電壓電流閉鎖及整定計算

礦井高壓系統(tǒng)短路電流的計算

一、有名值計算常用公式

1、電源系統(tǒng)電抗計算方法：

U2

xs=y

ss

式中Xs——地面電源系統(tǒng)的電抗，Q;

Uav——地面電源平均電壓，kV；

Ss——指地面變電所llOkV、35kV、10kV.6kV母線的短路容量，MV.A;

2、6kV電纜線路的電阻、電抗計算方法：(在電纜樣本中查不到時按以下方法

計算)

高壓電纜的電阻：5一(O)

sDxAi

高壓電纜的電抗：Xg=(0)

式中Li---第i段電纜長度，m;

Ai——第i段電纜截面，mm2;

D——導(dǎo)電系數(shù)，銅芯軟電纜時D=42.5m/(Q.mn?),銅芯鎧裝電纜時

D=48.6m/(Q.mn?)。

3、短路電流計算方法：

1)三相短路電流：1；3)3嚴(yán)(A)

V3Z

兩相短路電流：I"爭J)(A)

2)

3

3)短路容量：Sd=V3CxUavxlO(MV.A)

一、標(biāo)幺制計算法常用公式

1、容量標(biāo)幺制：S*=—

S,

電壓標(biāo)幺制：u*="

Uj

電流標(biāo)幺制：

1i

電抗標(biāo)幺制：—

XJ

考慮計算的方便基準(zhǔn)容量全網(wǎng)只選取一個,Sj一般取100MV.A,基準(zhǔn)電壓一

般取各級的平均線電壓%=Uav?1.05U

1

首先選定基準(zhǔn)容量Sj和基準(zhǔn)電壓Uj,在三相電力系統(tǒng)中即可推出

基準(zhǔn)電流：

16Uj

基準(zhǔn)阻抗：4=當(dāng)=工

J網(wǎng)Sj

基準(zhǔn)電抗：x、=%=5

互，Sj

電抗的標(biāo)幺制：x*=X=包'=淬

XjUju；

基準(zhǔn)電壓4=U,、,=L05Un

U"一電壓級平均電壓（線電壓）

U.--系統(tǒng)標(biāo)稱電壓

表1T常用標(biāo)準(zhǔn)值（Sj=100ME4）

系統(tǒng)標(biāo)稱電壓U“伙V）0.38361035110

基準(zhǔn)電壓〃/=〃加伏丫）0.403.156.3010.5037115

系統(tǒng)標(biāo)稱電流乙（公）144.3018.309.165.501.560.50

2、標(biāo)幺值和有名值之間的關(guān)系和變換公式

有名值=標(biāo)幺值x基準(zhǔn)值

3、標(biāo)幺值換算

1）基準(zhǔn)容量相同換算

將電壓Uj

2

表1-2電路元件阻抗標(biāo)么值和有名值的換算公式

序號元件名稱標(biāo)么值有名值符號說明

同步電機(jī)（同步發(fā)電機(jī)或X：巡%義％近近

1d100s,dsd100sds

電動機(jī)）rrr\-同步電機(jī)的額定容量，MVA-,

S"-變壓器的額定容量，MVA（對于

R.=AP-^-X10-3

TR7=竺、10-3=+0；xl0-3

31：_____%三繞組變壓器，是指最大容量繞組的

額定容量）；

X*T=N—R：TXT=《Z；_R；

X；-同步電動機(jī)的超瞬態(tài)電抗相對值；

乙*7一

2變壓器X；%-同步電動機(jī)的超瞬態(tài)電抗百分值

100SrTT100SrT

電壓值允許忽略不計時當(dāng)電阻值允許忽略不計時即％-變壓器阻抗電壓百分值；

Y_1%Sj乙％-電抗器的電抗百分值；

A*-AT-

T4-額定電壓（指線電壓），kV;

100sr100SrT

「k%.U,Sj-額定電流，kA;

"100V37u；X、R-線路每相電抗值、電阻值，Q

rxk%,Ur

3電抗器kS；-系統(tǒng)短路容量，MVA

二?%.小*~100?

