KV变电所KV开关柜过载和速断保护计算的技巧.docx

1、KV变电所KV开关柜过载和速断保护计算的技巧海孜煤矿35KV变电所6KV开关柜保护计算整定书海孜煤矿35KV变电所，35KV部分为全桥接线，6KV部分采用单母线分段供电，共分两段。根据机电处提供资料，海孜区变110KV变电所短路计算，海孜煤矿35KV变电所主变正常分列运行，短路电流计算结果如下表：短路点最大短路容量（MVA）最小短路容量（MVA）最大短路电流（KA）最小短路电流（KA）37KV母线183.3142.452.862.226.3KV母线71.3864.236.545.89本次计算根据负荷统计或保护变压器的方式计算过流整定值，按无限大容量标幺值法计算短路电流值，基准值选择如下：Sd=

2、100MVA Ud1=6.3KV Ud2=0.4KV Id1= Sd/1.732Ud1则 Id1=9.16KA Id2=144KA由确定基准值根据各线路系统的短路计算电路图（附图一）通过以下方法求出主要元件的电抗标幺值A电力系统的电抗标幺值： Xs*=Sd/SB线路的电抗标幺值： XL* =X0 L Sd/Ud12C电力变压器的电抗标幺值： XT*=Uk% Sd/ SND电抗器的标幺电抗： XL*=XL% Id UL.N / IL.NUdE根据基准值和电抗标幺值求短路电流： IK(3) = Id1/XK*或 IK(3) = Id2/XK*F三相短路容量 Sk（3）= Sd/X*画出短路等效电路

3、图（附图二）求得各短路点参数如下表：系统编号（开关柜号）短路计算点最大短路容量（MVA）最小短路容量（MVA）最大短路电流（KA）最小短路电流（KA）6KV母线K71.3864.236.545.893#、4# 压风机房K166.6260.356.105.535#、6# 西抽机房K224.93242.282.27#、8#、10# 变流机房K367.5261.096.195.60 9#、26# 配电中心K411.1110.921615.7318#、31# 西部井K523.2522.442.132.0624#、27# 中央风井K664.0658.245.875.3517#、21# 工人村K78.70

4、8.5912.5312.3630# 综采车间K867.5261.096.195.646#、47# 北副井K966.1859.996.065.529# 下井五路K1042.5539.93.93.6640# 消防泵房铁运处K117.857.7611.3111.1838# 纪圩村K128.017.9111.5311.3934# 瓦斯泵配电室K1364.0658.245.875.3419# 储煤场K147.37.2210.5210.432# 锅炉房 K159.539.3913.7313.5328# 胜利村K167.167.0810.3110.233# 制氧厂K176.326.269.19.0137#

5、玛钢厂K1811.0210.8415.8715.6139# 兴海公司K1911.7411.5216.9116.642#、44#、35#、45# 下井K2048.8544.524.384.086KV母线最大运行方式标幺电抗为：1.401，最小方式标幺电抗为：1.557一、压风机房（3#、4#柜）CT变比Ki=200/5=40，接线系数Kw =1系统末端最大三相短路电流IK1（3）=6.10KA系统末端最小两相短路电流IK1（2）=0.8665.53=4.79KA1、过流保护值计算：安装容量：Pe=1500KW 取 值Kd=0.85 Cos=0.85有功计算负荷：P30=KdPe =0.85150

6、0=1275KW视在计算负荷：S30= P30/ Cos=1500KVA计算电流：I30= S30/UN=144A最大负荷电流：IL.max=（1.53）I30=2.5144=360A过流保护值：Iop=KrelKwIL.max/ KreKi=1.21360A/0.9540=11.37取11A，动作时间取0.5秒灵敏度计算：按线路末端最小两相短路电流效验：SP= KwIK1（2）/ Ki Iop=4790/1140=10.91.5合格2速断保护值计算：Iqb= KrelKwIK1.max/ Ki=1.216100/40=183A取183灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwI

7、K（2）/ Ki Iop=10.8666100/40183=0.722不合格，分析原因由于线路过短，短路电流近似等于35KV变电所6KV母线最大三相短路电流，在合适的范围内减小速断取值，提高速断灵敏度，取最大速断电流为IK1.max=1600A，Iqb= KrelKwIK1.max/ Ki=1.211600/40=48取48A灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/4048=2.72合格二、西抽机房（5#、6#柜）CT变比Ki=200/5=40，接线系数Kw =1系统末端最大三相短路电流IK2（3）=2.28KA系统末端最小两相

