小运行方式下:
X2∑*da=0.666+0.111+1.4+0.019=2.196
⑧井下中央变电所至5103采面（S8）点短路回路的相对总阻抗
最大运行方式下:
X2∑*da=0.312+0.111+1.4+0.051+0.04+0.0698=1.983
最小运行方式下:
X2∑*da=0.666+0.111+1.4+0.051+0.04+0.0698=2.338
（4）计算三相短路电流、三相短路容量。
①架空线S1点三相短路电流：
最大运行方式下Is1（3）=Ida÷X1∑*da=1.56÷0.423=3.688KA
最小运行方式下Is1（3）=Ida÷X1∑*da=1.56÷0.777=2.008KA
架空线S1点三相短路容量：
最大运行方式下Is1（3）=Sda÷X1∑*da=100÷0.423=236.41MVA
最小运行方式下Is1（3）=Sda÷X1∑*da=100÷0.777=128.7MVA
②主变压器S2点三相短路电流：
最大运行方式下Is1（3）=Ida÷X1∑*da=5.499÷1.823=3.016KA
最小运行方式下Is1（3）=Ida÷X1∑*da=5.499÷2.177=2.526KA
主变压器S2点三相短路容量：
最大运行方式下Is1（3）=Sda÷X1∑*da=100÷1.823=54.85MVA
最小运行方式下Is1（3）=Sda÷X1∑*da=100÷2.177=45.93MVA
③下井电缆S3点三相短路电流：
最大运行方式下Is1（3）=Ida÷X1∑*da=5.499÷1.874=2.934KA
最小运行方式下Is1（3）=Ida÷X1∑*da=5.499÷2.228=2.468KA
下井电缆S3点三相短路容量：
最大运行方式下Is1（3）=Sda÷X1∑*da=100÷1.874=53.36MVA
最小运行方式下Is1（3）=Sda÷X1∑*da=100÷2.228=44.88MVA
④压风机房S4点三相短路电流：
最大运行方式下Is1（3）=Ida÷X1∑*da=5.499÷1.848=2.976KA
最小运行方式下Is1（3）=Ida÷X1∑*da=5.499÷2.202=2.497KA
压风机房S4点三相短路容量：
最大运行方式下Is1（3）=Sda÷X1∑*da=100÷1.848=54.11MVA
最小运行方式下Is1（3）=Sda÷X1∑*da=100÷2.202=45.41MVA
⑤井下中央变电所至5103采区变电所S5点三相短路电流：
最大运行方式下Is1（3）=Ida÷X1∑*da=5.499÷1.963=2.801KA
最小运行方式下Is1（3）=Ida÷X1∑*da=5.499÷2.317=2.373KA
井下中央变电所至5103采区变电所S5点三相短路容量：
最大运行方式下Is1（3）=Sda÷X1∑*da=100÷1.963=50.94MVA
最小运行方式下Is1（3）=Sda÷X1∑*da=100÷2.317=43.416MVA
⑥主斜井车房S6点三相短路电流：
最大运行方式下Is6（3）=Ida÷X1∑*da=5.499÷1.842=2.985KA
最小运行方式下Is6（3）=Ida÷X1∑*da=5.499÷2.196=2.504KA
车房S6点三相短路容量：
最大运行方式下Is6（3）=Sda÷X1∑*da=100÷1.842=54.29MVA
最小运行方式下Is6（3）=Sda÷X1∑*da=100÷2.196=45.537MVA
⑦井下中央变电所至5103采面S8点三相短路电流：
最大运行方式下Is1（3）=Ida÷X1∑*da=5.499÷1.983=2.773KA
最小运行方式下Is1（3）=Ida÷X1∑*da=5.499÷2.338=2.352KA
井下中央变电所至5103采面S8点三相短路容量：
最大运行方式下Is1（3）=Sda÷X1∑*da=100÷1.983=50.42MVA
最小运行方式下Is1（3）=Sda÷X1∑*da=100÷2.338=42.77MVA
井下高压电网整定计算及校验
一、中央变电所高压配电装置整定
1、5#高压配电箱PBG-100/10整定带800KVA变压器
过负荷保护（取可靠系数0.7）
IOP.O≥1.1Ica=0.7×100=70A
（分）根据反时限特性过载时间档位选择1档
过流延时7S，定时限过流定值4倍速断6倍。
短路保护动作值
IOP.S≥1.2Iw.max=1.2×（90-
+
）=304A
本移动变电站为Y,y接线
