井下低压电网短路计算书

一、技术数据：

1、高压铠装电缆每相每公里的电阻和电抗值（Ω/㎞）

表一

截面 （mm²） 电压（kv） 10 R0 X0 铜 1.313 0.08 16 铝 2.212 0.08 铜 0.84 0.08 25 铝 1.416 0.08 铜 0.6 0.08 35 铝 1.009 0.08 铜 0.42 0.08 50 铝 0.708 0.08 铜 0.3 0.08 70 铝 0.506 0.08 2、KT值的计算结果：

表二

U1（V） U2（V ） 400 690 1200 3150 7.88 4.57 2.63 6300 15.75 9.13 5.25 10500 26.25 15.22 8.75 3、矿用低压电缆每相每公里的电阻值和电抗值（Ω/㎞）

表三

类型 橡套 阻抗 R0 X0 电缆线芯截面（mm²） 4 5.50 0.101 6 3.693 0.095 10 2.159 0.092 16 1.369 0.090 25 0.8638 0.088 35 0.6160 0.084 50 0.4484 0.081 70 0.3151 0.078 95 0.2301 0.075 4、变压器数据：

①矿用防爆型干式变压器 KBSG2—T—315KVA/10/0.693KV

高压侧额定电流：18.2A 二次侧额定电流：262.4A 线圈阻抗： RTr＝0.0106Ω XTr＝0.06Ω KBSG2—T—630KVA/10/0.693KV

高压侧额定电流：36.4A 二次侧额定电流：524.9A 线圈阻抗： RTr＝0.0048Ω XTr＝0.037Ω ②矿用移动变电站 KBSGZY—T—400KVA/10/0.693KV

高压侧额定电流：23.2 二次侧额定电流：333.2A 线圈阻抗： RTr＝0.0090Ω XTr＝0.0532Ω KBSGZY—T—630KVA/10/1.2KV

高压侧额定电流：36.4A 二次侧额定电流：303.1A 线圈阻抗： RTr＝0.0167Ω XTr＝0.1246Ω KBSGZY—T—630KVA/10/0.693KV

高压侧额定电流：36.4A 二次侧额定电流：524.9A 线圈阻抗： RTr＝0.0056Ω XTr＝0.0415Ω KBSGZY—T—1250KVA/10/1.2KV

高压侧额定电流：72.2A 二次侧额定电流：601.4A 线圈阻抗： RTr＝0.0068Ω XTr＝0.0518Ω 注：上述数据查煤矿电工手册：矿井供电（下）表13—1—6b 13—1—6d 5、计算变压器二次侧两相短路电流 设高压母线上的三相短路容量为50MVA

①中央变电所1#、2#变压器二次侧两相短路电流计算 a、系统电抗值：XS＝U22N/S3SC＝6902/50×106＝0.0095Ω b、变压器阻抗值： RTr＝0.0048Ω XTr＝0.037Ω c、变压器二次侧两相短路电流：

I2SC＝U2N/2√（∑R）2+（∑X）2＝690/2×√0.00482＋（0.037＋0.0095）2＝7380.14A ②中央变电所风机专供变压器二次侧两相短路电流计算 a、系统电抗值：XS＝U22N/S3SC＝6902/50×106＝0.0095Ω b、变压器阻抗值： RTr＝0.0106Ω XTr＝0.06Ω c、变压器二次侧两相短路电流：

I2SC＝U2N/2√（∑R）2+（∑X）2＝690/2×√0.01062＋（0.06＋0.0095）2＝4907A

电缆线路的短路保护

第一节 电磁式过流继电器的整定

1200V及以下馈电开关过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IZ≥IQe+KX×∑Ie 式中 IZ-过流保护装置的整定值，A；

IQe-容量最大的电动机的额定启动电流，对于有数台电动机同时启动的工作机械，若其总功率大于单台启动的容量最大的电动机功率时，IQe则为这几台同时启动的电动机的额定启动电流之和，A；

