矿井下低压供电继电保护整定计算.docx

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矿井下低压供电继电保护整定计算

井下供电保护整定计算书

一、概述：

矿井工业场区内建有一座35/10.5kV变电站，设双回路35kV供电系统，1回35kV电源低压系统，安装2台SCB-1600/1010/0.4kV动力变压器及380V配电设备；

矿井35kV变电站取消低压系统，以两回10kV电源线路向主通风机房10kV配电室、工业场地变电所、井下中央变电所、主斜井胶带机供电，向行政生活区变电所提供其中一回10kV电源；

中央变电所采用10kV下井，两回电源均引自地面35kV变电所10kV不同母线段。

电缆选择MYJV22-8.7/10kV3×120mm2800m交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，当任一回电源电缆故障时，另一回能满足井下全部负荷用电。

中央变电所设12台PJG-10Y型矿用隔爆型高压真空配电装置，分别以两回10kV向一采区变电所、所内两台KBSG-630/1010/0.69kV矿用隔爆型干式变压器供电；中央变电所以三回660V向井下主水泵房一对一直接供电，以两回660V向9#煤采区水泵房、行人斜巷架空乘人器供电，以单回660V向9号下山胶带输送机、上仓胶带输送机、4号煤库给煤机、无极绳绞车及巷道照明等供电。

二、整定计算：

计算依据《煤矿井下供电三大保护细则》、《煤矿电工手册》、电器设备的产品说明书、供电系统图。

图纸附后。

1、井下中央变电所

1.1负荷统计

设备名称

使用地点

安装台数

工作台数

单台功率（KW）

总功率（KW）

额定电压（KV）

主排水泵

中央泵房

3

1

90

90

0.66

采区排水泵

9#采区水泵房

3

1

55

55

0.66

调度绞车

9#管子道

1

1

25

25

0.66

皮带输送机

9#上仓皮带

2

1

90

90

0.66

皮带输送机

9#上仓皮带

1

1

185

185

0.66

油泵

9#上仓皮带

2

1

4

4

0.66

泵站风扇

9#上仓皮带

2

1

4

4

0.66

无极绳绞车

井底车场

1

1

75

75

0.66

合计

528

1.2过流整定计算：

1.2.1中央变电所总馈电开关过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=（90+55+25+90+185+4+4+75）×1000÷（√3×660×0.8）=578A≈580A

Id=5Iz=5×580=2900A

1.2.2中央变电所联络馈电开关过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=（110+25+90+75+90+11）×1000÷（√3×660×0.8）=438.7A≈440A

Id=5Iz=5×440=2200A

1.2.3主排水泵起动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=90×1000÷（√3×660×0.8）=100A

Id=5Iz=5×100=500A

1.2.49#采区水泵回路馈电开关过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=（55+55）×1000÷（√3×660×0.8）=121A≈125A

Id=5Iz=5×125=625A

1.2.59#采区水泵起动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=55×1000÷（√3×660×0.8）=61A≈65A

Id=5Iz=5×65=325A

1.2.69#调度绞车起动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=25×1000÷（√3×660×0.8）=28A≈30A

Id=5Iz=5×30=150A

1.2.79#上仓皮带起动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=90×1000÷（√3×660×0.8）=99A≈100A

Id=5Iz=5×100=500A

1.2.8井底车场无极绳绞车起动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=75×1000÷（√3×660×0.8）=83A≈85A

Id=5Iz=5×85=425A

1.2.99#上仓二部皮带回路回路馈电开关过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=（185+4+4+4）×1000÷（√3×660×0.8）=215A

Id=5Iz=5×215=1075A

1.2.109#上仓二部皮带起动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=185×1000÷（√3×660×0.8）=203A≈205A

Id=5Iz=5×205=1025A

1.2.109#上仓二部皮带油泵开关起动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=4×1000÷（√3×660×0.8）=4.4A≈5A

Id=5Iz=5×5=25A

1.2.119#上仓二部皮带油泵开关起动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=4×1000÷（√3×660×0.8）=4.4A≈5A

Id=5Iz=5×5=25A

1.2.129#上仓二部皮带油泵风扇开关起动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=4×1000÷（√3×660×0.8）=4.4A≈5A

Id=5Iz=5×5=25A

1.2.139#上仓二部皮带张紧油泵开关起动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=4×1000÷（√3×660×0.8）=4.4A≈5A

Id=5Iz=5×5=25A

1.2.14中央变电所NJG-906高爆开关的过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=528×1000÷（√3×10000×0.8）=38A

