高低压负荷整定计算(课堂PPT).ppt

,*,面向工矿行业电气类专业创新人才培养实验区,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,矿井高低压负荷整定,1,学 习 提 纲,一、地面高压开关柜整定计算,（一）系统概况,（二）短路电流和短路容量计算（三）开关整定计算原则（四）地面变电所高压开关柜整定计算,二、井下高爆开关及低压馈电开关整定计算,（一）高爆开关计算例题（二）低压馈电计算例题,2,一、地面高压开关柜整定计算,（一）系统概况,1、供电系统简介,郑煤集团嵩阳一公司马池煤矿供电系统为单母线分段分列运行供电方式，由白坪变电站（35/10KV）馈出两趟10KV架空线路（架空线型号为LGJ-185，1.84/1.69km）到马池10KV开关站，再由马池开关站馈出两趟10KV线路到马池地面变电所（I段来自马池开关站6板，II段来自马池开关站15板），供马池煤矿用电。,马池煤矿井下供电采用双回路分列运行方式（电缆型号为：MYJV42-3*50-430米），分布在地面变电所两段母线上（马10板在段母线，马7板在段母线），井下布置中央变电所（9台高爆开关，其中7#高爆为采区I回路，3#为采区II回路，5#为联络，4台KBSG型隔爆干式变压器，容量分别为两台500KVA、两台100KVA）。采区变电所（8台高爆开关、5台KBSG型隔爆干式变压器，容量分别为500KVA一台、400KVA一台、200KVA三台）。采区变电所分别有两回路进线电源，采用分列供电，通过高压铠装电缆从中央变电所馈出。局部扇风机实现“双三专”供电，抽放泵站实现“三专加两专”供电方式。瓦斯电闭锁全部实现从变电所断电功能。,3,序 号,型 号,短路阻抗,空载损耗,负载损耗,空载电流,额定电压,1,SFZ-8000/35/10,0.75,8.8KW,45KW,0.6,35KV/10KV,以上表中参数为说明书数值,2,、,10KV,系统资料,(1),、白坪变电站主变压器参数,4,地 点,型号,容量,短路阻抗,额定电压,数量,中央变电所,KBSG-500/10,500KVA,4.2,10KV,2,中央变电所,KBSG-100/10,100KVA,4.25,10KV,2,采区变电所,KBSG-500/10,500KVA,4.2,10KV,1,采区变电所,KBSG-400/10,400KVA,4.03,10KV,1,采区变电所,KBSG-200/10,500KVA,4.05,10KV,3,(2)井下变压器参数,5,(4)地面变压器参数,地 点,型 号,容 量,短路阻抗,数 量,地面变电所,S9-315/10/0.4,315KVA,4.06,1,地面变电所,S9-315/10/0.4,315KVA,4.08,1,地面变电所,S9-315/10/0.4,315KVA,4.08,2,（5）地面变电所开关柜参数,地点,编号,型号,变比,过流一、二段调值范围,地面变电所,1、16盘,GG1A（F）-08T,200/5,0-99A,地面变电所,4、13盘,GG1A（F）-07T,50/5,0-99A,地面变电所,5、12盘,GG1A（F）-07T,100/5,0-99A,地面变电所,6、11盘,GG1A（F）-07T,50/5,0-99A,地面变电所,7、10盘,GG1A（F）-07T,100/5,0-99A,以,下,表中参数为说明书数值,6,经集团公司供电处提供白坪变电站10KV侧标么值为：,最大运行方式下：0.924 最小运行方式下：1.432,线路参数：,白坪变电站到马池开关站架空线路型号：LGJ-185 1840/1690m,上下杆电缆型号：YJV,22,8.7/10KV-3240 总长100m,马池开关站到马池地面变电所线路型号：,MYJV-10-3*95mm,2,80/80m,马池地面变电所到中央变电所电缆型号：,MYJV42-10 350mm,2,430/430m,中央变电所到采区变电所电缆型号：,MYJV42-10 350mm,2,600/600m,马池地面变电所到风井变电所电缆型号：,LGJ-50 1100/1050m,查表参数如下：架空线路LGJ-185，X=0.365/KM,高压电缆X=0.08/KM，架空线路LGJ-50，X=0.394/KM,7,8,9,10,（二）短路电流和短路容量计算,（1）绘制电路图并计算各元件的相对基准电抗。