煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则.docx
《煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则
煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则
第一章一般规定
第一节短路电流的计算方法
第1条 选择短路保护装置的整定电流时，需计算两相短路电流值，可按公式
（1）计算：
（1）
式中：
--两相短路电流，A；
--短路回路内一相电阻、电抗值的总和，Ω；
Xx--根据三相短路容量计算的系统电抗值,见附表一，Ω；
R1、X1--高压电缆的电阻、电抗值，见附表二，Ω；
Kb--矿用变压器的变压比，若一次电压为6000V，二次电压为400、690、1200V时，变压比依次为15、8.7、5；当一次电压为3000V，二次电压为400V时，变压比为7.5；
Rb、Xb ----矿用变压器的电阻、电抗值，见附表三，Ω；
R2、X2 ----低压电缆的电阻、电抗值，见附表八，Ω；
Ue----变压器二次侧额定电压，对于380V网路，Ue以400V计算；对于660V网路，。
Ue以690V计算；对于1140V网路，Ue以1200V计算；对于127V网路，Ue以133V计算。
利用公式⑴计算两相短路电流时，不考虑短路电流周期分量的衰减，短路回路的接触电阻和电弧电阻值也忽略不计。
若需计算三相短路电流值，可按公式
（2）计算：
（2）
式中：
--三相短路电流，A。
第2条 两相短路电流还可利用计算图（或表）查出。
此时可根据变压器的容量、短路点至变压器的电缆换算长度及系统电抗、高压电缆的折算长度，从附表十一、十二中查出。
电缆的换算长度可根据电缆的截面、实际长度，可以用公式（3）计算得出。
LH=K1L1+K2L2+……+KnLn+Lx+Kglg （3）
式中：
LH—电缆总的换算长度，m；
K1、K2……Kn—换算系数，各种截面电缆的换算系数可从附表四、五中查得；
L1、L2……Ln—各段电缆的实际长度，m；
LX—系统电抗的换算长度，见附表九；
Kg—6KV电缆折算至低压侧的换算系数，见附表十；
Lg—6KV电缆的实际长度，m。
电缆的换算长度，是根据阻抗相等的原则将不同截面和长度的高、低压电缆换算到标准截面的长度，在380V、660V、1140V系统中，以50mm2作为标准截面；在l27V系统中，以4mm2作为标准截面。
电缆的芯线电阻值选用芯线允许温度65℃时的电阻值；电缆芯线的电抗值按0.081Ω／km计算；线路的接触电阻和电弧电阻均忽略不计。
第二节 短路保护装置
第3条 馈出线的电源端均需加装短路保护装置。
低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线的保护装置。
第4条 当干线上的开关不能同时保护分支线路时，则应在靠近分支点处另行加装短路保护装置。
第5条 各类短路保护装置均应按本细则进行计算、整定、校验，保证灵敏可靠，不准甩掉不用，并禁止使用不合格的短路保护装置。
第二章 电缆线路的短路保护
第一节 电磁式过流继电器的整定
第6条 1200V及以下馈电开关过流继电器的电流整定值，按下列规定选择。
1、对保护电缆干线的装置按公式（4）选择：
Iz≥IQe+Kx∑Ie （4）
式中：
Iz--过流保护装置的电流整定值，A；
IQe--容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电动机同时起动的工作机械，若其总功率大于单台起动的容量最大的电动机功率时，IQe则为这几台同时起动的电动机的额定起动电流之和，A；
∑Ie--其余电动机的额定电流之和，A；
Kx--需用系数，取0.5～1。
2、对保护电缆支线的装置按公式（5）选择：
Iz≥IQe （5）
式中：
Iz、IQe的含义同公式（4）。
目前某些隔爆磁力起动器装有限流热继电器，其电磁元件按上述原则整定，其热元件按公式（7）整定。
煤矿井下常用电动机的额定起动电流和额定电流可以从电动机的铭牌或技术资料中查出，并计算出电动机的额定起动电流近似值。
对鼠笼式电动机，其近似值可用额定电流值乘以6；对于绕线型电动机，其近似值可用额定电流值乘以1.5；当选择起动电阻不精确时，起动电流可能大于计算值，在此情况下，整定值也要相应增大，但不能超过额定电流的2.5倍。
在起动电动机时，如继电器动作，则应变更起动电阻，以降低起动电流值。
对于某些大容量采掘机械设备，由于位处低压电网末端，且功率较大，起动时电压损失较大，其实际起动电流要大大低于额定起动电流，若能测出其实际起动电流时，则公式（4）和公式（5）中IQe应以实际起动电流计算。
第7条 按第6条规定选择出来的整定值，还应用两相短路电流值进行校验，应符合公式（6）的要求：
（6）
式中：