8、短路电流IK2（2）=0.8662.22=1.93KA1、过流保护值计算：安装容量：Pe=2025KW 取值Kd=0.9 Cos=0.85有功计算负荷：P30=KdPe =0.92025=1822.5KW视在计算负荷：S30= P30/ Cos=2144.1KVA计算电流：I30= S30/UN=206.3最大负荷电流：IL.max=（1.53）I30=2.3206.3=474A过流保护值：Iop=KrelKwIL.max/ KreKi=1.21474A/0.9540=15取15A，动作时间取0.5秒灵敏度计算：按线路末端最小两相短路电流效验：SP= KwIK2（2）/ Ki Iop=1930

9、/4015=3.21.5合格2、速断保护值计算：Iqb= KrelKwIK2.max/ Ki=1.212280/40=68.4A取68灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/4068=1.92 不合格在合适的范围内减小速断取值，提高速断灵敏度，取最大速断电流为IK.max=1600A，Iqb= KrelKwIK1.max/ Ki=1.211600/40=48取48A灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/4048=2.72合格三、变流机房（7#、8#、10#柜）C

10、T变比Ki=600/5=120，接线系数Kw =1系统末端最大三相短路电流IK3（3）=6.19KA系统末端最小两相短路电流IK3（2）=4.85KA1、过流保护值计算：变流机房安装容量：Pe=2615KW 取值Kd=0.9 Cos=0.75有功计算负荷：P30=KdPe =0.92615=2353.5KW视在计算负荷：S30= P30/ Cos=3138KVA计算电流：I30= S30/UN=302A最大负荷电流：IL.max=（1.53）I30=3302=906A过流保护值：Iop=KrelKwIL.max/ KreKi=1.21906A/0.95120=9.53取9A，动作时间取0.5秒

11、灵敏度计算：按线路末端最小两相短路电流效验：SP= KwIK3（2）/ Ki Iop=4850/9120=4.51.5合格2、速断保护值计算：Iqb= KrelKwIK3.max/ Ki=1.216190/120=61.9A取62灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/12062=0.692不合格，减小短路电流取值，提高速断灵敏度， IK3.max=2000A，Iqb= KrelKwIK1.max/ Ki=1.212000/120=20A取20A灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=

12、10.8665890/12020=2.12 合格四、配电中心（9#、26#柜）9#CT变比Ki=150/5=30，26#CT变比Ki=100/5=20接线系数Kw =1系统末端最大三相短路电流IK4（3）=16KA系统末端最小两相短路电流IK4（2）=13.62KA转换到高压侧：系统末端最大三相短路电流IK4（3）=1.02KA系统末端最小两相短路电流IK4（2）=865A1、过流保护值计算：安装容量：Pe=450KW 取值Kd=0.75 Cos=0.8有功计算负荷：P30=KdPe =337.5KW视在计算负荷：S30= P30/ Cos=421.9KVA计算电流：I30= S30/UN=4

13、0.6A最大负荷电流：IL.max=（1.53）I30=2.540.6=101.5A过流保护值：Iop=KrelKwIL.max/ KreKi当Ki=20时 Iop =1.21101.5A/0.9520=6.4取6A当Ki=30时 Iop =1.21101.5A/0.9530=4.3取4A灵敏度计算：按线路末端最小两相短路电流效验：SP= KwIK4（2）/ Ki Iop=865/304=7.21.5合格2、速断保护值计算：当Ki=30时Iqb= KrelKwIK4.max/ Ki=1.211020/30=40.8A取40A当Ki=20时Iqb= KrelKwIK4.max/ Ki=1.211

14、020/20=61.2A取60A灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/3040=4.32 合格五、西部井（18#、31#柜）CT变比Ki=600/5=120，接线系数Kw =1系统末端最大三相短路电流IK5（3）=2.13KA系统末端最小两相短路电流IK5（2）=1.79KA1、过流保护值计算：安装容量：Pe=7080KW 取值Kd=0.5 Cos=0.9有功计算负荷：P30=KdPe =0.57080=3540KW视在计算负荷：S30= P30/ Cos=3933KVA计算电流：I30= S30/UN=379A最大负荷电流：