,有关参数如下图：k-1点、k-2点、k-3点、k-4点的三相短路电流和短路容量计算如下。,如下图所示，选择基准容量S,d,=100MVA，则各,元件的相对基准电抗为：,马池煤矿开关站10KV短路计算,11,图1,供电线路图,12,图2,13,白坪变电站I回路变压器的电抗标么值：,取最小运行方式下：1.432,白坪变电站电缆到马池地面变电所的电抗的标么值：,公式（1）,其中式中 X-输电线路电抗，；S,d,-基准容量，选取100MVA；U,d,-线路的平均电压，KV,马池变电所至中央变电所电缆电抗的标么值：,中央变电所至采区变电所电缆电抗的标么值：,马池地面变电所至风井变电所线路电抗的标么值,：,14,（2）计算短路电流和短路容量,2.1、马池地面变电所K-1点的短路电流和短路容量计算,K-1点短路时短路回路的总电抗标么值为：=1.432+0.425=1.857 k-1点的短路电流和短路容量计算如下：k-1点的基准电流：=5.5（KA）,公式（2）,三相短路电流：=2.961（KA）,公式（3）,两相短路电流：=2.575（KA）,公式（4）,三相短路容量:=53.85（MVA）,公式（5）,15,2.2,、,马池中央变电所K-2点的短路电流和短路容量计算,k-2点短路时短路回路的总电抗标么值为：,=1.432+0.425+0.03=1.887,k-2点的短路电流和短路容量计算如下：,k-2点的基准电流：=5.5（KA）,三相短路电流：=2.914（KA）,两相短路电流：=2.534（KA）,三相短路容量:=53（MVA）,16,2.3、马池采区变电所K-3点的短路电流和短路容量计算,k-3点短路时短路回路的总电抗标么值为：=1.432+0.425+0.03+0.043=1.93k-3点的短路电流和短路容量计算如下：k-3点的基准电流：=5.5（KA）三相短路电流：=2.85（KA）两相短路电流：=2.478（KA）三相短路容量:=51.81（MVA）,17,2.4、马池风井变电所K-4点的短路电流和短路容量计算,k-4点短路时短路回路的总电抗标么值为：=1.432+0.425+0.38=2.237k-4点的短路电流和短路容量计算如下：k-4点的基准电流：=5.5（KA）三相短路电流：=2.458（KA）两相短路电流：=2.138（KA）三相短路容量:=44.70（MVA）,18,（三）开关整定计算原则,1、地面高压开关柜计算原则,（1）、过流一段整定：按照井下短路整定计算公式整定：,公式（6）,（2）、过流二段整定：,公式（7）,（3）、校验：按照井下整定公式进行校验。,公式（8）,式中：I,z,过负荷整定值；,I,d,短路保护整定值；,I,eb,变压器高压侧额定电流；,I,gh,线路最大过负荷电流；,I,dmin,（2）,线路末端最小两相短路电流；,k,x,接线系数，接于相电流取1，接于相电流差时取1.732；,k,k,可靠系数，用于电流速断保护时取1.3或1.5，本书取1.5（地面取,1.3）；,k,gh,过负荷系数，取1.31.5，本书取1.5；,k,f,返回系数，取0.85；,N,j,电流互感器变比；,19,（四）地面变电所高压开关柜整定计算,1、地面高压变电所1板、9板、16板高压开关柜整定,1板、16板高压开关柜为地面变电所I进线、II进线，9板为联络开关，高压开关柜电流互感器变比为200/5，保护装置,过流定值设为II段值,有0-99A范围可以选用整定，,速断定值设为I段,定值有0-99A范围可以选用整定，过流时限为0-99S。,总负荷P=2500KVA+2100KVA+500KVA+400KVA+3200KVA+2315KVA=3330KVA,(1)过流二段整定：,公式（9）,根据公式：,因考虑与上一级开关站配合，故取过流二段整定为：4.5A，延时取0.3S。,过流一段整定：,(2)过流一段整定,：由于1板、16板高压开关柜为地面变电所进线开关，所以采用以下公式计算：,因此过流一段整定为12A,延时取0S。,(3)两相短路电流及灵敏度校验计算,图中K-1点两相短路电流为2306A,符合保护灵敏度要求。,20,2、地面高压变电所4板、13板高压开关柜整定,4板、13板高压开关柜控制地面动力变压器I回路、II回路，高压开关柜电流互感器变比为50/5，保护装置过流定值设为II段定值有0-99A范围可以选用整定，速断定值设为I段定值有0-99A范围可以选用整定，过流时限为0-99S。