35KV供电站6KV开关柜过载和速断保护计算的方法.docx
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35KV供电站6KV开关柜过载和速断保护计算的方法
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 最小短路容量 最大短路电流 最小短路电流 37KV母线 183.3 142.45 2.86 2.22 6.3KV母线 71.38 64.23 6.54 5.89 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=100MVAUd1=6.3KVUd2=0.4KVId1=Sd/1.732Ud1 则Id1=9.16KAId2=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/S∞ B线路的电抗标幺值: XL*=X0LSd/Ud12 C电力变压器的电抗标幺值: XT*=Uk%Sd/SN D电抗器的标幺电抗: XL*=XL%IdUL.N/IL.NUd E根据基准值和电抗标幺值求短路电流: IK(3>=Id1/ΣXK*或IK(3>=Id2/ΣXK* F三相短路容量Sk<3)=Sd/X*Σ 画出短路等效电路图<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 最小短路 容量 最大短路 电流 最小短路电流 6KV母线 K 71.38 64.23 6.54 5.89 3#、4#压风机房 K1 66.62 60.35 6.10 5.53 5#、6#西抽机房 K2 24.93 24 2.28 2.2 7#、8#、10#变流机房 K3 67.52 61.09 6.19 5.60 9#、26#配电中心 K4 11.11 10.92 16 15.73 18#、31#西部井 K5 23.25 22.44 2.13 2.06 24#、27#中央风井 K6 64.06 58.24 5.87 5.35 17#、21#工人村 K7 8.70 8.59 12.53 12.36 30#综采车间 K8 67.52 61.09 6.19 5.6 46#、47#北副井 K9 66.18 59.99 6.06 5.5 29#下井五路 K10 42.55 39.9 3.9 3.66 40#消防泵房铁运处 K11 7.85 7.76 11.31 11.18 38#纪圩村 K12 8.01 7.91 11.53 11.39 34#瓦斯泵配电室 K13 64.06 58.24 5.87 5.34 19#储煤场 K14 7.3 7.22 10.52 10.4 32#锅炉房 K15 9.53 9.39 13.73 13.53 28#胜利村 K16 7.16 7.08 10.31 10.2 33#制氧厂 K17 6.32 6.26 9.1 9.01 37#玛钢厂 K18 11.02 10.84 15.87 15.61 39#兴海公司 K19 11.74 11.52 16.91 16.6 42#、44#、35#、45#下井 K20 48.85 44.52 4.38 4.08 6KV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)=0.866×5.53=4.79KA 1、过流保护值计算: 安装容量: Pe=1500KW取值Kd=0.85CosØ=0.85 有功计算负荷: P30=Kd×Pe=0.85×1500=1275KW 视在计算负荷: S30=P30/CosØ=1500KVA 计算电流: I30=S30/ UN=144A 最大负荷电流: IL.max=<1.5~3)I30=2.5×144=360A 过流保护值: Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki =1.2×1×360A/0.95×40=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=Kw×IK1<2)/KiIop=4790/11×40=10.9≥1.5合格 2速断保护值计算: Iqb=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×6100/40=183A取183 灵敏度计算: 按线路首端最小两相短路电流效验: SP=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×6100/40×183=0.72≤2 不合格,分析原因因为线路过短,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=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×1600/40=48取48A 灵敏度计算: 按线路首端最小两相短路电流效验: SP=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/40×48=2.7≥2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 系统末端最小两相短路电流IK2<2)=0.866×2.22=1.93KA 1、过流保护值计算: 安装容量: Pe=2025KW取值Kd=0.9CosØ=0.85 有功计算负荷: P30=Kd×Pe=0.9×2025=1822.5KW 视在计算负荷: S30=P30/CosØ=2144.1KVA 计算电流: I30=S30/ UN=206.3 最大负荷电流: IL.max=<1.5~3)I30=2.3×206.3=474A 过流保护值: Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki =1.2×1×474A/0.95×40=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=Kw×IK2<2)/KiIop=1930/40×15=3.2≥1.5合格 2、速断保护值计算: Iqb=Krel×Kw×IK2.max/Ki=1.2×1×2280/40=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=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/40×68=1.9≤2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=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×1600/40=48取48A 灵敏度计算: 按线路首端最小两相短路电流效验: SP=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/40×48=2.7≥2合格 三、变流机房<7#、8#、10#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IK3<3)=6.19KA 系统末端最小两相短路电流IK3<2)=4.85KA 1、过流保护值计算: 变流机房安装容量: Pe=2615KW取值Kd=0.9CosØ=0.75 有功计算负荷: P30=Kd×Pe=0.9×2615=2353.5KW 视在计算负荷: S30=P30/CosØ=3138KVA 计算电流: I30=S30/ UN=302A 最大负荷电流: IL.max=<1.5~3)I30=3×302=906A 过流保护值: Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki =1.2×1×906A/0.95×120=9.53 取9A,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=Kw×IK3<2)/KiIop=4850/9×120=4.5≥1.5合格 