S廠基準(zhǔn)容量，MVA

100IrUj

Sj乙-基準(zhǔn)電流，kA

X*=XT

△P-變壓器短路損耗，kvv

4線路s,%-基準(zhǔn)電壓，kV,對于發(fā)電機(jī)實

R*=RT

U：際是設(shè)備電壓；

電力系統(tǒng)（已知短路容量Siu；

5x.Fx，=T

S's）s.

1

基準(zhǔn)電壓相同，從某一基

準(zhǔn)容量力下的標(biāo)幺值Si

6x*=x1

X”換算到另一基準(zhǔn)容量

Sj下的標(biāo)幺值X*

將電壓U/I下的電抗值

u；,

7換算到另一電壓U尸x『x常

Uji

下的電抗值X?

2

常用整定計算公式

備

設(shè)

稱

名保護(hù)名稱計算項目和公式符號說明

Kg—可靠系數(shù)，取1.27

.4；

保護(hù)裝置的動作電流

K,——電流互感器變比；

定時限過電L=K.KI|m

rKe接線系數(shù)，接在相

流保護(hù)（公uOCiClC-rr

式出自《煤上為1；

礦電工手冊靈敏度系數(shù)L.——被保護(hù)線路最大

》（上）P90K=攵出引.5計算負(fù)荷電流，A；

）m

1K.——返回系數(shù)；

1降re

3?10KV線Ik2mine被保護(hù)線路末

路保護(hù)端兩相最小短路電流；

Kz—可靠系數(shù)，考慮非

周期分量影響取1.2?1.4

電流速斷動作電流L=Kre|Kc%aKi——電流互感器變比；

電流速斷aq降

Kl：接線系數(shù)，接在相

上為1;

加一——被保護(hù)線路末

端三相最大短路電流；

保護(hù)裝置的動作電流（應(yīng)躲過可能出現(xiàn)的過負(fù)人一可靠系數(shù)，用于過

荷電流）電流保護(hù)時取1.2,用于

電流速斷保護(hù)時取或

過電流（法KI1.31

限廣LKp優(yōu)也（A）；

一）（出自.5

接線系數(shù)，接于相

《工礦供電Kjx—

靈敏度系數(shù)【低壓側(cè)兩相短路時流過高壓側(cè)（電流時?。?/p>

設(shè)計手冊》1

保護(hù)安裝處）的短路電流校驗】繼電器返回系數(shù)，

）

取1;

vId2?mincKgh二過負(fù)荷系數(shù)，取L3

Km=T

1dz?1.5；

保護(hù)裝置的動作電流（應(yīng)躲過低壓側(cè)短路時，5—'電流互感器變比；

流過保護(hù)裝置的最大短路電流）leb—變壓器一次側(cè)額定電

配兒廣小必當(dāng)吧（A）流；

（2>

電Id2min一變壓器低壓側(cè)

變ni兩相短路時，流過高壓

壓靈敏度系數(shù)【保護(hù)安裝處的兩相短路電流校驗側(cè)（保護(hù)安裝處）的穩(wěn)

器]態(tài)電流；

電流速斷

保

T<2）I⑶d21rax—變壓器低壓

護(hù)」*

K22側(cè)三相短路時，流過高

m一

Idz壓側(cè)（保護(hù)安裝處）的

超瞬變電流；

I⑵dlmin—最小運(yùn)行方式

下保護(hù)安裝處的兩相短

路超瞬變電流；

1）過電流繼電器的整定值式中

L毛—（—+?N）Ia——高壓配電箱的過電

流整定值，A；

Kir.Ki

INst——起動電流最大的

當(dāng)電壓為6000/690V時，KTr=8.7；一臺或幾臺（同時起動

當(dāng)電壓為6000/1200V時，KTr=5；）電動機(jī)的額定起動電

2）靈敏度校驗流，A；

過電流（法對于Y/Y接線的變壓器，靈敏度按下式校驗——其余電氣設(shè)備的

I

-）《煤礦[⑵額定電流之和，A；

電工手冊》K.=------sc-----21.5長——電流互感器的變流

（下）P952K/Kil比；

）對于Y/△接線的變壓器，靈敏度按下式校驗Kn—變壓器的變比；

I⑵式中

K=-廣二--------N1.5Ks——靈敏度系數(shù)；

s限『降4

—變壓器低壓側(cè)母線

上的最小兩相短路電流

，A；

la——過電流繼電器的實

際電流整定值，Ao

三相短路電流值式中I7——三相短路電

T（3）_I。。[

變壓器二次4=萬~1N2流，A：

側(cè)短路電流U2—變壓器的阻抗壓

計算兩相短路電流值降百分值，%;

