煤礦井下供電整定

1、煤礦井下低壓電網(wǎng)保護裝置整定煤礦井下低壓電網(wǎng)保護裝置整定小青礦機電科小青礦機電科李 響緒論緒論一、保護裝置的作用二、保護裝置的基本工作原理三、煤礦井下低壓電網(wǎng)對保護裝置的基本要求四、整定計算的目的、要求及特點五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題一、保護裝置的作用一、保護裝置的作用1、當(dāng)被保護設(shè)備或線路發(fā)生故障時，保護裝置應(yīng)自動 、迅速、有選擇性的借助斷路器將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，以保證系統(tǒng)其它部分的正常運行，并使故障設(shè)備免于繼續(xù)遭受損壞。2、當(dāng)被保護設(shè)備出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時，保護裝置發(fā)出信號，以便及時采取措施，避免導(dǎo)致故障。在煤礦井下電網(wǎng)中，通常作用于跳閘。

2、二、保護裝置的基本工作原理二、保護裝置的基本工作原理 保護裝置必須正確區(qū)分被保護元件是處于正常運行狀態(tài)還是處于故障狀態(tài)。保護裝置要實現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎(chǔ)來構(gòu)成。 電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，電氣量變化的主要特征是： 1、電流增大。、電流增大。 短路時故障點與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負荷電流增大至大大超過負荷電流。 2、 電壓降低。電壓降低。 當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時，系統(tǒng)各點的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低。 二、保護裝置基本工作原理二、保護裝置基本工作原理3、 電流與電壓之間的相位角改變。電流與電壓之間的相位角改變

3、。 正常運行時電流與電壓間的相位角是負荷的功率因數(shù)角，一般約為20，三相短路時，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的，一般為6085，而在保護反方向三相短路時，電流與電壓之間的相位角則是180+(6085)。 4、不對稱短路時，出現(xiàn)相序分量。、不對稱短路時，出現(xiàn)相序分量。 如兩相及單相接地短路時，出現(xiàn)負序電流和負序電壓分量；單相接地時，出現(xiàn)負序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運行時是不出現(xiàn)的。 三、保護裝置的基本要求三、保護裝置的基本要求1、選擇性、選擇性 保護裝置動作時，僅將故障元件或線路從電力系統(tǒng)中切除，使無故障部分繼續(xù)運行。2、速動性、速動性 保護裝置以允許而又可能的最快速度

4、動作于斷路器的跳閘，斷開故障元件或線路。 快速切除故障的好處：快速切除故障的好處： （1）提高系統(tǒng)穩(wěn)定性 （2）減少用戶在低電壓下的動作時間 三、保護裝置的基本要求三、保護裝置的基本要求 （3）減少故障元件的損壞程度 （4）避免故障的進一步擴大3、靈敏性、靈敏性 保護裝置對設(shè)計規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生故障及異常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。4、可靠性、可靠性 （1）保護裝置在應(yīng)該動作時，不拒動。 （2）保護裝置不應(yīng)該動作時，不誤動。三、保護裝置的基本要求三、保護裝置的基本要求影響可靠性的因素：影響可靠性的因素：內(nèi)在因素：內(nèi)在因素：元件好壞、結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、制造工藝水平、觸點多少等。外在因素外在因素：運行維

5、護水平、安裝調(diào)試是否正確、整定計算等。四、整定計算的目的、要求及特點四、整定計算的目的、要求及特點1、目的：、目的：1）為了正確選擇和校驗電氣設(shè)備，使之滿足短路電流的動、熱穩(wěn)定性要求。此外，對于低壓開關(guān)設(shè)備和熔斷器等，還應(yīng)按短路電流校驗其分?jǐn)嗄芰Α?2）為了正確整定計算繼電保護裝置，使之在短路故障發(fā)生時，能夠正確可靠的動作，確保安全。2、要求：、要求：1）應(yīng)計算最大的三相短路電流值（短路點應(yīng)選在負荷側(cè)的端子上），以校驗設(shè)備的分?jǐn)嗄芰Α?）應(yīng)計算最小的兩相短路電流值（其短路點應(yīng)選在被保護范圍的最遠端），以校驗繼電保護裝置整定值的可靠性。3、計算的特點：、計算的特點：1）低壓電網(wǎng)（包括變壓器）一般