2、速断保护值计算: Iqb=Krel×Kw×IK3.max/Ki=1.2×1×6190/120=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=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/120×62=0.69≤2 不合格,减小短路电流取值,提高速断灵敏度,IK3.max=2000A, Iqb=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×2000/120=20A取20A 灵敏度计算: 按线路首端最小两相短路电流效验: SP=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/120×20=2.1≥2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)=865A 1、过流保护值计算: 安装容量: Pe=450KW取值Kd=0.75CosØ=0.8 有功计算负荷: P30=Kd×Pe=337.5KW 视在计算负荷: S30=P30/CosØ=421.9KVA 计算电流: I30=S30/ UN=40.6A 最大负荷电流: IL.max=<1.5~3)I30=2.5×40.6=101.5A 过流保护值: Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki 当Ki=20时Iop=1.2×1×101.5A/0.95×20=6.4取6A 当Ki=30时Iop=1.2×1×101.5A/0.95×30=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=Kw×IK4<2)/KiIop=865/30×4=7.2≥1.5合格 2、速断保护值计算: 当Ki=30时Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×1020/30=40.8A取40A 当Ki=20时Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×1020/20=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=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/30×40=4.3≥2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)=1.79KA 1、过流保护值计算: 安装容量: Pe=7080KW取值Kd=0.5CosØ=0.9 有功计算负荷: P30=Kd×Pe=0.5×7080=3540KW 视在计算负荷: S30=P30/CosØ=3933KVA 计算电流: I30=S30/ UN=379A 最大负荷电流: IL.max=<1.5~3)I30=1.5×379=569A 过流保护值: Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki =1.2×1×569A/0.95×120=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=Kw×IK5<2)/KiIop=1790/6×120=2.5≥1.5合格 2、速断保护值计算: Iqb=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×2130/120=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=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/120×21=2≥2合格 六、中央风井<24#、27#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IK6<3)=5.87KA. 系统末端最小两相短路电流IK6<2)=4.63KA 1、过流保护值计算: 安装容量: Pe=1800KW取值Kd=0.9CosØ=0.85 有功计算负荷: P30=Kd×Pe=0.9×1800=1620KW 视在计算负荷: S30=P30/CosØ=1906KVA 计算电流: I30=S30/ UN=175 最大负荷电流: IL.max=<1.5~3)I30=2.5×175=438A 过流保护值: Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki =1.2×1×438A/0.95×60=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流效验: SP=Kw×IK6<2)/KiIop=4630/10×60=7.7≥1.5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=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×1800/60=36A取36A 灵敏度计算: 按线路首端最小两相短路电流效验: SP=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/60×36=2.4≥2 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)=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)=680A 1、过流保护值计算: 安装容量: S30=2700KVA取值Kd=0.7CosØ=0.95 计算电流: I30=S30/ UN=182 最大负荷电流: IL.max=<1.5~3)I30=1.5×182=273A 过流保护值: Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki 当Ki=60时Iop=1.2×1×273A/0.95×60=5.74取5.5A 当Ki=40时Iop=1.2×1×273A/0.95×40=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=Kw×IK7<2)/KiIop=680/40×8.5=2≥1.5合格 2、速断保护值计算: 当Ki=60时Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×796/60=15.92A取15A 当Ki=40时Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×796/40=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=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/60×15=5.7≥2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)=4.85KA 1、过流保护值计算: 综采车间安装容量: 500+500+800KVA取值Kd=0.8CosØ=0.8 视在计算负荷: S30=Kd×S=1800×0.8=1440KVA 计算电流: I30=S30/ UN=139A 最大负荷电流: IL.max=<1.5~3)I30=1.5×139=209A 过流保护值: Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki =1.2×1×209A/0.95×60=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=Kw×IK8<2)/KiIop=4850/5×60=16.2≥1.5合格 