Id=5Iz=5×38=190A

为双回路供电，

故：

NJG-908高爆开关的过载整定电流和NJG-906高爆开关的过载整定电流相同。

1.2.15中央变电所NJG-903（4#采区）高爆开关的过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=2220.95×1000÷（√3×10000×0.8）=160A

Id=5Iz=5×160=800A

为双回路供电，

故：

NJG-903高爆开关的过载整定电流和NJG-910高爆开关的过载整定电流相同。

1.2.16中央变电所总高爆开关的过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=（2220.95+528）×1000÷（√3×10000×0.8）=200A

Id=5Iz=5×200=1000A

1.3短路电流计算：

中央变电所移动变压器KBSGZY-63010/0.69二次出口端短路三相电流Id1（3）计算:

移动变压器最远端开关短路电流Id1

（2）计算:

变压器容量：

630KVA

短路点电压：

690V

查附录二表一得系统电抗Xx=0.0048Ω

高压电缆MYJV22-8.7/10KV3×50mm2长度0.02千米

查表计算：

R1=0.42Ω×0.02=0.0084Ω

X1=0.08Ω×0.02=0.0016Ω

变压器电阻电抗查得：

Rb=0.0056Ω

Xb=0.0415Ω

低压电缆MYP-0.69/1.14KV3×120+1*50mm2长度0.02千米

MYP-0.69/1.14KV3×50+1*25mm2长度0.95千米

MYP-0.69/1.14KV3×35+1*16mm2长度0.01千米

查表计算：

ΣR2=（0.164Ω×0.02）+（0.4484Ω×0.95）

+（0.616Ω×0.01）=0.43542Ω

ΣX2=（0.056Ω×0.02）+（0.081Ω×0.95）

+（0.084Ω×0.01）=0.08647Ω

∑R=R1/Kb2+Rb+R2

=0.0084/14.52+0.0056+0.43542=0.44106Ω

∑X=XX+X1/Kb2+Xb+X2

=0.0048+0.0016/14.52+0.0415+0.08647

=0.132778Ω

Id=Ue/2√（∑R）2+（∑X）2

=690/2√（0.44106）2+（0.132778）2≈1323A

故：

移动变压器KBSGZY-63010/0.69二次出口端三相短路电流Id（3）=1.15Id

（2）=1.15×1323≈1522A

2、4#采区变电所

2.1负荷统计

设备名称

使用地点

安装台数

工作台数

单台功率（KW）

总功率（KW）

额定电压（KV）

主排水泵

4#采区泵房

3

1

132

132

0.66

皮带输送机

4#运输下山二部

2

1

2*75

150

0.66

架空乘人装置

4#暗斜井

1

1

22

22

0.66

油泵

4#暗斜井

1

1

2.5

2.5

0.66

风扇

4#暗斜井

1

1

0.45

0.45

0.66

皮带输送机

4#运输下山一部

1

1

2*75

150

0.66

无极绳绞车

4#轨道巷

1

1

75

75

0.66

提升机

4#暗斜井

1

1

160

160

0.66

合计

689

2.2过流整定计算：

2.2.14#采区变电所总馈电开关过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=（132+150+22+150+75+160+2.2+0.45）×1000÷（√3×660×0.8）=753A≈755A

Id=5Iz=5×755=3775A

2.2.24#采区变电所总馈电联络开关过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=（150+132+75+22+160+2.49）×1000÷（√3×660×0.8）=589A≈590A

Id=5Iz=5×590=2950A

2.2.34#采区水泵房馈电开关过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=132×1000÷（√3×660×0.8）=144A≈145A

Id=5Iz=5×145=725A

2.2.44#采区水泵房水泵启动装置过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=132×1000÷（√3×660×0.8）=144A≈145A

Id=5Iz=5×145=725A

2.2.54#运输下山二部皮带馈电开关过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=150×1000÷（√3×660×0.8）=164A≈165A

Id=5Iz=5×165=825A

2.2.64#运输下山二部皮带启动装置过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=150×1000÷（√3×660×0.8）=164A≈165A

Id=5Iz=5×165=825A

2.2.74#运输下山二部皮带张紧装置启动装置过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=7.5×1000÷（√3×660×0.8）=8.2A≈9A

Id=5Iz=5×9=45A

2.2.84#暗斜井架空乘人装置馈电开关过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=（22+2.5+0.45）×1000÷（√3×660×0.8）=27.29A≈30A

Id=5Iz=5×30=150A

2.2.94#暗斜井架空乘人装置启动装置过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=22×1000÷（√3×660×0.8）=24A≈25A