照=0.87R1N2）——變壓器二次側(cè)

的額定電流，A。

1.過流保護(hù)式中Kg—可靠系數(shù)；

1.過流保護(hù)I?oi=KreiKtlN/（Kri.tKi）L一返回系數(shù)，取1或0.

（公式來源《煤礦電工手冊》上，PM0）85；

速斷保護(hù)Ke接線系數(shù)，接在相

上為1;

I?=KrclKc^（公式來源《煤礦電工手冊》上

KI、一電動機(jī)額定電流

電速斷保護(hù)i

K1——電流互感器變比；

動,P976）

機(jī)Is.——電動機(jī)起動電流

保

護(hù)靈敏度系數(shù)式中

[KLK,mi.n一系統(tǒng)最小運(yùn)行方

K=_.Kim,n.￡（公式來源《煤礦電工手冊》上

除1叫式下，保護(hù)裝置安裝處

靈敏度系數(shù)

,P979）兩相短路電流，A；

[叫——速斷

電流保護(hù)整定值，A；

Ki——電流互感器變比；

查《煤礦供電》知6kv電纜：式中：

單位電抗X?=0.08C/Km；Xo---單位長度電抗

電纜電纜阻抗80℃電導(dǎo)率D=44.3m/（n?mm2）1——電纜長度

計算公式:線路電抗Xi=X°lD----電導(dǎo)率

線路電阻R,=l/（DxS）S--導(dǎo)線截面積（mm'）

短路參數(shù)計算

2

一、根據(jù)機(jī)電處提供棗礦集團(tuán)［2015］變電所短路參數(shù):

高莊煤業(yè)公司35/6kV變電所35kV、6kV母線系統(tǒng)參數(shù)

電壓等級運(yùn)行方式短路電流系統(tǒng)阻抗短路容量

kVACMVA

取大5325.02234.0116341.2587

37.0

最小3099.4476.8922198.6308

取大11757.19880.3094128.2936

6.3

最小6697.2580.543173.0778

二、電纜阻抗計算

采用標(biāo)幺制計算，取基準(zhǔn)容量Sj為100MVA,基準(zhǔn)電壓.為6.3kV,

基準(zhǔn)電流力為9.16kA。

查《煤礦供電》知6kv電纜：

單位電抗X0=0.08Q/Km；

80℃電導(dǎo)率D=44.3m/(n?mm2)

計算公式:線路電抗X1=X°?1線路電阻Rl=l/(DxS)

式中：

Xo---------單位長度電抗

1------電纜長度

D------電導(dǎo)率

S導(dǎo)線截面積(mm?)

2、6kV電纜線路的電阻、電抗計算方法：(在電纜樣本中查不到時按以下方法

計算)

高壓電纜的電阻：—(Q)

8-DxAi

高壓電纜的電抗：Xg=器L(Q)

3

式中Li---第i段電纜長度，m；

A,——第i段電纜截面，mnf;

D——導(dǎo)電系數(shù)，銅芯軟電纜時D=42.5m/(Q.mm2),銅芯鎧裝電纜時

D=48.6m/(Q.mm2)。

礦井主變二次側(cè)6kV母線短路參數(shù)

1、電源系統(tǒng)的有名值

最大運(yùn)行方式下的電抗值

Xs.max=O.3094Q

最小運(yùn)行方式下的電抗值

=

Xs.min0-5431Q

2、電源系統(tǒng)的標(biāo)幺值

X、=Xax條=0.3094x罌=0.7795

X：min=Xs.minX^=0.5431X篝=1.3684

礦井主變二次側(cè)6kV母線短路參數(shù)