6、不允許忽略電阻，由于電纜的電抗值遠遠小于電阻值，故電感電抗有時可以忽略不計。2）低壓元件，如不太長的母線電纜、電流互感器的一次線圈、自動饋電開關(guān)的過電流線圈、開關(guān)觸頭的接觸電阻以及電弧電阻等，對于低壓短路電流值都有影響，但為了簡化計算一般不計。3）計算短路電流時，電纜線路的電容，可以不考慮。4）低壓短路電流計算，用有名制較方便，即電壓用伏、阻抗用歐、電流用安表示等等。四、整定計算的目的、要求及特點四、整定計算的目的、要求及特點五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則保護裝置的整定過程： 準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作整定計算整定計算靈敏度校驗靈敏度校驗一、整定的準(zhǔn)備工

7、作： （1）了解掌握電力系統(tǒng)情況 （2）繪制供電系統(tǒng)圖 （3）掌握重要負荷的特性及要求。 （4）學(xué)習(xí)有關(guān)規(guī)章制度二、根據(jù)煤礦井下供電三大保護整定細則進行整定計算。三、對保護裝置的靈敏度進行校驗，對不符合要求的采取措施。五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則第一節(jié)第一節(jié) 短路電流的計算方法短路電流的計算方法第1條 選擇短路保護裝置的整定電流時，需計算兩相短路電流值，可按公式(1)計算： 利用公式(1)計算兩相短路電流時，不考慮短路電流周期分量的衰減，短路回路的接觸電阻和電弧電阻也忽略不計。若需計算三相短路電流值，可按公式(2)計算：Id（3）=1.15

8、Id（2）式中Id（3）三相短路電流，A （2）第2條 兩相短路電流還可以利用計算圖(表)查出。此時可根據(jù)變壓器的容量、短路點至變壓器的電纜換算長度及系統(tǒng)電抗、高壓電纜的折算長度，從表中查出。 電纜的換算長度可根據(jù)電纜的截面、實際長度，可以用公式(3)計算得出。五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則 電纜的換算長度，是根據(jù)阻抗相等的原則將不同截面和長度的高、低壓電纜換算到標(biāo)準(zhǔn)截面的長度，在380 V、660 v、1 140 V系統(tǒng)中，以50 mm2為標(biāo)準(zhǔn)截面；在l27 V系統(tǒng)中，以4mm2為標(biāo)準(zhǔn)截面。 電纜的芯線電阻值選用芯線允許溫度65時的電阻值；電

9、纜芯線的電抗值按0081km計算；線路的接觸電阻和電弧電阻均忽略不計。 五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則第二節(jié)第二節(jié) 短路保護裝置短路保護裝置 第3條 饋出線的電源端均需加裝短路保護裝置。低壓電動機應(yīng)具備短路、過負荷、單相斷線的保護裝置。 第4條 當(dāng)干線上的開關(guān)不能同時保護分支線路時，則應(yīng)在靠近分支點處另行加裝短路保護裝置。 第5條 各類短路保護裝置均應(yīng)按本細則進行計算、整定、校驗，保證靈敏可靠，不準(zhǔn)甩掉不用，并禁止使用不合格的短路保護裝置。第二章第二章 電纜線路的短路保護電纜線路的短路保護 第一節(jié)第一節(jié) 電磁式過電流繼電器的整定電磁式過電流繼電