15、IL.max=（1.53）I30=1.5379=569A过流保护值：Iop=KrelKwIL.max/ KreKi=1.21569A/0.95120=5.99取6A，动作时间取0.7秒灵敏度计算：按线路末端最小两相短路电流效验：SP= KwIK5（2）/ Ki Iop=1790/6120=2.51.5合格2、速断保护值计算：Iqb= KrelKwIK1.max/ Ki=1.212130/120=21.3A取21灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/12021=22 合格六、中央风井（24#、27#柜）CT变比Ki=300/5=

16、60，接线系数Kw =1系统末端最大三相短路电流IK6（3）=5.87KA.系统末端最小两相短路电流IK6（2）=4.63KA1、过流保护值计算：安装容量：Pe=1800KW 取值Kd=0.9 Cos=0.85有功计算负荷：P30=KdPe =0.91800=1620KW视在计算负荷：S30= P30/ Cos=1906KVA计算电流：I30= S30/UN=175最大负荷电流：IL.max=（1.53）I30=2.5175=438A过流保护值：Iop=KrelKwIL.max/ KreKi=1.21438A/0.9560=9.2取10A，动作时间取0.5秒灵敏度计算：按线路末端最小两相短路电

17、流效验：SP= KwIK6（2）/ Ki Iop=4630/1060=7.71.5合格2、速断保护值计算：在合适的范围内减小速断取值，提高速断灵敏度，取速断电流约为1800A，Iqb= KrelKwIK1.max/ Ki=1.211800/60=36A取36A灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/6036=2.42七、工人村（17#、21#柜）17#柜CT变比Ki=300/5=60，21#柜CT变比Ki=200/5=40接线系数Kw =1系统末端最大三相短路电流IK7（3）=12.53KA系统末端最小两相短路电流IK7（2）=

18、10.7KA转换到高压侧：系统末端最大三相短路电流IK7（3）=796A.系统末端最小两相短路电流IK7（2）=680A1、过流保护值计算：安装容量：S30=2700KVA 取值Kd=0.7 Cos=0.95计算电流：I30= S30/UN=182最大负荷电流：IL.max=（1.53）I30=1.5182=273A过流保护值：Iop=KrelKwIL.max/ KreKi当Ki=60时 Iop =1.21273A/0.9560=5.74取5.5A当Ki=40时 Iop =1.21273A/0.9540=8.62取8.5A灵敏度计算：按线路末端最小两相短路电流效验：SP= KwIK7（2）/

19、Ki Iop=680/408.5=21.5合格2、速断保护值计算：当Ki=60时Iqb= KrelKwIK4.max/ Ki=1.21796/60=15.92A取15A当Ki=40时Iqb= KrelKwIK4.max/ Ki=1.21796/40=23.88A取22.5A灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/6015=5.72 合格八、综采车间（46#、47#柜）CT变比Ki=300/5=60，接线系数Kw =1系统末端最大三相短路电流IK8（3）=6.19KA系统末端最小两相短路电流IK8（2）=4.85KA1、过流保护值

20、计算：综采车间安装容量：500500800KVA 取值Kd=0.8 Cos=0.8视在计算负荷：S30= KdS=18000.81440KVA计算电流：I30= S30/UN=139A最大负荷电流：IL.max=（1.53）I30=1.5139=209A过流保护值：Iop=KrelKwIL.max/ KreKi=1.21209A/0.9560=4.4取5A灵敏度计算：按线路末端最小两相短路电流效验：SP= KwIK8（2）/ Ki Iop=4850/560=16.21.5合格2、速断保护值计算：Iqb= KrelKwIK4.max/ Ki=1.216190/60=123.8A取123A灵敏度计

21、算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/60123=0.692不合格，在合适的范围内减小速断取值，提高速断灵敏度，取速断电流约为1600A，Iqb= KrelKwIK4.max/ Ki=1.211600/60=32取32A灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/6032=2.662 合格九、北副井（46#、47#柜）CT变比Ki=500/5=100，接线系数Kw =1系统末端最大三相短路电流IK9（3）=6.06KA系统末端最小两相短路电流IK9（2）=4.76KA1、过

22、流保护值计算：北副井安装容量：Pe=4741KW 取值Kd=0.95 Cos=0.9（补偿后）有功计算负荷：P30=KdPe =0.954741=4503KW视在计算负荷：S30= P30/ 0.9=5004KVA计算电流：I30= S30/UN=481A最大负荷电流：IL.max=（1.53）I30=1.5481=722A过流保护值：Iop=KrelKwIL.max/ KreKi=1.21722A/0.95100=9.12取9A灵敏度计算：按线路末端最小两相短路电流效验：SP= KwIK9（2）/ Ki Iop=4760/9100=5.291.5合格2、速断保护值计算：Iqb= KrelKw