满足灵敏度要求
2、3#高压配电箱PBG-50/10带500KVA变压器
过负荷保护
IOP.O≥1.1Ica=1.1×28=30A
（分）根据反时限特性过载时间档位选择1档
过流延时7S，定时限过流定值3倍速断5倍。
短路保护动作值
IOP.S≥1.2Iw.max=1.2×（30-
+
）=109A
本移动变电站为Y,d接线
满足灵敏度要求
3、4#高压配电装置带二联500移变
过负荷保护
IOP.O≥1.1Ica=1.1×18=20A
（分）根据反时限特性过载时间档位选择1档
过流延时7S，定时限过流定值3倍速断5倍。
短路保护动作值
IOP.S≥1.2Iw.max=1.2×（20-
+
）=116A
本移动变电站为Y,d接线
满足灵敏度要求
4、2#高压（总）配电装置PBG-100/10
电流速断整定（按母联保护计算）
Iaq=KrelKOLINCT=1.3×4×100=520A
灵敏度效验
过流保护
Iaoc=KrelXI1m=1.3×70=90A整定90A
灵敏度效验
根据反时限特性过载时间档位选择2档
过流延时8S，定时限过流定值5倍速断7倍。
1#总配电装置整定同理
2、采区变电所高压开关整定
1、PBG9L-50/103#配电装置整定带200KVA变压器
过负荷整定
IOP.O≥1.1Ica=1.1×11=12A
（分）根据反时限特性过载时间档位选择1档
过流延时5S速断1.6倍。
短路保护动作值
IOP.S≥1.2Iw.max=1.2×（12-
+
）=26A（最小为80A）
本移动变电站为Y,d接线
满足灵敏度要求
2、PBG9L-50/104#配电装置整定带400KVA变压器
过负荷整定
IOP.O≥1.1Ica=1.1×28=30A
（分）根据反时限特性过载时间档位选择1档
过流延时5S速断6倍。
短路保护动作值
IOP.S≥1.2Iw.max=1.2×（12-
+
）=75A（最小为80A）
本移动变电站为Y,d接线
满足灵敏度要求
3、高压起动器QJGZ-50/10带水泵开关
电动机装设在采区泵房，属直接起动设专人值班，系统短路容量为50MVAIK3min=2373A电动机功率为185KWIN=28.9Kst=5.6
电流速断保护动作整定
Iap=KrelKcKstIN=1.8×1×5.6×28.9=291A
过载保护整定
Iaol=KrelKcIN=1.2×1×28.9=35A
灵敏度效验
满足灵敏度要求（其余两台同理）
4、5#7#高压（总）配电装置PBG9L-200/10整定
电流速断整定（按母联保护计算）
Iaq=KrelKOLINCT=0.8×4×180=576A
灵敏度效验
过流保护
Iaoc=Krel×I1m=1.5×60=90A
灵敏度效验
根据反时限特性过载时间档位选择2档
过流延时8S，速断2倍。
3、中央变电所配电柜整定
1、动力变压器1#2#KBSG-500/10接线组别Y，dCT=50/5
过流保护
灵敏度效验
满足要求
过负荷动作电流
延时7秒
速断动作电流整定
则速断为1.5×6=9A
灵敏度效验
满足要求
2、采区一路（二路）CT=200/5采用母联保护计算
按电流互感器一次侧额定电流整定电流速断
Iaq=KrelKOL
=1.3×4×200/40=26A（取20A）
灵敏度效验
过流保护
Iaoc=Krel
=1.6
=6.1A
灵敏度效验
过负荷取可靠系数1.4=5.3A
漏电保护定值为IOdzⅠ=K×0.6×L=10×0.6×1.4=8.4A
漏电告警定值IOdzII=K×0.6×L=4×0.6×1.4=3.36A
3、进线柜CT=400/5采用母联保护
按电流互感器一次侧额定电流整定电流速断
A
采用最小灵敏度计算故不需效验
过流保护
Iaoc=Krel
=1.5
=9A
灵敏度效验
过负荷保护
取5A
4、主排水泵柜保护整定：
变比CT=150/5
⑴过流保护整定:
按公式：
Iaol≥1.5×74.9/（0.85×30）=4.4A
⑵过负荷保护整定
Iaol≥1.4×74.9/（0.85×30）=4.1A
⑶速断保护动作电流整定：
按躲过电动机额定启动电流来整定
按公式：
Isb.r≥1.8/Ki×Ist.m=350×1.5/30=17.5A
灵敏度校验：
K=I
（2）min/KiIsb.r≥2
即K=2137/（30×17.5）=4≥2
灵敏度满足要求
5、联络柜保护整定与进线柜整定相同.
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