10、器的整定 第6條 1200V及以下饋電開關(guān)過電流繼電器的電流整定值，按下列規(guī)定選擇。 1對保護電纜干線的裝置按公式(4)選擇：五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則2對保護電纜支線的裝置按公式(5)選擇： 目前某些爆磁力起動器裝有限流熱繼電器，其電磁元件按上述原則整定，其熱元件按公式(7)整定。 煤礦井下常用電動機的額定起動電流和額定電流可以從電動機的銘牌或技術(shù)資料中查出，并計算出電動機的額定起動電流近似值。對鼠籠式電動機，其近似值可用額定電流值乘以6；對于繞線型電動機，其

11、近似值可用額定電流值乘以15；當(dāng)選擇起動電阻不精確時，起動電流可能大于計算值，在此情況下，整定值也要相應(yīng)增大，但不能超過額定電流的25倍。在起動電動機時，如繼電器動作，則應(yīng)變更起動電阻，以降低起動電流值。 對于某些大容量采掘機械設(shè)備，由于位處低壓電網(wǎng)末端，且功率較大，起動時電壓損失較大，其實際起動電流要大大低于額定起動電流，若能測出其實際起動電流時，則公式(4)和公式(5)中IQN應(yīng)以實際起動電流計算。 五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則 第7條 按第6條規(guī)定選擇出來的整定值，還應(yīng)用兩相短路電流值進行校驗，應(yīng)符合公式(6)的要求：五、煤礦井下低壓電

12、網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則 若線路上串聯(lián)兩臺及以上開關(guān)時(其間無分支線路)，則上一級開關(guān)的整定值，也應(yīng)按下一級開關(guān)保護范圍最遠點的兩相短路電流來校驗，校驗的靈敏度應(yīng)滿足1.21.5的要求，以保證雙重保護的可靠性。 若經(jīng)校驗，兩相短路電流不能滿足公式(6)時，可采取以下措施： 1加大干線或支線電纜截面。加大干線或支線電纜截面。 2設(shè)法減少低壓電纜線路的長度。設(shè)法減少低壓電纜線路的長度。 3采用相敏保護器或軟起動等新技術(shù)提高靈敏度。采用相敏保護器或軟起動等新技術(shù)提高靈敏度。 4換用大容量變壓器或采取變壓器并聯(lián)。換用大容量變壓器或采取變壓器并聯(lián)。 5增設(shè)分段保護開

13、關(guān)。增設(shè)分段保護開關(guān)。 6采用移動變電站或移動變壓器。采用移動變電站或移動變壓器。五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則第二節(jié)第二節(jié) 電子保護器的電流整定電子保護器的電流整定 第8條 饋電開關(guān)中電子保護器的短路保護整定原則，按第6條的有關(guān)要求進行整定，按第7條原則校驗，其整定范圍為(310)IN；其過載長延時保護電流整定值按實際負載電流值整定。IN為饋電開關(guān)過載整定電流。 第9條 電磁起動器中電子保護器的過流整定值，按公式(7)選擇：五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則 當(dāng)運行中電流超過IZ值時，即視為過載，

14、電子保護器延時動作；當(dāng)運行中電流達到IZ值的8倍及以上時即視為短路，電子保護器瞬時動作。 第10條 按第9條規(guī)定選擇出來的整定值，也應(yīng)以兩相短路電流值進行校驗，應(yīng)符合公式(8)的要求：五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則第三節(jié)第三節(jié) 熔斷器熔體額定電流的選擇熔斷器熔體額定電流的選擇第11條 1200 V及以上的電網(wǎng)中，熔體額定電流可按下列規(guī)定選擇。1對保護電纜干線的裝置，按公式(9)選擇：五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則 如果電動起動時電壓損失較大，則起動電流比額定起動電流小得多，其所取的不熔化系數(shù)比上