23、IK4.max/ Ki=1.216060/100=72.72A取72A灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/10072=0.712 不合格，在合适的范围内减小速断取值，提高速断灵敏度，取速断电流约为2000A，Iqb= KrelKwIK4.max/ Ki=1.212000/100=24取24A灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/10024=2.12 合格十、下井回路（29#柜）CT变比Ki=300/5=60，接线系数Kw =1系统末端最大三相短路电流IK10

24、（3）=3.9KA系统末端最小两相短路电流IK10（2）=3. 17kA1、过流保护值计算：安装容量： 4530KW 取值Kd=0.6 Cos=0.75有功计算负荷：P30= KdPe =2718KW视在计算负荷：S30= P30/ Cos=3624KVA计算电流：I30= S30/UN=349A最大负荷电流：IL.max=（1.53）I30=3350=1047A过流保护值：Iop=KrelKwIL.max/ KreKi=1.211047A/0.9560=22.04取22A，动作时间取0.5秒灵敏度计算：按线路末端最小两相短路电流效验：SP= KwIK10（2）/ Ki Iop=3170/22

25、60=2.41.5合格2、速断保护值计算：Iqb= KrelKwIK1.max/ Ki=1.213900/60=78A取78灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/6078=1.12不合格，分析原因由于线路为电缆，电抗小短路电流大，因此要适当降低短路电流取值，提高速断灵敏度，IK10（3）=2000AIqb= KrelKwIK1.max/ Ki=1.212000/60=40A取40灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/6040=2.12合格十一、消防泵站（40#

26、柜）CT变比Ki=100/5=20，接线系数Kw =1系统末端最大三相短路电流IK11（3）=11.31KA系统末端最小两相短路电流IK11（2）=9.68KA转换到高压侧：系统末端最大三相短路电流IK11（3）=718A.系统末端最小两相短路电流IK11（2）=615A1、过流保护值计算：消防泵站安装容量：Pe=400KW 取值Kd=0.9 Cos=1有功计算负荷：P30=KdPe =0.9400=360KW视在计算负荷：S30= P30/ Cos=360KVA计算电流：I30= S30/UN=34.6A最大负荷电流：IL.max=（1.53）I30=1.534.6=52A过流保护值：Iop

27、=KrelKwIL.max/ KreKi Iop =1.2152A/0.9520=3.28取3A灵敏度计算：按线路末端最小两相短路电流效验：SP= KwIK11（2）/ Ki Iop=615/203=10.31.5合格2、速断保护值计算：Iqb= KrelKwIK4.max/ Ki=1.21718/20=43.1A取43A灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/2043=5.92合格十二、纪圩村（38#柜）CT变比Ki=100/5=20，接线系数Kw =1系统末端最大三相短路电流IK12（3）=11.53KA系统末端最小两相短路

28、电流IK12（2）=9KA转换到高压侧：系统末端最大三相短路电流IK12（3）=732A系统末端最小两相短路电流IK12（2）=572A1、过流保护值计算：纪圩村安装容量：1000KVA 取值Kd=0.6 视在计算负荷：S30= KdS=600KVA计算电流：I30= S30/UN=58A最大负荷电流：IL.max=（1.53）I30=2.558=145A过流保护值：Iop=KrelKwIL.max/ KreKi Iop =1.21145A/0.9520=9.16取9A灵敏度计算：按线路末端最小两相短路电流效验：SP= KwIK12（2）/ Ki Iop=572/209=3.21.5合格2、速

29、断保护值计算：Iqb= KrelKwIK4.max/ Ki=1.21732/20=43.92A取43A灵敏度计算：按线路首端最小两相短路电流效验：SP= KwIK（2）/ Ki Iop=10.8665890/2043=5.92 合格十三、瓦斯配电室（34#柜）CT变比Ki=100/5=20，接线系数Kw =1系统末端最大三相短路电流IK13（3）=5.87KA系统末端最小两相短路电流IK13（2）=5.34KA1、过流保护值计算：瓦斯配电室安装容量：Pe=900KW 取值Kd=0.8 Cos=0.8有功计算负荷：P30=KdPe =0.8900=720KW视在计算负荷：S30= P30/ Cos=900KVA计算电流：I30= S30/UN=82.5