--被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值，A；
IZ—过电流保护装置的电流整定值，A；
1.5—保护装置的可靠动作系数。
若线路上串联两台及以上开关时（其间无分支线路），则上一级开关的整定值，也应按下一级开关保护范围最远点的两相短路电流来校验，校验的灵敏度应满足1.2～1.5的要求，以保证双重保护的可靠性。
若经校验，两相短路电流不能满足公式（6）时，可采取以下措施：
1、加大干线或支线电缆截面。
2、设法减少低压电缆线路的长度。
3、采用相敏保护器或软起动等新技术提高灵敏度。
4、换用大容量变压器或采取变压器并联。
5、增设分段保护开关。
6、采用移动变电站或移动变压器。
第二节 电子保护器的电流整定
第8条 馈电开关中，电子保护器的短路保护整定原则，按第6条的在关要求进行整定，按第7条原则校验，其整定范围为（3～10）Ie；其过载长延时保护电流整定值按实际负载电流值整定，其整定范围为（0.4～1）Ie。
Ie为馈电开关的额定电流。
第9条电磁起动器中，电子保护器的过流整定值，按公式⑺选择：
Iz≤Ie ⑺
式中：
Iz--电子保护器的过流整定值，取电动机额定电流近似值，A。
Ie--电动机的额定电流，A。
当运行中电流超过Iz值时，即视为过载，电子保护器延时动作；当运行中电流达到Iz值的8倍及以上时，即视为短路，电子保护器瞬时动作。
第10条 按第9条规定选择出来的整定值，也应以两相短路电流值进行校验，应符合公式（8）的要求：
≥1.2 （8）
式中：
--含义同公式（6）；
Iz—含义同公式（7）；
8Iz----电子保护器短路保护动作值。
1.2----保护装置的可靠动作系数，如不能满足公式（8）应采取第7条规定的有关措施。
第三节 熔断器熔体额定电流的选择
第11条 1200V及以下的电网中，熔体额定电流可按下列规定选择。
1、对保护电缆干线的装置，按公式（9）选择：
（9）
式中：
IR--熔体额定电流，A。
IQe、∑Ie--含义同公式（4）。
1.8～2.5--当容量最大的电动机起动时，保证熔体不熔化系数。
对于不经常启动和轻载起动的可取2.5;对于频繁起动和带负载起动的可取1.8～2。
如果电动起动时电压损失较大，则起动电流比额定起动电流小得多，其所取的不熔化系数比上述数值可略大一些，但不能将熔体的额定电流取得太小，以免在正常工作中由于起动电流过大而烧坏熔体，导致单相运转。
2、对保护电缆支线的装置按公式（10）选择：
（10）
式中：
IQe、IR及系数1.8～2.5的含义和采用数值同公式（9）。
3、对保护照明负荷的装置，按公式（11）选择：
IR≈Ie ．．．．．．（11）
式中：
Ie--照明负荷的额定电流，A。
选择熔体的额定电流应接近于计算值。
第12条 选用的熔体，应按公式（12）进行校验：
4～7 （12）
式中：
--含义公式（6）。
4～7--为保证熔体及时熔断的系数，当电压为1140V、660V、380V，熔体额定电流为100A及以下时，系数取7；电流为125A时，系数取6.4；电流为160A时，系数取5；电流为200A时，系数取4；当电压为127V时，不论熔体额定电流大小，系数一律取4。
第三章 变压器的保护
第13条 动力变压器在低压侧发生两相短路时，采用高压配电装置中的过流保护装置来保护，对于电磁式保护装置，其一次电流整定值Iz按公式（13）选择：
Iz≥
（13）
式中：
Kb--变压器变压比；
1.2～1.4--可靠系数；
对于电子式高压综合保护器，按电流互感器二次额定电流值（5A）的1、2、3、4、5、6、7、8、9倍分级整定，其整定值按公式（14）选择：
n≥
（14）
式中：
n--互感器二次额定电流（5A）的倍数；
Ige--高压配电装置额定电流，A。
过电流保护装置的整定值，应取其最接近于计算的数值。
对Y/Y接线的变压器，按公式（13）计算出的整定值，按公式（15a）检验：
≥1.5 （15a）
对于Y/△接线的变压器，按公式（13）计算出的整定值，按公式（15b）校验：
≥1.5 （15b）
式中：
--变压器低压侧两相短路电流，A；
IZ—高压配电装置过电流保护装置的电流整定值，A；
Kb—变压器的变压比；
--Y/△接线变压器的二次侧两相短路电流折算到一次侧时的系数；
1.5--保证过电流保护装置可靠动作的系数。
第14条 动力变压器的过负荷保护反映变压器正常运行时的过载情况，通常为三相对称，一般经一定延时作用于信号。
高压配电装置中保护整定原则如下：
①电子式过流反时限继电保护装置，按变压器额定电流整定。
②电磁式动作时间为10～15s，起动电流按躲过变压器的额定电流来整定：
Iz=
（16）
式中：
Iz--含义同前。
K--可靠系数，取1.05。
Kf--返回系数，一般为0.85。
Ieb--变压器额定电流。