15、述數(shù)值可略大一些，但不能將熔體的額定電流取得太小，以免在正常工作中由于起動電流過大而燒壞熔體，導(dǎo)致單相運轉(zhuǎn)。 2對保護電纜支線的裝置按公式(10)選擇： 五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則 3對保護照明負荷的裝置，按公式(11)選擇： 選用熔體的額定電流應(yīng)接近于計算值，低壓隔爆開關(guān)中熔斷器及熔體規(guī)格可從表中查到。第l2條 選用的熔體，應(yīng)按公式(12)進行校驗：五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則第三章第三章 變壓器的保護變壓器的保護 第13條動力變壓器在低壓側(cè)發(fā)生兩相短路時，采用高壓配電裝置中的過電流保護

16、裝置來保護，對于電磁式保護裝置，其一次電流整定值IZ按公式(13)選擇：五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則 對于電子式高壓綜合保護器，按電流互感器二次額定電流值(5 A)的l、2、3、4、5、6、7、8、9倍分級整定，其整定值按公式(14)選擇：五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則過電流保護裝置的整定值，應(yīng)取其最接近于計算的數(shù)值。五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則第14條 動力變壓器的過負荷保護反映變壓器正常運行時的過載情況，通常為三相對稱，一般經(jīng)一定延時作用

17、于信號。高壓配電裝置中保護裝置整定原則如下： 五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則 1電子式過流反時限繼電保護裝置，按變壓器額定電流整定。 2電磁式動作時間為10-1 5 s，起動電流按躲過變壓器的額定電流來整定：第l5條 高壓配電裝置的額定電流值的選擇，除應(yīng)考慮其實際可能的最大負載電流外，還應(yīng)從其遮斷能力出發(fā)，以其出口端處可能發(fā)生的三相短路電流來校驗，必須選擇既能承擔(dān)長期的實際最大負載電流，又能安全可靠地切斷其出口處的三相直接短路的最大短路電流。 五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則 配電裝置出口處的三相

18、短路電流值，應(yīng)經(jīng)計算確定。當(dāng)缺乏計算數(shù)據(jù)時，可按配電裝置短路容量來確定短路電流值。 為了提高保護性能，最好能算出實際的短路電流值。實際短路電流值，一般比用最大允許的短路容量(50 MVA或l00 MVA)所計算出來的數(shù)值要小。 第16條 照明、信號綜合保護裝置和煤電鉆綜合保護裝置中變壓器的一次側(cè)用熔斷器保護時，其熔體的額定電流選擇如下： 1對保護照明綜保變壓器按公式(17)選擇：五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則2對保護電鉆綜保變壓器按公式(18)選擇：所選用的熔體額定電流應(yīng)接近于計算值，按公式(19)進行校驗：五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定

19、細則五、煤礦井下低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題已知：趙官能源公司2702綜采工作面供電系統(tǒng)圖及負荷。 （如下圖所示）求：開關(guān)保護裝置的整定值2702綜采工作面負荷統(tǒng)計如下序號序號設(shè)備名稱設(shè)備名稱額定功率額定功率額定電壓額定電壓額定電流額定電流臺數(shù)臺數(shù)1采煤機345KW1140V219.5A12刮板輸送機2132KW175A13轉(zhuǎn)載機55KW36.5A14帶式輸送機255KW72.5A15乳化液泵站125KW82.5A26潛水泵7.5KW5A27張緊絞車7.5KW5A12702綜采工作面供電系統(tǒng)圖綜采工作面供電系統(tǒng)圖六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例

20、題六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題一、短路電流計算一、短路電流計算1、變壓器二次出口端的短路電流Id1計算：變壓器二次電壓1200V，容量800KVA，系統(tǒng)短路容量按50MVA計算；查附錄二表1得，系統(tǒng)電抗Xx=0.028810KV電纜Lg=1.5Km;查附錄二表2得，Ro=0.6/Km，Xo=0.08/Km高壓電纜電阻、電抗：Rg=0.61.5=0.9Xg=0.081.5=0.12變壓器電阻、電抗：Rb1=0.0117Xb1=0.0983R=Rg/Kb+Rb1=0.9/8.333+0.0117=0.025X=Xx+Xg/Kb+Xb1=0.0288+0.12/8.333+0.0983=0.1288

