井下变电所高压开关整定计算.docx
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井下变电所高压开关整定计算
供电设备
用电设备
额定功率
(kW)
额定电压
(V)
KBSG-400
清水泵
75
660
照明综保 ZBZ-10
10.0
660
水泵控制系统
5
660
合计
90
井下中央变电所高压开关整定计算
一、根据地面供电设计计算井下中央变电所短路电流:
地面 35KV 变电站至井下中央变电所(一回、二回)MYJV22-3*150 型矿用聚
氯乙烯绝缘钢带铠装交联电力电缆电阻、电抗:
R0 =0.14*0.85=0.119Ω
X 0 =0.08*0.85=0.068Ω
高压系统总阻抗为:
∑R = 0.119Ω
∑X = 0.74+0.068=0.808
( 0
Id2) = Ue / 2 ∑P2 + ∑X 2 = 10000 / 2 0.1192 + 0.8082 = 6121.8 A
二、
(一)中央变电所 1#干式变压器的计算
1#干式变压器负荷统计:
计算电力负荷总视在功率
cosϕ 取 0.8
电力负荷总视在功率为
kd 取 0.9
供电设备
用电设备
额定功率
(kW)
额定电压
(V)
KBSG-400/10
无极绳绞车
132
1140
东段水泵
18.5
1140
合计
150.5
供电设备
用电设备
额定功率(kW)
额定电压(V)
KBSGZY-630/10
皮带大巷皮带机
2×200
1140
转载皮带机
55
1140
照明信号综合保护装置
10
1140
S =
kd ∑ PN
cosϕ
=
90 ⨯ 0.9
0.8
= 115.7KVA
根据计算负荷,选用 KBSG-400/10 矿用隔爆型干式变压器。
(二)2#干式变压器的计算
2#干式变压器负荷统计:
计算电力负荷总视在功率
cosϕ 取 0.8
电力负荷总视在功率为
kd 取 0.8
S =
kd ∑ PN
cosϕ
=
150.5 ⨯ 0.8
0.8
= 150.5KVA
根据计算负荷,选用 KBSG-400/10 矿用隔爆型干式变压器。
(三)3# 移动变电站的计算
3#动力移动变电站负荷统计:
张紧绞车
11
1140
调度绞车
11.4
1140
合计
487.4
计算电力负荷总视在功率
cosϕ 取 0.8
电力负荷总视在功率为
kd 取 0.65
S =
kd ∑ PN
cosϕ
=
487.4 ⨯ 0.65
0.7
= 452.5KVA
根据计算负荷,选用 KBSGZY-630/10 矿用隔爆型移动变电站 1 台。
(四)高压电缆线路参数:
1、中央变电所 3#高开至采区变电所电缆型号:
MYJV22-8.7/10-
3×120mm2,长度 850 米。
2、中央变电所 5#高开至 KBSGZY-630 移动变压器,电缆型号:
MYJV22-
8.7/10-3×50mm2,长度 200 米。
3、中央变电所 7#高开至中央变电所 1#水泵软起开关,电缆型号:
MYPTJ-
8.7/10-3×50+3×25/3+3×2.5mm2,长度 25 米。
4、中央变电所 9#高开至中央变电所 1#干式变压器,电缆型号:
MYJV22-
8.7/10-3×50mm2,长度 18 米。
5、中央变电所 12#高开至中央变电所 2#干式变压器,电缆型号:
MYJV22-
8.7/10-3×50mm2,长度 15 米。
6、中央变电所 10#高开至中央变电所 2#水泵软起开关,电缆型号:
MYPTJ-
8.7/10-3×50+3×25/3+3×2.5mm2,长度 30 米。
7、中央变电所 6#高开至中央变电所 3#水泵软起开关,电缆型号:
MYPTJ-
8.7/10-3×50+3×25/3+3×2.5mm2,长度 30 米。
8、中央变电所 4#高开至采区变电所电缆型号:
MYJV22-8.7/10-
3×120mm2,长度 850 米。
(五)K1 点短路时短路电流计算(采区变电所高开处短路电流计算)
1、井下中央变电所至井下采区变电所(一回、二回)MYJV22-3*120 型矿用聚氯
乙烯绝缘钢带铠装交联电力电缆电阻、电抗:
R0 =0.175×0.85=0.149Ω
X 0 =0.08×0.85=0.068Ω
高压系统总阻抗为:
∑R = 0.119+0.149=0.268Ω
∑X = 0.74+0.068+0.068=0.876Ω