,总负荷P=2315KVA=630KVA,(1)过流二段整定：,根据公式：,因此过流二段整定为：6A，延时取0.2S.过流一段整定：,(2)过流一段整定,：,由于4板、13板高压开关柜控制地面低压动力变压器，所以采用以下公式计算：,因此过流一段整定为14A,延时取0S。,(3)两相短路电流及灵敏度校验计算,Ud%=4%Ud%短路阻抗,符合保护灵敏度要求。,21,3、地面高压变电所5板、12板高压开关柜整定,5板、12板高压开关柜控制副井车房I回路、II回路，高压开关柜电流互感器变比为100/5，保护装置过流定值设为II段定值有0-99A范围可以选用整定，速断定值设为I段定值有0-99A范围可以选用整定，过流时限为0-99S。,总负荷P=400kw,(1)过流二段整定：,根据公式：,因此过流二段整定为：2A，延时取0.2S.,过流一段整定：,(2)过流一段整定：,因此过流一段整定为5A，延时取0S。,(3)两相短路电流及灵敏度校验计算,Ud%=4%Ud%短路阻抗,符合保护灵敏度要求。,22,4、地面高压变电所6板、11板高压开关柜整定,6板、11板高压开关柜控制风井变电所I回路、II回路，高压开关柜电流互感器变比为50/5，保护装置过流定值设为II段定值有0-99A范围可以选用整定，速断定值设为I段定值有0-99A范围可以选用整定，过流时限为0-99S。,总负荷P=2315KVA=630KVA,(1)过流二段整定：,根据公式：,因此过流二段整定为：6A，延时取0.2S.,过流一段整定：,(2)过流一段整定：,由于6板、11板高压开关柜控制风井变电所动力变压器，所以采用以下公式计算：,因此过流一段整定为14A，延时取0S。,(3)两相短路电流及灵敏度校验计算,图中K-4点两相短路电流为1948A,符合保护灵敏度要求。,23,二、井下高爆开关及低压馈电开关整定计算,1、高爆开关计算原则,根据煤矿井下供电的三大保护细则：,公式（10）,(1)、过载值计算：,I,g,高压配电装置的过载整定值，A；,P,e,高压配电装置所带负荷的额定功率之和,kW;,U,e,高压配电装置的额定电压，kV;,cos,功率因数取0.7；,(2)、短路值根据公式（13）计算：,对于电磁式保护，其一次电流整定值Iz按下列公式计算：,公式（11）,Iz 高压配电装置短路电流整定值;,I,Qe,容量最大的电动机额定起动电流，包括同时启动的几台电动机；A,K,b,矿用变压器的变压比，一次电压为6000V,二次电压为690V时，变比取8.7;一次电压为6000V,二次电压为1200V时，变比取5;,24,Ie 其余（已启动电流的除外）电动机的额定电流之和；,Kx 需用系数，取1；,对于电子式高压综合保护器,按电流互感器(5A)倍数分级整定：,公式（1,2,）,式中 n 互感器二次额定电流(5A)的倍数,I,ge,高压配电装置额定电流，A；,Ie、,I,Qe,、,K,b,、,K,X,、含义同上；,(3)对于Y/接线变压器,计算出的整定值灵敏度应按公式（15b）校验:,I,d,(2),变压器低压侧两相短路电流，A；,I,z,高压配电装置短路电流整定值;,K,b,矿用变压器的变压比，取8.7或5;,变压器二次侧电压690V或1200V，容量500KVA,系统短路容量按50MVA计算；,RR,1,/K,b,2,+R,b,+R,2,XX,X,+X,1,/K,b,2,+X,b,+X,2,公式（1,3,）,(4)对于保护电缆干线或支线,计算出的整定值灵敏度应按公式6校验:,I,d,(2),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；,I,Z,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;,25,井下保护装置（电子式反时限保护装置）,（1）、变压器保护计算,1.1、过负荷电流计算值：Iz=k,x,I,eb,1.2、短路保护根据下列公式计算：I,d,=k,k,.k,x,.k,gh,.I,eb,1.3、灵敏度校验根据下列公式计算：,试中,I,z,过负荷整定值；,I,d,短路保护整定值；,I,eb,变压器高压侧额定电流；,I,d,(2),线路末端最小两相短路电流；,k,x,接线系数，接于相电流取1，接于相电流差时取1.732；,k,k,可靠系数，用于电流速断保护时取1.3或1.5，本书 取1.5（地面取1.3）；,k,gh,过负荷系数，取1.31.5，本书取1.5；,（2）、线路保护计算,2.1、过载值计算：I,z,=I,e,2.2、短路值根据下列公式计算:,2.2.1、保护装置动作电流按应躲过线路最大过负荷电流整定。