第l5条 高压配电装置的额定电流值的选择，除应考虑其实际可能的最大负载电流外，还应从其遮断能力出发，以其出口端处可能发生的三相短路电流来校验，必须选择既能承担长期的实际最大负载电流，又能安全可靠地切断其出口处的三相直接短路的最大短路电流。
配电装置出口处的三相短路电流值，应经计算确定。
当缺乏计算数据时，可按配电装置短路容量来确定短路电流值。
为了提高保护性能，最好能算出实际的短路电流值。
实际短路电流值，一般比用最大允许的短路容量（50MVA或l00MVA）所计算出来的数值要小。
第16条照明、信号综合保护装置和煤电钻综合保护装置中变压器的一次侧用熔断器保护时，其熔体的额定电流选择如下：
1．对保护照明综保变压器按公式（17）选择：
（17）
式中：
IR--熔体额定电流，A；
Ie--照明负荷的额定电流，A；
Kb—变压比，当电压为380/133（230）V时，Kb为2.86（1.65）；当电压为660/133（230）V时，Kb为4.96（2.86）；当电压为1140/133（230）V时，Kb为8.57（4.96）。
2、对保护电钻综保变压器按公式（18）选择：
（18）
式中：
IQe--容量量大的电钻电动机的额定起动电流，A；
∑Ie--其余电钻电动机的额定电流之和，A；
Kb–含义同公式（17）。
所选用的熔体额定电流应接近于计算值，并按公式（19）进行校验：
≥4 （19）
式中：
--变压器低压侧两相短路电流，A；
Kb--变压比。
--Y/△接线变压器二次侧两相短路电流折算到一次侧的系数，当△/△接线时此系数取1。
第四章 管理制度
第17条 矿（井）或采区应有专人负责低压电气设备和高压配电装置过电流保护装置的整定和管理工作。
局、矿（井）机电部门要加强对此项工作的检查和指导，要做好对机电维修工和负责整定工作人员的培训工作。
第l8条 新投产的采区，在作采区供电设计时，应对保护装置的整定值进行计算、校验，机电安装工按设计要求进行安装、整定、调整。
当电气设备涉及的电网及负荷状况发生变化时，专管人员应及时进行计算，经电气技术人员审批后，由专责的电气维修工负责调整。
第l9条 运行中的电气设备的保护装置，由电气维修工负责定期检查，如发现有误动作或整定值选择有差错时，应查明原因，由电气技术人员或矿井主管电气的负责人根据实际情况做必要的改动，其他人员不得任意变更。
第20条 矿井机电主管部门应备有实际的供电系统图板（或计算机辅助管理系统），其上注明电气设备型号、容量、电缆线路规格、长度、短路电流值和保护装置的整定值。
此图板由矿（井）机电科（队）负责管理并随时修改补充。
各运行维护单位也必须建立相应的供电系统图板（或计算机管理系统）。
第21条 为了便于检查，设备应挂标志牌，牌上注明设备的编号、型号、整定值、两相短路电流值、整定日期、用途、使用单位及维护人。
第22条 高、低压开关在机（电）修厂检修完后，必须对其保护装置进行校验，使之符合要求，以便在下井使用时，可以根据其刻度正确地调整。
第23条 各类开关设备（含新的、检修完的）及单独保护器，在人井前应由专职的、经矿务局考试合格的电气设备防爆检查员检查其电气保护及防爆安全性能，取得合格证后，方可入井。
第24条开关在井下使用超过6个月时，应对其过流保护装置进行一次检验和调整。
附 表
表一 根据三相短路容量计算的系统电抗值（Ω）
三相短路容量（MVA）
10
15
20
25
30
40
50
100
额定电压（V）
400
0.016
0.0107
0.008
0.0064
0.0053
0.004
0.0032
0.0016
690
0.0476
0.0317
0.0238
0.019
0.0159
0.0119
0.0095
0.0048
1200
0.144
0.096
0.072
0.0576
0.048
0.036
0.0288
0.0144
表二 高压铠装电缆的电阻、电抗值（Ω/Km）
截面（mm2）
16
25
35
50
70
电压（KV）
铜
铜
铜
铜
铜
6
R1
1.34
0.857
0.612
0.429
0.306
X1
0.068
0.066
0.064
0.063
0.061
10
R1
1.313
0.84
0.6
0.42
0.3
X1
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
表三 矿用变压器技术特征表
型号
额定容量（KVA）
额定电压（V）
额定电流（A）
损耗（W）
阻抗电压（%）
连接组
每相线圈阻抗（Ω）
一次
二次
一次
二次
空载
短路
Ud
Z
X
R
KBSG-100/6
100
6000
690
9.62
83.32
600
1000
4
Y.Y0/Yd11
0.1921
0.186
0.048
KBSG-200/6
200
6000
690
19.2
166.6
1000
1400
4
Y.Y0/Yd11
0.0961
0.0946
0.0168
KBSG-315/6
315
6000
690
30.3
262.5
1400
2200
4
Y.Y0/Yd11