( 0
Id2) = Ue / 2 ∑P2 + ∑X 2 = 10000 / 2 0.2682 + 0.8762 = 4829 A
2、K2 点短路时短路电流计算(运输大巷移动变压器出口处短路电流)
变压器二次侧电压为 1140V 容量 630KVA 系统短路容量按 30MVA 计算
查表得:
系统电抗 X x =0.048Ω高压电缆
Lg =200m
查表:
MYJV22 10KV 3×50 型R0=0.42Ω/kmX0=0.08Ω/km
Rg1 = Lg ⋅ R0 =0.2×0.42=0.084Ω
X g1 = Lg ⋅ X 0 =0.2×0.08=0.0016Ω
KBSGZY-630/10 型变压器:
Kb =8.3332
查表得:
Rb =0.0117Ω
X b =0.0983Ω
∑R = 0.084/8.3332+0.0117=0.0129Ω
∑X = 0.0016/8.3332+0.0983+0.048=0.1463Ω
( 0
Id2) = Ue / 2 ∑P2 + ∑X 2 = 1200 / 2 0.01292 + 0.14632 = 8168 Ω
2、K3、K4 点短路时短路电流计算(运输大巷移动变压器出口处短路电流)
中央变电所变压器低压出口端两相短路电流计算
1#变压器低压出口端两相短路电流计算;
变压器二次电压 660V 容量 400KVA 系统短路容量按 30MVA 计算
查表得:
系统电抗 X x =0.0159Ω
高压电缆
Lg =18m
查表得:
MYPTJ-8.7/35*50+3*25/3+3 10KV 型
R0 =0.42Ω/km
Rg1 = Lg ⋅ R0 / Kb =0.018×0.42/14.52=0.00004Ω
X g1 = Lg ⋅ X 0 / Kb =0.018×0.08/14.52=0.000007Ω
X 0 =0.08Ω/km
折算到低压侧电阻为:
2
2
KBSG-400/10 型变压器阻抗
查表得:
Rb =0.0082Ω
X b =0.044Ω
∑R = Rg1 / Kb + Rb =0.00004+0.0082=0.00824Ω
∑X = X g1 / Kb + X b + Xx =0.000007+0.044+0.0159=0.0599Ω
2
2
( 0
Id2) = Ue / 2 ∑P2 + ∑X 2 = 690 / 2 0.008242 + 0.05992 = 5750 A
2#变压器低压出口端两相短路电流计算;
变压器二次电压 1140V 容量 400KVA 系统短路容量按 30MVA 计算
查表得:
系统电抗 X x =0.048Ω
高压电缆
Lg =15m
查表得:
MYPTJ-8.7/35*50+3*25/3+3 10KV 型
R0 =0.42Ω/km
Rg1 = Lg ⋅ R0 / Kb =0.015×0.42/8.3332=0.00009Ω
X g1 = Lg ⋅ X 0 / Kb =0.015×0.08/8.3332=0.00002Ω
X 0 =0.08Ω/km
折算到低压侧电阻为:
2
2
KBSG-400/10 型变压器阻抗
查表得:
Rb =0.0097Ω
X b =0.076Ω
∑R = Rg1 / Kb + Rb =0.00009+0.0097=0.00979Ω
∑X = X g1 / Kb + X b + Xx =0.00002+0.076+0.048=0.12402Ω
2
2
( 0
Id2) = Ue / 2 ∑P2 + ∑X 2 = 1200 / 2 0.009792 + 0.124022 = 4819A
2、K5、K6、K7 点短路时短路电流计算(高压水泵电机出口处短路电流)
井下中央变电所至高压水泵软起开 MYPTJ-8.7/3×50+3×25/3+3 10KV 型
R0 =0.42Ω/km
X 0 =0.08Ω/km(长度按照 100 米计算)
电缆电阻、电抗:
R0 =0.042×0.1=0.042Ω
X 0 =0.08×0.1=0.008Ω
高压系统总阻抗为:
∑R = 0.119+0.042=0.161Ω
∑X = 0.74+0.068+0.008=0.816Ω
Id2) = Ue / 2 ∑P2 + ∑X 2 = 10000 / 2 0.1612 + 0.8162 = 6011A
三、高压开关整定计算:
(一)变电所 3#高开:
PBG-400/10,额定容量 400A
用途:
控制采区变电所
1、过负荷保护:
高压配电箱中长延时反时限过载保护装置的动作电流整定计算:
Ica =
K d ∑ PN
3U N cosϕ
=
0.5 ⨯ 3503
3 ⨯10 ⨯ 0.85
= 118 A
过载倍数 n1 ≥
Ica
I ge
=
118
400
= 0.29
n1 取 0.3 倍,0.3×400=120A
2、过电流保护:
对于电子式高压综合保护器,按电流互感器二次额定电流
值(5A)的倍数整定,其过电流整定动作值计算:
n2 ≥
IQN + Kd ∑I N
KT I ge
=
700 ⨯ 0. 6 ⨯ 6 + 3503⨯ 0.6
8.3⨯ 400
= 1.2
取 n=15,所以过电流动作整定值为 1.5×400=600A
式中 IQN ——变压器负荷中最大电机额定启动电流,A
∑ I N ——其余负荷额定电流之和,A
kT ——变压器变比,低压侧为 1200V。
3、开关过流(速断)保护是按过载保护的倍数进行整定的,所以取速断保
护 Isd = 2Iop.k ,小于 2Iop.k 的过电流,由过载保护装置动作。
按移动变电站二次侧出口处最小两相短路电流校验灵敏系数:
ks =
I d2)
Iop.k
≥ 1.5
ks =
4829
800
= 6.03 ≥ 1.5 ,满足要求。
(二)变电所 5#高开:
PBG-200/10,额定容量 200A
用途:
控制运输大巷移动变压器
1、过负荷保护:
高压配电箱中长延时反时限过载保护装置的动作电流整定计算:
Ica =
K d ∑ PN
3U N cosϕ
=
0.65 ⨯ 487.4
3 ⨯10 ⨯ 0.85
= 21A
过载倍数 n1 ≥
Ica
I ge
=
21
200
= 0.11
n1 取 0.12 倍,0.12×200=24A
2、过电流保护:
对于电子式高压综合保护器,按电流互感器二次额定电流
值(5A)的倍数整定,其过电流整定动作值计算:
n2 ≥
IQN + Kd ∑I N
KT I ge
=
400 ⨯ 0.6 ⨯ 4 + 52.44 ⨯ 0.6
8.3⨯ 200
= 0.59
取 n=0.6,所以过电流动作整定值为 0.6×200=120A
式中 IQN ——变压器负荷中最大电机额定启动电流,A
∑ I N ——其余负荷额定电流之和,A
kT ——变压器变比,低压侧为 1200V。
3、开关过流(速断)保护是按过载保护的倍数进行整定的,所以取速断保
护 Isd = 1Iop.k ,小于1Iop.k 的过电流,由过载保护装置动作。
按移动变电站二次侧出口处最小两相短路电流校验灵敏系数:
ks =
(
I d2)
Iop.k
≥ 1.5
ks =
8168
200
= 40.84 ≥ 1.5 ,满足要求。
(三)变电所 6#、7#、10#高开:
PBG-200/10,额定容量 200A
用途:
控制中央水泵房软起开关
1、过负荷保护:
高压配电箱中长延时反时限过载保护装置的动作电流整定计算:
Ica =
K d ∑ PN
3U N cosϕ
=
450
3 ⨯10 ⨯ 0.85
= 31A
过载倍数 n1 ≥
Ica
I ge
=
31
200
= 0.15
n1 取 0.2 倍,0.2×200=40A
2、过电流保护:
对于电子式高压综合保护器,按电流互感器二次额定电流
值(5A)的倍数整定,其过电流整定动作值计算:
n2 ≥
IQN + Kd ∑I N
KT I ge
=
450 ⨯ 0.06 ⨯ 3
1⨯ 200
= 0.4
取 n=1,所以过电流动作整定值为 1×200=200A
式中 IQN ——变压器负荷中最大电机额定启动电流,A
∑ I N ——其余负荷额定电流之和,A
kT ——变压器变比,低压侧为 1200V。
3、开关过流(速断)保护是按过载保护的倍数进行整定的,所以取速断保
护 Isd = 1.2Iop.k ,小于1.2Iop.k 的过电流,由过载保护装置动作。
按移动变电站二次侧出口处最小两相短路电流校验灵敏系数:
ks =
(
I d2)
Iop.k
≥ 1.5
ks =
6011
240
= 25 ≥ 1.5 ,满足要求。
(四)变电所 9#高开:
PBG-200/10,额定容量 200A
用途:
控制中央变电所 1#干式变压器
1、过负荷保护:
高压配电箱中长延时反时限过载保护装置的动作电流整定计算:
Ica =
