煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则_中国煤矿安全生产网
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    煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则
    发布人:煤矿安全网    浏览:   发布时间: 2018-12-19   稿件来源:煤矿安全网

    煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则

    第一章一般规定

    第一节短路电流的计算方法

    第1条选择短路保护装置的整定电流时,需计算两相短路电流值,可按公式(1)计算:

    利用公式(1)计算两相短路电流时,不考虑短路电流周期分量的衰减,短路回路的接触电阻和电弧电阻也忽略不计。

    若需计算三相短路电流值,可按公式(2)计算:

    第2条两相短路电流还可以利用计算图(表)查出。此时可根据变压器的容量、短路点至变压器的电缆换算长度及系统电抗、高压电缆的折算长度,从表中查出。

    电缆的换算长度可根据电缆的截面、实际长度,可以用公式(3)计算得出。

    电缆的换算长度,是根据阻抗相等的原则将不同截面和长度的高、低压电缆换算到标准截面的长度,在380 V、660 v、1140 V系统中,以50 mm2为标准截面;在l27 V系统中,以4mm2为标准截面。

    电缆的芯线电阻值选用芯线允许温度65℃时的电阻值;电缆芯线的电抗值按0.081Ω/km计算;线路的接触电阻和电弧电阻均忽略不计。

    第二节短路保护装置

    第3条馈出线的电源端均需加装短路保护装置。低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线的保护装置。

    第4条当干线上的开关不能同时保护分支线路时,则应在靠近分支点处另行加装短路保护装置。

    第5条各类短路保护装置均应按本细则进行计算、整定、校验,保证灵敏可靠,不准甩掉不用,并禁止使用不合格的短路保护装置。

    第二章电缆线路的短路保护

    第一节电磁式过电流继电器的整定

    第6条 1200V及以下馈电开关过电流继电器的电流整定值,按下列规定选择。

    1.对保护电缆干线的装置按公式(4)选择:

    2.对保护电缆支线的装置按公式(5)选择:

    目前某些隔爆磁力起动器装有限流热继电器,其电磁元件按上述原则整定,其热元件按公式(7)整定。

    煤矿井下常用电动机的额定起动电流和额定电流可以从电动机的铭牌或技术资料中查出,并计算出电动机的额定起动电流近似值。对鼠笼式电动机,其近似值可用额定电流值乘以6;对于绕线型电动机,其近似值可用额定电流值乘以1.5;当选择起动电阻不精确时,起动电流可能大于计算值,在此情况下,整定值也要相应增大,但不能超过额定电流的2.5倍。在起动电动机时,如继电器动作,则应变更起动电阻,以降低起动电流值。

    对于某些大容量采掘机械设备,由于位处低压电网末端,且功率较大,起动时电压损失较大,其实际起动电流要大大低于额定起动电流,若能测出其实际起动电流时,则公式(4)和公式(5)中IQN应以实际起动电流计算。

    第7条按第6条规定选择出来的整定值,还应用两相短路电流值进行校验,应符合公式(6)的要求:

    若线路上串联两台及以上开关时(其间无分支线路),则上一级开关的整定值,也应按下一级开关保护范围最远点的两相短路电流来校验,校验的灵敏度应满足1.2~1.5的要求,以保证双重保护的可靠性。

    若经校验,两相短路电流不能满足公式(6)时,可采取以下措施

    1.加大干线或支线电缆截面。

    2.设法减少低压电缆线路的长度。

    3.采用相敏保护器或软起动等新技术提高灵敏度。

    4.换用大容量变压器或采取变压器并联。

    5.增设分段保护开关。

    6.采用移动变电站或移动变压器。

    第二节电子保护器的电流整定

    第8条馈电开关中电子保护器的短路保护整定原则,按第6条的有关要求进行整定,按第7条原则校验,其整定范围为(3~10)IN;其过载长延时保护电流整定值按实际负载电流值整定,其整定范围为(0.4~1)IN。IN为馈电开关额定电流。

    第9条电磁起动器中电子保护器的过流整定值,按公式(7)选择:

    当运行中电流超过IZ值时,即视为过载,电子保护器延时动作;当运行中电流达到IZ值的8倍及以上时即视为短路,电子保护器瞬时动作。

    第10条按第9条规定选择出来的整定值,也应以两相短路电流值进行校验,应符合公式(8)的要求:

    第三节熔断器熔体额定电流的选择

    第11条 1200 V及以上的电网中,熔体额定电流可按下列规定选择。

    1.对保护电缆干线的装置,按公式(9)选择:

    如果电动起动时电压损失较大,则起动电流比额定起动电流小得多,其所取的不熔化系数比上述数值可略大一些,但不能将熔体的额定电流取得太小,以免在正常工作中由于起动电流过大而烧坏熔体,导致单相运转。

    2.对保护电缆支线的装置按公式(10)选择:

    3.对保护照明负荷的装置,按公式(11)选择:

    选用熔体的额定电流应接近于计算值,低压隔爆开关中熔断器及熔体规格可从表中查到。

    第l2条选用的熔体,应按公式(12)进行校验:

    第三章变压器的保护

    第13条动力变压器在低压侧发生两相短路时,采用高压配电装置中的过电流保护装置来保护,对于电磁式保护装置,其一次电流整定值IZ按公式(13)选择:

    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(5 A)的l、2、3、4、5、6、7、8、9倍分级整定,其整定值按公式(14)选择:

    过电流保护装置的整定值,应取其最接近于计算的数值。

    第14条动力变压器的过负荷保护反映变压器正常运行时的过载情况,通常为三相对称,一般经一定延时作用于信号。高压配电装置中保护装置整定原则如下:

    1.电子式过流反时限继电保护装置,按变压器额定电流整定。

    2.电磁式动作时间为10--1 5 s,起动电流按躲过变压器的额定电流来整定:

    第l5条高压配电装置的额定电流值的选择,除应考虑其实际可能的最大负载电流外,还应从其遮断能力出发,以其出口端处可能发生的三相短路电流来校验,必须选择既能承担长期的实际最大负载电流,又能安全可靠地切断其出口处的三相直接短路的最大短路电流。

    配电装置出口处的三相短路电流值,应经计算确定。当缺乏计算数据时,可按配电装置短路容量来确定短路电流值。

    为了提高保护性能,最好能算出实际的短路电流值。实际短路电流值,一般比用最大允许的短路容量(50 MVA或l00 MVA)所计算出来的数值要小。

    第16条照明、信号综合保护装置和煤电钻综合保护装置中变压器的一次侧用熔断器保护时,其熔体的额定电流选择如下:

    1.对保护照明综保变压器按公式(17)选择:

    2.对保护电钻综保变压器按公式(18)选择:

    所选用的熔体额定电流应接近于计算值,按公式(19)进行校验:

    IMG_2253

    综采工作面负荷统计如下

    序号
    设备名称
    额定功率
    额定电压
    额定电流
    台数
    1
    采煤机
    345KW
    1140V
    219.5A
    1
    2
    刮板输送机
    2×132KW
    175A
    1
    3
    转载机
    55KW
    36.5A
    1
    4
    带式输送机
    2×55KW
    72.5A
    1
    5
    乳化液泵站
    125KW
    82.5A
    2
    6
    潜水泵
    7.5KW
    5A
    2
    7
    张紧绞车
    7.5KW
    5A
    1

    一、短路电流计算

    1、变压器二次出口端的短路电流Id1计算:

    变压器二次电压1200V,容量800KVA,系统短路容量按50MVA计算;

    查表得,系统电抗Xx=0.0288Ω

    10KV电缆Lg=1.5Km;

    查表得,Ro=0.6Ω/Km,Xo=0.08Ω/Km

    高压电缆电阻、电抗:

    Rg=0.6×1.5=0.9Ω

    Xg=0.08×1.5=0.12Ω

    变压器电阻、电抗:

    Rb1=0.0117Ω

    Xb1=0.0983Ω

    ∑R=Rg/Kb²+Rb1=0.9/8.333²+0.0117=0.025Ω

    ∑X=Xx+Xg/Kb²+Xb1=0.0288+0.12/8.333²+0.0983=0.1288Ω

    Id1=Ue/2√(∑R) ²+(∑X) ²

    =4572.13A

    2、2#乳化液泵站电机处短路电流Id2计算:

    MYP3*120+1*35型电缆电阻、电抗:

    Lg=0.009km

    Rg=0.161×0.009=0.0014Ω

    Xg=0.066×0.009=0.0006Ω

    MYP3*16+1*10型电缆电阻、电抗:

    Lg=0.014km

    Rg=1.48×0.014=0.021Ω

    Xg=0.09×0.014=0.0013Ω

    ∑R=0.025+0.0224=0.0474Ω

    ∑X=0.1288+0.0019=0.131Ω

    Id2=Ue/2√(∑R) ²+(∑X) ²

    =4316.5A

    3、7.5KW潜水泵电机处短路电流Id3计算:

    MYP3*120+1*35型电缆电阻、电抗:

    Lg=0.507km

    Rg=0.161×0.507=0.082Ω

    Xg=0.066×0.507=0.0335Ω

    MYP3*25+1*16型电缆电阻、电抗:

    Lg=0.22km

    Rg=0.937×0.22=0.21Ω

    Xg=0.088×0.22=0.02Ω

    MYP3*16+1*10型电缆电阻、电抗:

    Lg=0.002km

    Rg=1.48×0.002=0.00296Ω

    Xg=0.09×0.002=0.00018Ω

    MYP3*10+1*10型电缆电阻、电抗:

    Lg=0.001km

    Rg=2.18×0.001=0.00218Ω

    Xg=0.092×0.001=0.000092Ω

    ∑R=0.025+0.297=0.322Ω

    ∑X=0.1288+0.054=0.183Ω

    Id3=Ue/2√(∑R) ²+(∑X) ²

    =1621.6A

    4、345KW煤机电机处短路电流Id4计算:

    MYP3*120+1*35型电缆电阻、电抗:

    Lg=1.011km

    Rg=0.161×1.011=0.163Ω

    Xg=0.066×1.011=0.6673Ω

    MYP3*70+1*25型电缆电阻、电抗:

    Lg=0.269km

    Rg=0.315×0.269=0.085Ω

    Xg=0.078×0.269=0.021Ω

    ∑R=0.025+0.248=0.273Ω

    ∑X=0.1288+0.6883=0.82Ω

    Id4=Ue/2√(∑R) ²+(∑X) ²

    =694.24A

    二、各类开关的整定计算

    1、二采上部变电所F-10#高防开关整定:

    1)速断整定:

    按保护变压器整定:根据公式(14)

    N≥(Iqe+Kx∑Ie)/KbIge

    =(219.5×6+0.75×306.5)/8.333×100

    =1.85

    2)过载整定:

    电子式过流反时限继电保护装置,按变压器额定电流整定。

    Iz=46.2/20=2.31取近似值3

    2、总馈KD-14+的整定

    1)馈电开关中电子保护器过载长延时保护电流整定值按实际负载电流整定。

    总馈KD-1