Id=5Iz=5×25=125A

2.2.104#暗斜井架空乘人装置风扇启动装置过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=2.5×1000÷（√3×660×0.8）=2.73A≈3A

Id=5Iz=5×3=15A

2.2.114#暗斜井架空乘人装置油泵启动装置过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=0.45×1000÷（√3×660×0.8）=0.49A≈0.5A

Id=5Iz=5×0.5=2.5A

2.2.124#运输下山一部皮带馈电开关过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=150×1000÷（√3×660×0.8）=164A≈165A

Id=5Iz=5×165=825A

2.2.134#运输下山一部皮带启动装置过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=150×1000÷（√3×660×0.8）=164A≈165A

Id=5Iz=5×165=825A

2.2.144#运输下山一部皮带张紧装置启动装置过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=7.5×1000÷（√3×660×0.8）=8.2A≈9A

Id=5Iz=5×9=45A

2.2.164#无极绳绞车馈电开关过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=75×1000÷（√3×660×0.8）=82A≈85A

Id=5Iz=5×85=425A

2.2.174#无极绳绞车启动装置过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=75×1000÷（√3×660×0.8）=82A≈85A

Id=5Iz=5×85=425A

2.2.184#暗斜井绞车馈电开关过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=160×1000÷（√3×660×0.8）=175.5A≈180A

Id=5Iz=5×180=900A

2.2.194#局部通风机馈电开关过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=60×1000÷（√3×660×0.8）=32.8A≈35A

Id=5Iz=5×35=175A

2.2.204#采区变电所NJG-403（4#采区辅助系统）高爆开关的过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=691.95×1000÷（√3×10000×0.8）=50A

Id=5Iz=5×50=250A

为双回路供电，

故：

NJG-403高爆开关的过载整定电流和NJG-407高爆开关的过载整定电流相同。

2.2.214#采区变电所NJG-404（局部通风机）高爆开关的过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=30×1000÷（√3×10000×0.8）=2A

Id=5Iz=5×2=10A

故：

NJG-404高爆开关的过载整定电流和NJG-406高爆开关的过载整定电流相同。

2.2.214#采区变电所NJG-409（掘进）高爆开关的过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=414×1000÷（√3×10000×0.8）=30A

Id=5Iz=5×30=150A

2.2.224#采区变电所NJG-409（综采）高爆开关的过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=1085×1000÷（√3×10000×0.8）=80A

Id=5Iz=5×80=400A

2.2.234#采区变电所总高爆开关的过载整定电流

Iz=∑PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=（414+691.95+30+1085）×1000÷（√3×10000×0.8）=160A

Id=5Iz=5×160=800A

2.2.244#采区变电所高爆联络开关的过载整定电流

Iz=∑PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=（691.95+1085）×1000÷（√3×10000×0.8）=130A

Id=5Iz=5×130=650A

2.3短路电流计算：

4#采区变电所移动变压器KBSGZY-80010/0.69二次出口端短路三相电流Id1（3）计算:

移动变压器最远端开关短路电流Id1

（2）计算:

变压器容量：

800KVA

短路点电压：

690V

查附录二表一得系统电抗Xx=0.0048Ω

高压电缆MYJV22-8.7/10KV3×50mm2长度0.025千米

查表计算：

R1=0.42Ω×0.025=0.0105Ω

X1=0.08Ω×0.025=0.002Ω

变压器电阻电抗查得：

Rb=0.0056Ω

Xb=0.0415Ω

低压电缆MYP-0.69/1.14KV3×70+1*25mm2长度0.02千米

MYP-0.69/1.14KV3×50+1*25mm2长度0.8千米

MYP-0.69/1.14KV3×35+1*16mm2长度0.02千米

查表计算：

ΣR2=（0.3151Ω×0.02）+（0.4484Ω×0.8）

+（0.616Ω×0.02）=0.377342Ω

ΣX2=（0.078Ω×0.02）+（0.081Ω×0.8）

+（0.084Ω×0.02）=0.06804Ω

∑R=R1/Kb2+Rb+R2

=0.0105/14.52+0.0056+0.377342=0.383Ω

∑X=XX+X1/Kb2+Xb+X2

=0.0048+0.002/14.52+0.0415+0.06804=0.11435Ω

Id=Ue/2√（∑R）2+（∑X）2

=690/2√（0.383）2+（0.11435）2≈864A

故：

移动变压器KBSGZY-80010/0.69二次出口端三相短路电流Id（3）=1.15Id

（2）=1.15×864≈994A

3、4105回风顺槽

3.1负荷统计

设备名称

使用地点

安装台数

工作台数

单台功率（KW）

总功率（KW）

额定电压（KV）

皮带输送机

4105回风顺槽一部

1

1

40

40

1.14

张紧绞车

4105回风顺槽

1

1

4

4

1.14

掘进机

4105回风工作面

1

1

160

246

1.14

除尘风机

4105回风工作面

1

1

22

22

1.14

皮带输送机

4105回风顺槽二部

1

1

11

11

1.14

皮带输送机

4105回风顺槽三部

1

1

40

40

1.14

喷雾泵

4105回风顺槽

1

1

37

37

1.14

探水机

4105回风顺槽

1

1

10

10

1.14

合计

410

3.2过流整定计算：

3.2.14105回风顺槽总馈电开关过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=（40+4+160+11+40+37+10）×1000÷（√3×1140×0.8）=261.19A≈265A

Id=5Iz=5×235=1325A

3.2.24105回风顺槽一部皮带启动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=40×1000÷（√3×1140×0.8）=25.3A≈30A

Id=5Iz=5×30=150A

3.2.34105回风顺槽一部皮带拉紧绞车启动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=4×1000÷（√3×1140×0.8）=2.5A≈3A

Id=5Iz=5×3=15A

3.2.44105回风顺槽二部皮带启动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=15×1000÷（√3×1140×0.8）=9.5A≈10A

Id=5Iz=5×10=50A

3.2.54105回风顺槽一部皮带启动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=40×1000÷（√3×1140×0.8）=25.3A≈30A

Id=5Iz=5×30=150A

3.2.64105回风顺槽喷雾泵启动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=37×1000÷（√3×1140×0.8）=23.4A≈25A

Id=5Iz=5×25=125A

3.2.74105回风顺槽探水机启动装置过载整定电流

Iz=PN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=10×1000÷（√3×1140×0.8）=6.3A≈7A

Id=5Iz=5×7=35A

3.2.84105回风顺掘进配电装置过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=（160+75+22+11）×1000÷（√3×1140×0.8）=155.79A≈160A

Id=5Iz=5×160=800A

3.2.94105回风顺槽局部通风机馈电开关过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=30×1000÷（√3×660×0.8）=32.8A≈35A

Id=5Iz=5×35=175A

3.2.104105回风工作面除尘风机启动装置过载整定电流

Iz=ΣPN×1000÷（√3×Ue×CosΦ）=22×1000÷（√3×1140×0.8）=13.9A≈15A

Id=5Iz=5×15=75A

2.3短路电流计算：

4105掘进干式变压器KBSG-40010/1.14二次出口端短路三相电流Id1（3）计算:

干式变压器最远端开关短路电流Id1

（2）计算:

变压器容量：

400KVA

短路点电压：

1140V

查附录二表一得系统电抗Xx=0.0048Ω

高压电缆MYJV22-8.7/10KV3×50mm2长度0.15千米

查表计算：

R1=0.42Ω×0.15=0.063Ω

X1=0.08Ω×0.15=0.012Ω

变压器电阻电抗查得：

Rb=0.0056Ω

Xb=0.0415Ω

低压电缆MYP-0.69/1.14KV3×70+1*25mm2长度0.04千米

MYP-0.69/1.14KV3×50+1*25mm2长度0.2千米

查表计算：

ΣR2=（0.3151Ω×0.04）+（0.4484Ω×0.2）

=0.102284Ω

ΣX2=（0.078Ω×0.04）+（0.081Ω×0.2）

=0.01932Ω

∑R=R1/Kb2+Rb+R2

=0.063/14.52+0.0056+0.102284=0.1082Ω

∑X=XX+X1/Kb2+Xb+X2

=0.0048+0.012/14.52+0.0415+0.01932=0.0657Ω

Id=Ue/2√（∑R）2+（∑X）2

=1140/2√（0.1082）2+（0.0657）2≈4502A

故：

干式变压器KBSG-40010/1.14二次出口端三相短路电流Id（3）=1.15Id

（2）=1.15×4502≈5177A

4、4103综采

4.1负荷统计

设备名称

使用地点

安装台数

工作台数

单台功率（KW）

总功率（KW）

额定电压（KV）

1#移动变压器

采煤机

4103综采工作面

1

1

240

240

1.14

转载机

4103皮顺

1

1

75

75

1.14

刮板输送机

4103综采工作面

2

2

160

320

1.14

双速回柱绞车

4103皮顺

1

1

22

22

1.14

合计

657

2#移动变压器

注水泵

4103回风顺槽

1

1

37

37

0.66

阻化剂泵

4103回风顺槽

1

1