短路電流/kA短路容量

電抗標(biāo)幺值阻抗/。

三相兩相/MV?A

最大運(yùn)行方式0.77950.309411.75710.311128.2936

最小運(yùn)行方式1.36840.54316.6975.82673.0778

(一)負(fù)215變電所短路參數(shù)

地面35/6kV變電所帶負(fù)215變電所的高壓饋出柜(6107#、6106#、6214#、6207#)

4

負(fù)215變電所四路進(jìn)線，一路進(jìn)線MYJV42-3X185-460m+MYJV22-3X185T60m；

二路進(jìn)線MYJV12-3X120-460m+MYJV22-3X120T70m；三路進(jìn)線MYJV42-3X

120-370m+MYJV22-3X120-410m；四路進(jìn)線MYJV42-3X185-440m+MYJV22-3X

185-210m。

1、d2點短路值(32-92柜I段)

XZ3*=jO.7795

工Z：in=j1.3684

6107#(一路進(jìn)線MYJV42-3X185-460m+MYJV22-3X185-160m)

ri=0.118Q/kmXi=0.082Q/km

R*6W#=nXLX工=0.118X0.62X粵=0.1843

U；6.32

X*6w#=XiXLx4=0.082X0.62X粵=0.1281

U;6.32

最大運(yùn)行方式

ZZ*=J(ZR*/+(ZX*)2=,(0+0.1843)2+(0.7795+0.1281)2=0,9261

I鼠x=廠SjX甲>=二0°X1.0496=9.90(kA)

kmax百xUjk6x6.3

如=孝XC皿邛X9.90=8.57(kA)

Sg=S,xI：⑶=ioox1.0798=107.98(MV.A)

K.IllaAJK

最小運(yùn)行方式

Zz*=J(ZR*>+(ZX*)2=,(0+0.1843)2+(1.3684+0.1281)2=1.5078

11

=0.6632

1.5078

I*=二一x/⑶=x0.6632=6.0778(kA)

百XU」75x6.3

%=事Xi/=與x6.0778=5.264(kA)

S.,?=S,xI：⑶=100x0.6632=66.32(MV.A)

K.minjK

5

2、d3點短路值（32-100柜II段）

6106#(二路進(jìn)線MYJV42-3X120-460m+MYJV22-3X120-170m)

rt=0.181Q/kmXi=0.087Q/km

R*6U)6*=nXLX4=0.181X0.63義粵=0.2873

U;6.32

X*6K)6==XiXL義生=0.087X0.63義羋=0.1381

U；6.32

最大運(yùn)行方式

ZZ*=J(ZR*)2+(ZX*>=V(0+0.2873)2+(0.7795+0.1381)2=0.9245

I*<3)=V^=—^=1.082

kgZ0.9245

娉max=-7=^—Xx1.082=9.916(kA)

k=J0°

"密VJxUj6x63

1Max=yX瑤max呼x9.916=8.59(kA)

S.=S,xI：⑶=100x1.082=1082(MV.A)

K.rnadx]K

最小運(yùn)行方式

Zz*=J(ZR*)2+(ZX*)2=1(0+0.2873)2+(1.3684+0.1381)2=5337

I：⑶=3=_l_=o.6520

k1.5337

Cn=-r^—xlk3)=-7=1^-x0.6520=5.975(kA)

gxUjV3X6.3

—=\x0=1x5.975=5.17(kA)

Skmin=SjXI：⑶=100x0.6520=65.2(MV.A)

3、d4點短路值（32-108柜in段）

6

6214#

0.3557+jO.1709

地面6kV變電所母線

負(fù)215變電所山段

工Zuax=j0.7795

￡Z：in=j1.3684

6214#(三路進(jìn)線MYJV42-3X120-370m+MYJV22-3X120-410m)

ri=0.181Q/kmXi=0.087Q/km

R*=XLX=0.181X0.78X=0.3557

G214#nU;6.32

X*6〃*xiXL義為=0.087X0.78義羋=0.1709

-U；6.32

最大運(yùn)行方式

ZZ,=J(ZR*>+(ZX*)2=7(0+0.3557)2+(0.7795+0.1709)2=1.0148

甲，==—i—=0.9854

kgZ1.0148

I；，=看=$^S9854=9.027(kA)