Id=k,k,.k,x,.I,gh,2.2.2、保护装置灵敏度校验按系统最小运行方式下末端最小两相短路电流校验：,（3）、电动机保护计算,3.1、过载值计算：按电动机的额定电流整定。,3.2、短路值计算按保护装置的动作电流应躲过电动机最大启动电流整定。,26,例 题,1、中央变电所6#高爆开关,6#高爆开关所控制的是2#干式变压器 额定电流为100A,总负荷P=275.5kw,(1),Ig.高压配电箱的过载整定值，A；,Pe.高压配电箱所带负荷的额定功率之和，kw;,Ue.高压配电箱额定电压，KV；,cos,.功率因数取0.7；,=22.65A,整定过载电流为30A,27,图3,28,(2)根据煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则中，对于电磁式保护，其一次电流整定值Iz按下列公式计算：,IZ1.21.4(IQe+KXIe)/Kb,其中系数取1.4 变比Kb取8.7 需用系数KX取1 I,Z,=1.4(1.151606+115.5)/8.7=180.23A 对于电子式高压综合保护器,按电流互感器(5A)倍数整定,整定值按公式(14)得:n(I,Qe,+K,X,I,e,)/K,b,I,ge,n=(1.151606+115.5)/(8.7100)=1.4整定短路电流为150A(3)对于Y/接线变压器,按公式(13)计算出的整定值应按公式(15b)校验灵敏度:RR,1,/K,b,2,+R,b,XX,X,+X,1,/K,b,2,+X,b,变压器二次侧电压690V，容量500KVA,系统短路容量按50MVA计算；,29,查附录二表1的，系统电抗X,X,=0.0095,查附录二表2的，R,0,=0.301 X,0,=0.0612,高压电缆电阻、电抗：,L=0.,031,km,高压电缆电阻、电抗：,R,1,=0.0310.301=0.0093 X,1,=0.06120.,0,31=0.0184,变压器电阻、电抗：R,b,=0.0060 X,b,=0.0380,变压器电阻：,RT=,P,N.T,*(U,2N.T,),2,/(S,N.T,),2,P,N.T,变压器短路损耗,U,2N.T-,二次侧额定电压,S,N.T-,变压器额定容量,变压器电抗：,X,T,2,=Z,T,2,-,R,T,2,RR,1,/K,b,2,+R,b,0.0093/8.7,2,+0.0060=0.0061,XX,X,+X,1,/K,b,2,+X,b,0.0095+0.0184/8.7,2,+0.0380=0.0477,校验灵敏度,I,d,(2),/3 K,b,I,Z,1.5,I,d,(2),/3 K,b,I,Z,7210/(1.7328.7150)=3.191.5,满足灵敏度要求。,30,2、17#低压馈电开关整定,（1）过载保护整定（按电子保护器所带负荷额定电流来整定）,Iz=Ie,公式（14）,Iz=1.2(160+110+5.5),=330.6A,验算值为330.6A，整定值为330A,（2）短路保护整定,按公式：IzI,Q,e+KxIe,公式（15）,式中：Kx需用系数，取0.5-1；,I,Q,e容量最大的电动机的额定起动电流，A；,Ie其余电动机的额定电流之和；,Iz过电流保护装置的电流整定值；,IzI,Q,e+KxIe=1.21606+1.2115.5=1291A,验算值为1291，整定值为1300A.,31,（3）17#馈电开关短路电流Id2计算,变压器电阻、电抗：R,b,=0.0060 X,b,=0.0380,350+115型电缆电阻、电抗:,电缆长为0.07km+0.2km=0.27km,查表得R0=0.491,X0=0.081,R1=0.4910.27=0.1328 X1=0.0810.27=0.02187,R=0.0060+0.1328=0.139 X=0.0380+0.02187=0.060,短路电流计算：,灵敏度校验：灵敏度符合要求,32,谢谢大家!,33,