21、Id1=Ue/2 (R) +( X) =4572.13A六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題2、2#乳化液泵站電機處短路電流Id2計算：MYP3*120+1*35 型電纜電阻、電抗：Lg=0.004mRg=0.1610.009=0.0014Xg=0.0660.009=0.0006MYP3*16+1*10 型電纜電阻、電抗：Lg=0.014mRg=1.480.014=0.021Xg=0.090.014=0.0013R=0.025+0.0224=0.0474X=0.1288+0.0019=0.131Id2=Ue/2 (R) +( X) =4316.5A六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例

22、題六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題3、7.5KW潛水泵電機處短路電流Id3計算：MYP3*120+1*35 型電纜電阻、電抗：Lg=0.507mRg=0.1610.507=0.082Xg=0.0660.507=0.0335MYP3*25+1*16 型電纜電阻、電抗：Lg=0.22mRg=0.9370.22=0.21Xg=0.0880.22=0.02MYP3*16+1*10 型電纜電阻、電抗：Lg=0.002mRg=1.480.002=0.00296Xg=0.090.002=0.00018MYP3*10+1*10 型電纜電阻、電抗：Lg=0.001mRg=2.180.001=0.00218Xg=0.

23、0920.001=0.000092六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題R=0.025+0.297=0.322X=0.1288+0.054=0.183Id3=Ue/2 (R) +( X) =1621.6A4、345KW煤機電機處短路電流Id4計算：MYP3*120+1*35 型電纜電阻、電抗：Lg=1.011mRg=0.1611.011=0.163Xg=0.0661.011=0.6673MYP3*70+1*25型電纜電阻、電抗：Lg=0.269mRg=0.3150.269=0.085Xg=0.0780.269=0.021R=0.025+0.248=0.273X=0.1288+

24、0.6883=0.82Id4=Ue/2 (R) +( X) =694.24A六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題二、各類開關(guān)的整定計算二、各類開關(guān)的整定計算1、二采上部變電所F-10#高防開關(guān)整定：1)速斷整定：按保護變壓器整定：根據(jù)公式（14）N（Iqe+Kx Ie）/KbIge =（219.56+0.75306.5）/8.333100 =1.852）過載整定：電子式過流反時限繼電保護裝置，按變壓器額定電流整定。Iz=46.2/20=2.31 取近似值32、總饋KD-14+的整定1）饋電開關(guān)中電子保護器過載長延時保護電流整定值按實際負載電流整定。總饋KD-14+實際工作電

25、流為：KX1=0.4+0.6Pmax/PE =0.4+0.6300/914=0.597六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題I=（Kx1Smax）/ 3UeCOS =（0.597914）/ （ 31.20.75) =350A2)短路整定對于保護干線:IzIqe+Kx Ie = 219.56+0.75306.5 =1546.88A短路倍數(shù)為： Iz/I=1546.88/350=4.42 取5倍3、乳化液泵站400A分饋KA-49+的整定：1）過載整定：I=（Kx1P）/ 3UeCOS =（1129）/ （ 31.20.75) =82.75A 取85A2）短路整定：對于保護支線：

26、 IzIqe=82.56=495A短路倍數(shù)為： Iz/I=495/85=5.82 取6倍六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題4、皮帶機400A分饋KB-39+的整定：1）過載整定：I=（Kx1P）/ 3UeCOS =（1132.5）/ （ 31.20.75) =85A2）短路整定：對于保護支線： IzIqe=72.56=435A短路倍數(shù)為： Iz/I=435/85=5.12 取6倍5、轉(zhuǎn)載機配電點400A分饋KB-75+的整定：1）過載整定：I=（Kx1P）/ 3UeCOS =（0.7664）/ （ 31.20.75) =298.18A 取300A2）短路整定：對于保護支線： IzIqe=219.56=1317A短路倍數(shù)為： Iz/I=1317/300=4.39 取5倍六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題六、礦井低壓電網(wǎng)整定計算例題6、400A分