A/3xUj73x6.3

IZ'xI；，9.027=7.853(kA)

Skmax=SjXI；⑶=100x0.9854=98.54(MV.A)

最小運(yùn)行方式

gz*=J(ZR*)2+(Zx*>=J(0+0.3557)2+(1.3684+0.1709)2=j5799

甲>=JU=」一=0.633

kZZ1.5799

=-r^—xl；(3)

Cn=-^22_X0,633=5.798(kA)

gxUjV3x6.3

x

CK.inniii=—2CK.iniiin=—2X5.798=5.044(kA)

(3)

Skmin=SjXI；=100X0.633=63.3(MV.A)

4、d5點短路值（32-H5柜W段）

7

6207#

0.1932+J0.1343

d,

地面6kV變電所母線

負(fù)215變電所IV段

￡Z：ax=j0.7795

Z：in=j1.3684

6207#(四路進(jìn)線MYJV42-3X185-440m+MYJV22-3X185-210m)

ri=0.118Q/kmXi=0.082Q/km

R6207#二riXLX^=0.118X0.65X粵=0.1932

UJ6.32

s.

X6207#二XiXLXT=0-082X0.65X羋=0.1343

叫6.32

最大運(yùn)行方式

gz*=J(ZR*>+(ZX*)2=V(0+0.1932)2+C0.7795+0.1343)2=0.934

I1

I”1.071

gZ*—0.934

U嬴心黑XL07…kA)

邛xI；，'x9.807=8.532(kA)

Sk.max=SjXI：⑶=100x1.071=107.1(MV.A)

最小運(yùn)行方式

Zz*=J(ZR*)2+(Zx*>=7(0+0.1932)2+(1.3684+0.1343)2=1.515

I；"=}=-L.=o.66

kZz1-515

如=xI：。)=x0.66=6.046(kA)

gxUjV3X6.3

K.iniii=—2XIK.*iiinin=—2X6.046=5.26(kA)

Skmin=SjXI：⑶=100X0.66=66.0(MV.A)

5、d6點短路值(32-98柜1#變壓器二次側(cè))

8

6107#1#變壓器

0.1843+jO.12812.1668+J12.641

地面6kV變電所母線

SZmax=j0,7795

SZ：in=j1.3684

6107#(一路進(jìn)線MYJV42-3X185-460m+MYJV22-3X185-160m)

△=0.118Q/kmXi=0.082Q/km

R*6i07#=nXLX國=0.118X0.62X粵=0.1843

U;6.32

X*6*XiXLX①=0.082X0.62X粵=0.1281

Uj6.32

1#變壓器(KBSG-315/6/0.69)

4.04100

73

乙1#變壓器----x-----xlO=12.8254

100315

R；峻壓器=APx左=2150x^=2.1668

22

X1#變壓器=J(Z]#變壓器)2-g變壓器)2=V12.8254-2.1668=12.641

最大運(yùn)行方式

ZR*=(0+0.1843+2.1668)=2.3511

gx*=(0.7795+0.1281+12.641)=13.5486

ZZ*=J(ZR*)2+0X，)2=72.35112+13.54862=13.7511

11

0.0727

Zz*—13.7511

xI：＜3)=

T(3)=A

1k.max二0°—x0.0727=6.0569(kA)

V3x0.693

I*=孝xI*與x6,0569=5.2455(kA)

S=S：xI：⑶=100x0.0727=7.27(MV.A)

Kk.mITalaxAJK

最小運(yùn)行方式

ZR*=(0+0.1843+2.1668)=2.3511

gx*=(1.3684+0.1281+12.641)=14.1375

gZ*=J(ZR*)2+0X，)2=72.35112+14.13752=14.3317

11

0.0698

^Z*-14.3317

9

x0.0698=5.8152(kA)

百X0.693

I^=—xl^=—x5.8152=5.0361(kA)

k.minn2k.maxv!