2、速断保护值计算: Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×6190/60=123.8A取123A 灵敏度计算: 按线路首端最小两相短路电流效验: SP=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/60×123=0.69≤2 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=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×1600/60=32取32A 灵敏度计算: 按线路首端最小两相短路电流效验: SP=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/60×32=2.66≥2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)=4.76KA 1、过流保护值计算: 北副井安装容量: Pe=4741KW取值Kd=0.95CosØ=0.9<补偿后) 有功计算负荷: P30=Kd×Pe=0.95×4741=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=<1.5~3)I30=1.5×481=722A 过流保护值: Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki =1.2×1×722A/0.95×100=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=Kw×IK9<2)/KiIop=4760/9×100=5.29≥1.5合格 2、速断保护值计算: Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×6060/100=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=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/100×72=0.71≤2 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=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×2000/100=24取24A 灵敏度计算: 按线路首端最小两相短路电流效验: SP=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/100×24=2.1≥2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<3)=3.9KA 系统末端最小两相短路电流IK10<2)=3.17kA 1、过流保护值计算: 安装容量: 4530KW取值Kd=0.6CosØ=0.75 有功计算负荷: P30=KdΣPe=2718KW 视在计算负荷: S30=P30/CosØ=3624KVA 计算电流: I30=S30/ UN=349A 最大负荷电流: IL.max=<1.5~3)I30=3×350=1047A 过流保护值: Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki =1.2×1×1047A/0.95×60=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=Kw×IK10<2)/KiIop=3170/22×60=2.4≥1.5合格 2、速断保护值计算: Iqb=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×3900/60=78A取78 灵敏度计算: 按线路首端最小两相短路电流效验: SP=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/60×78=1.1≤2 不合格,分析原因因为线路为电缆,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)=2000A Iqb=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×2000/60=40A取40 灵敏度计算: 按线路首端最小两相短路电流效验: SP=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/60×40=2.1≥2合格 十一、消防泵站<40#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)=615A 1、过流保护值计算: 消防泵站安装容量: Pe=400KW取值Kd=0.9CosØ=1 有功计算负荷: P30=Kd×Pe=0.9×400=360KW 视在计算负荷: S30=P30/CosØ=360KVA 计算电流: I30=S30/ UN=34.6A 最大负荷电流: IL.max=<1.5~3)I30=1.5×34.6=52A 过流保护值: Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki Iop=1.2×1×52A/0.95×20=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=Kw×IK11<2)/KiIop=615/20×3=10.3≥1.5合格 2、速断保护值计算: Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×718/20=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=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/20×43=5.9≥2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)=572A 1、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=Kd×S=600KVA 计算电流: I30=S30/ UN=58A 最大负荷电流: IL.max=<1.5~3)I30=2.5×58=145A 过流保护值: Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki Iop=1.2×1×145A/0.95×20=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=Kw×IK12<2)/KiIop=572/20×9=3.2≥1.5合格 2、速断保护值计算: Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×732/20=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=Kw×IK<2)/KiIop=1×0.866×5890/20×43=5.9≥2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)=5.34KA 1、过流保护值计算: 瓦斯配电室安装容量: Pe=900KW取值Kd=0.8CosØ=0.8 有功计算负荷: P30=Kd×Pe=0.8×900=720KW 视在计算负荷: S30=P30/CosØ=900KVA 计算电流: I30=S30/ UN=82.5A 最大负荷电
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