0.0605
0.06
0.0106
表四 电网电压为1140V、660V、380V时电缆换算系数表
电缆截面（mm2）
42
62
102
162
252
352
502
702
952
换算系数
11.97
8.11
4.75
3.01
1.91
1.37
1
0.73
0.53
表五 电网电压为127V时电缆换算系数表
电缆截面（mm2）
2.52
42
62
102
换算系数
1.64
1
0.58
0.34
表六 橡套电缆长时间允许电流（A）
2.52
42
62
102
162
252
352
502
702
952
1202
普通
20
25
35
45
75
100
125
160
210
屏蔽
45
58
75
105
136
168
200
铠装
40
52
70
95
125
155
190
235
285
335
表七 矿用变压器的电压比（一次为6000V）
二次电压（V）
400
690
1200
15
8.7
5
表八 矿用橡套电缆的电阻、电抗值（Ω/Km）
阻抗
电缆型号
电缆芯线截面（mm2）
2.5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
电阻
UZ
10.42
6.36
UUP
5.5
3.69
2.16
1.37
0.864
0.616
0.448
0.315
UCUCP
2.18
1.48
0.937
0.683
0.491
UPQ
2.16
1.37
0.864
0.616
0.448
0.315
0.23
UCPQ
UCPJQ
0.683
0.491
0.346
0.247
电抗
0.101
0.095
0.092
0.09
0.088
0.084
0.081
0.078
0.075
表九 系统电抗的换算长度（m）
容量（MVA）
10
15
20
25
30
40
50
100
额定电压（V）
400
35.1
23.4
17.6
14.1
11.7
8.8
7
3.51
690
104.6
69.7
52.3
41.8
34.9
26.1
20.9
10.46
1200
316.3
210.9
158.2
126.5
105.4
79.1
63.3
31.63
注：
表中数据为折算至低压50mm2电缆时的换算长度。
表十 6KV电缆折算至690V电压的换算系数表
电缆截面（mm2）
铜芯
电缆截面（mm2）
铜芯
10
0.058
50
0.012
16
0.036
70
0.008
25
0.023
95
0.006
35
0.017
注：
表中数据为折算至低压50mm2电缆时的换算系数。
表十一 KBSG型变压器二次电压690V两相短路电流计算表（A）
电缆的换算长度（m）
变压器容量（KVA）
100
200
315
0
1812
3625
5699
20
1774
3484
5368
40
1736
3333
4999
60
1696
3177
4626
80
1656
3021
4271
100
1616
2870
3943
120
1575
2725
3646
140
1535
2588
3380
160
1496
2459
3143
180
1457
2339
2933
200
1419
2227
2745
220
1382
2123
2577
240
1347
2027
2426
260
1312
1937
2291
280
1278
1854
2169
300
1246
1777
2058
320
1214
1705
1958
340
1184
1638
1866
360
1155
1576
1782
380
1126
1518
1705
400
1099
1464
1635
420
1073
1413
1569
440
1048
1365
1509
460
1024
1321
1543
480
1000
1278
1400
500
978
1239
1352
520
956
1201
1306
540
936
1166
1264
560
915
1133
1224
580
896
1101
1186
600
878
1071
1151
620
860
1043
1117
640
842
1016
1086
660
826
990
1056
680
810
966
1028
700
794
942
1001
720
779
920
975
740
764
899
951
760
750
879
928
780
737
859
906
800
724
841
885
820
711
823
865
840
699
806
846
860
687
789
828
880
675
773
810
900
664
758
793
920
653
743
777
940
643
729
762
960
633
716
747
980
623
703
732
1000
613
690
719
1
升级会员 