K d ∑ PN
3U N cosϕ
=
90
3 ⨯10 ⨯ 0.85
= 6 A
过载倍数 n1 ≥
Ica
I ge
=
6
200
= 0.03
n1 取 0.05 倍,0.05×200=10A
2、过电流保护:
对于电子式高压综合保护器,按电流互感器二次额定电流
值(5A)的倍数整定,其过电流整定动作值计算:
n2 ≥
IQN + Kd ∑I N
KT I ge
=
75⨯ 0.6 ⨯ 6 +15⨯ 6
14.4 ⨯ 200
= 0.125
取 n=0.15,所以过电流动作整定值为 0.15×200=30A
式中 IQN ——变压器负荷中最大电机额定 启动电流,A
∑ I N ——其余负荷额定电流之和,A
kT ——变压器变比,低压侧为 1200V。
3、开关过流(速断)保护是按过载保护的倍数进行整定的,所以取速断保
护 Isd = 0.2Iop.k ,小于 0.2Iop.k 的过电流,由过载保护装置动作。
按移动变电站二次侧出口处最小两相短路电流校验灵敏系数:
ks =
(
I d2)
Iop.k
≥ 1.5
ks =
5750
40
= 143 ≥ 1.5 ,满足要求。
(五)变电所 12#高开:
PBG-200/10,额定容量 200A
用途:
控制中央变电所 2#干式变压器
1、过负荷保护:
高压配电箱中长延时反时限过载保护装置的动作电流整定计算:
Ica =
K d ∑ PN
3U N cosϕ
=
150.5
3 ⨯10 ⨯ 0.85
= 10 A
过载倍数 n1 ≥
Ica
I ge
=
10
200
= 0.05
n1 取 0.07 倍,0.07×200=14A
2、过电流保护:
对于电子式高压综合保护器,按电流互感器二次额定电流
值(5A)的倍数整定,其过电流整定动作值计算:
n2 ≥
IQN + Kd ∑I N
KT I ge
=
132 ⨯ 0.6 ⨯ 6 +11
8.3⨯ 200
= 0.29
取 n=0.3,所以过电流动作整定值为0.3×200=60A
式中 IQN ——变压器负荷中最大电机额定启动电流,A
∑ I N ——其余负荷额定电流之和,A
kT ——变压器变比,低压侧为 1200V。
3、开关过流(速断)保护是按过载保护的倍数进行整定的,所以取速断保
护 Isd = 0.4Iop.k ,小于 0.4Iop.k 的过电流,由过载保护装置动作。
按移动变电站二次侧出口处最小两相短路电流校验灵敏系数:
ks =
(
I d2)
Iop.k
≥ 1.5
ks =
5750
80
= 60 ≥ 1.5 ,满足要求。
(六)变电所 1#、2#、13#高开:
PBG-630/10,额定容量 630A
用途:
1#、2#为变电所总开关,13#为联络开关
井下总负荷为 5460.4KW,工作负荷为 4415KW。
1、井下最大有功功率为:
Pca = kd PN = 0.6 ⨯ 4415 = 2649KW
井下最大无功功率为:
Qca = Pca tan ϕ = 2649 ⨯1.02 = 2702k var
井下最大视在功率为:
Sca =
Pca + Qca =
26492 + 27022 = 3784KV ⋅ A
计算电流为:
Ica =
Sca
3U N
=
3784
3 ⨯10
= 218A
过载倍数 n1 ≥
Ica
I ge
=
218
630
= 0.35
n1 取 0.4 倍,0.4×630=252A
2、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 n ≥
IQe + K X ∑ I e
Kb I ge
n ≥
252 ⨯ 2
630
= 0.8
n 取 1 倍,所以短路电流为 1×630=630 A
3、开关过流(速断)保护是按过载保护的倍数进行整定的,所以取速断保
护 Isd = 1.5Iop.k ,小于1.5Iop.k 的过电流,由过载保护装置动作。
按移动变电站二次侧出口处最小两相短路电流校验灵敏系数:
ks =
(
I d2)
Iop.k
≥ 1.5
ks =
6124.8
945
= 6.4 ≥ 1.5 ,满足要求。
四、变电所内低压开关整定及短路电流计算:
1、变电所内 1#馈电开关(KBZ16-630),作为 KBSG-400/10/0.69 干式变
压器低压侧总馈电。
主要控制中央水仓清水泵设备,总负荷 90KW。
1) 过压保护