Skmin=SjXI；⑶=100x0.0698=6.98(MV.A)

變壓器二次側(cè)最大三相短路時流過一次側(cè)的電流

以max=型皿==0-6962(kA)

工K.maxcr

nT8.7

變壓器二次側(cè)最小兩相短路時流過一次側(cè)的電流

祟mm=0-5x"皿=0.5XB一=0.3342(kA)

2kmmnT8.7

6、d7點短路值(32-106柜2#變壓器二次側(cè))

6214#2#變壓器

0.3557+jO.17092.1668+j12.641

2#變壓器二次側(cè)

地面6kV變電所母線

2Z：ax=j0.7795

XZ：,n=j1.3684

6214#(三路進(jìn)線MYJV42-3X120-370m+MYJV22-3X120-410m)

ri=0.181Q/kmXi=0.087Q/km

R*62M*=riXLX-^=0.181X0.78X^=0.3557

U；6.32

X*6214#=XiXL義工=0.087X0.78X曰=0.1709

U；6.32

2#變壓器(KBSG-315/6/0.69)

罌=APx-1k=2150x-^-=2.1668

S33152

X'g.=J(Z*)2-(R*)2=712.82542-2.16682=12.641

最大運(yùn)行方式

ZR*=(0+0.3557+2.1668)=2.5225

gx*=(0.7795+0.1709+12.641)=13.5914

Zz*=&R*>+(ZX*)2=V2.52252+13.59142=13.8235

10

11

0.0723

Zz*-13.8235

_Sj廣⑶100

—~r=----XkX0.0723=6.027(kA)

maxgxUjV3x0.693

耳；邛X*=爭6.027=5.243(kA)

S=S,xI；⑶=iooxO.0723=7.23(MV.A)

Kk-mlllauxAJK

最小運(yùn)行方式

(0+0.3557+2.1668)=2.5225

Zx*=(1.3684+0.1709+12.641)=14.1803

Zz*=JW+(Zx*)2=A/2.52252+14.18032=14.4029

11

0.0694

￡z*-14.4029

q100

I,x0.0694=5.7845(kA)

當(dāng)xUj73x0.693

甲＞=@xl?)=

—x5.7845=5.0325(kA)

komin2max2

Smm=siXI：⑶=100X0.0694=6.94(MV.A)

Kk.minjK

變壓器二次側(cè)最大三相短路時流過一次側(cè)的電流

I⑶

I⑶’“2k。max

2kumax=06928(kA)

nTTF-

變壓器二次側(cè)最小兩相短路時流過一次側(cè)的電流

57845

吸'mm=0-5XLk。min=95x=0.3324(kA)

2k，

nT8.7

11

（-）抽風(fēng)機(jī)房

（6101#、6212#）

地面抽風(fēng)機(jī)房電源來自35/6KV變電所，供電電纜為MYJV22-3x95-320m

1、d8點短路值（32-73柜I段）

6101#(一路進(jìn)線MYJV42-3X95-320m)

ri=0.229Q/kmxi=0.089Q/km

R*6101S=ri義LX斗=0.229X0.32義駕=0.1846

U；6.32

X*fil01#=XiXLX國=0.089X0.32X粵=0.0718

U；6.32

最大運(yùn)行方式

Zz,=J(ZR*>+(Zx*)2=,(0+0.1846)2+(0.7795+0.0718)2=0.8711

甲>=——=1.148

kgZ0.8711

I：%x=/—xc3>=Xl.148=10.516(kA)

kmax百xUjkV二3x06°.3

I**乎xl*爭10.516=9.149(kA)

S=S,xI*<3)=100x1.148=114.8(MV.A)

Kk.mITaldxXJK

最小運(yùn)行方式

Zz*=J(ZR*>+(ZX*)2=V(0+0.1846)2+(1.3684+0.0718)2=1.452

甲>=^^=_1_=0.6887

14XZ1-452

I*,,=-x工⑶=x0.6887=6.309(kA)

VixUjV3x6.3

扁等此等6.309=5.488(kA)

Skmin=SjXI：⑶=100x0.6887=68.87