U g = 115% ⨯ 693 = 797 V
2) 欠压保护
U q = 75% ⨯ 693 = 520 V
3) 断相保护处于“开启”状态
4)漏电保护
单相漏电动作电阻整定值为:
11+20%k Ω
单相漏电闭锁动作电阻整定值为:
22+20%k Ω
5)过载保护
Iop.o ≥ I ca =
90
3 ⨯ 0.66 ⨯ 0.8
= 98 A
过载保护整定值取 Iop.o = 100 A
(6)短路保护
Iop.k ≥ Ist + ∑ I N = 82 ⨯ 6 +15⨯1.15 = 509 A
n =
509
100
= 5 ,取 n=5 倍,则短路动作值为 5×100=500A,
整定值取 Iop.k = 500 A
2、变电所内 2#馈电开关(KBZ16-630),作为 KBSG-400/10/1.2 干式变压
器低压侧总馈电。
主要控制井底车场主要运输设备,总负荷 150.5KW。
1) 过压保护
U g = 115% ⨯1200 = 1380 V
2) 欠压保护
U q = 75% ⨯1200 = 900 V
3) 断相保护处于“开启”状态
4)漏电保护
单相漏电动作电阻整定值为:
20+20%k Ω
单相漏电闭锁动作电阻整定值为:
40+20%k Ω
5)过载保护
Iop.o ≥ I ca =
150.5
3 ⨯1.14 ⨯ 0.8
= 95A
过载保护整定值取 Iop.o = 100 A
(6)短路保护
Iop.k ≥ Ist + ∑ I N = 84 ⨯ 5 +18.5⨯ 0.6 = 431A
n =
431
100
= 4.3 ,取 n=5 倍,则短路动作值为 5×100=500A,
整定值取 Iop.k = 500 A
采区变电所高压开关整定计算
五、
(一)采区变电所 3#高开:
PBG-400/10,额定容量 400A
用途:
控制综采工作面移变
1、过负荷保护:
高压配电箱中长延时反时限过载保护装置的动作电流整定计算:
Ica =
K d ∑ PN
3U N cosϕ
=
0.57 ⨯ 2043.5
3 ⨯10 ⨯ 0.7
= 96 A
过载倍数 n1 ≥
Ica
I ge
=
96
400
= 0.24
n1 取 0.25 倍,0.25×400=100A
2、过电流保护:
对于电子式高压综合保护器,按电流互感器二次额定电流
值(5A)的倍数整定,其过电流整定动作值计算:
n2 ≥
IQN + Kd ∑I N
KT I ge
=
700 ⨯ 0.6 ⨯ 6 +1343. 5⨯ 0.6
8.3⨯ 400
= 1.0
取 n=1,所以过电流动作整定值为 1×400=400A
式中 IQN ——变压器负荷中最大电机额定启动电流,A
∑ I N ——其余负荷额定电流之和,A
kT ——变压器变比,低压侧为 1200V。
3、开关过流(速断)保护是按过载保护的倍数进行整定的,所以取速断保
护 Isd = 1.5Iop.k ,小于1.5Iop.k 的过电流,由过载保护装置动作。
按移动变电站二次侧出口处最小两相短路电流校验灵敏系数:
ks =
(
I d2)
Iop.k
≥ 1.5
ks =
958
600
= 1.56 ≥ 1.5 ,满足要求。
(二)变电所 5#高开:
PBG-100/10,额定容量 200A
用途:
局部通风机专用移动变压器
1、过负荷保护:
高压配电箱中长延时反时限过载保护装置的动作电流整定计算:
Ica =
K d ∑ PN
3U N cosϕ
=
60
3 ⨯10 ⨯ 0.85
= 4 A
过载倍数 n1 ≥
Ica
I ge
=
4
100
= 0.04
n1 取 0.06 倍,0.06×100=6A
2、过电流保护:
对于电子式高压综合保护器,按电流互感器二次额定电流
值(5A)的倍数整定,其过电流整定动作值计算:
n2 ≥
IQN + Kd ∑I N
KT I ge
=
60 ⨯ 6
14.4 ⨯100
= 0.25
取 n=0.25,所以过电流动作整定值为 0.25×100=25A
式中 IQN ——变压器负荷中最大电机额定启动电流,A
∑ I N ——其余负荷额定电流之和,A
kT ——变压器变比,低压侧为 1200V。
3、开关过流(速断)保护是按过载保护的倍数进行整定的,所以取速断保
护 Isd = 0.3Iop.k ,小于 0
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