∑Ie-其余电动机的额定电流之和，A； KX-需用系数，取0.5～1.0。

（2） 对保护电缆支线的装置按公式选择，即IZ≥IQe。

井下用电动机的额定启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其额定电流，并计算出电动机的额定启动电流近似值。对鼠笼电动机，其近似值可用额定电流乘以6；对绕线型电动机，其近似值可以用额定电流乘以1.5；当选择的启动电阻不精确时，启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。在启动电动机时，如继电器动作，则应变更启动电阻，以降低启动电流值。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，启动时电压损失较大，其实际启动电流要大大低于额定启动电流，若能测出其实际启动电流时，则公式中的IQe应以实际启动电流计算。

对于计算出的整定值，还应用两相短路电流值进行校验，应符合公式

的要求：Id(2)/ IZ≥1.5

式中 Id(2)-被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值，A；

IZ-过电流保护装置的电流整定值，A； 1.5-保护装置的可靠动作系数。

若线路上串联2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Id(2)/ IZ≥1.5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启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

馈电开关中电子保护器的短路保护整定原则，按上述的有关要求进行整定，按上述原则校验，其整定范围为（3～10）Ie；其过载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）Ie，Ie为馈电开关的额定电流。

（3） 馈电总开关至启动开关线路 ①用查表法计算两相短路电流Id2。

②电子过流的过流整定值。IZ≤Ie＝∑Pe/√3cos¢Ue 式中 ∑Pe-电缆所带负荷的额定功率； Ue-电缆所在电网的额定电压； cos¢-平均功率因数。

③灵敏系数。D＝Id2/8 IZ≥1.2合格。 1、 电子保护器的电流整定

馈电开关中电子保护器的短路保护整定原则，按1200V及以下馈电开关过流继电器的电流整定、校验要求计算、校验，其整定范围为（3～10）Ie；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（0.4～1.0）Ie，其中Ie为馈电开关额定电流。 （1） 电磁启动器中电子保护器的过流整定值，按公式选择，即IZ≤Ie 式中 IZ-电子保护器的过流整定值，取电动机额定电流近似值，A； Ie-电动机的额定电流，A。

电动机功率因数一般取cos¢＝0.75，由以下经验公式估算额定电流： 当额定电压1140V时 Ie＝0.67Pe 当额定电压660V时 Ie＝1.15Pe 当额定电压380V时 Ie＝2Pe 式中 Pe –电动机额定功率，KW。

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倍以上时，即视为短路，电子保护器瞬时动作。

（2）计算出电子保护器的整定电流时，还需以两相短路电流值进行校验，应符合公式的要求，即：Id2/8 IZ≥1.2

式中 Id2-被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值，A；

IZ –过电流保护装置的电流整定值，A；

8IZ –电子保护器短路保护动作值，A； 1.2-保护装置的可靠动作系数。 如不能满足上述公式，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启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。 第三节 变压器的保护

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，其一次侧电流整定值IZ按下式选择：IZ≥(1.2～1.4)×（IQe+KX×∑Ie）/KT 式中 KT—--变压器变比

(1.2～1.4)—可靠系数

对于电子式高压综合保护器，按电流互感器二次侧额定电流值（5A）的1、2、3、4、5、6、7、8、9倍分级整定，其整定值按下式选择：

N≥（IQe+KX×∑Ie）/KT×Ige

式中N互感器二次侧额定电流（5A）的倍数； Ige—高压配电装置额定电流，A。

过电流保护装置的整定值，应取其最接近于计算的数值。 对Y/Y接线和Y/△接线变压器，按公式IZ≥(1.2～1.4)×（IQe+KX×∑Ie）/KT计算出的整定值还应按下式校验: Id2/ KT×IZ≥1.5 Id2/√3 KT×IZ≥1.5 式中 Id2—变压器低压侧两相短路电流，A；

IZ—高压配电装置过电流保护装置的电流整定值，A； KT—变压器的变压比；

√3—Y/△接线变压器的二次侧两相短路电流折算到一次

侧时的系数；

1.5—保证过电流保护装置可靠动作的系数。

动力变压器的过负荷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10～15S，起动电流按躲过变压器的

额定电流来整定：

IZ＝K×Ieb/Kf≈1.24 Ige

式中IZ—高压配电装置过电流保护装置的电流整定值，A；

K—可靠系数，取1.05； Kf—返回系数，一般为0.85； Ieb—变压器额定电流，A。

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，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。

计算出来的短路电流值，是否超过在某额定电流下所允许的短路电流值，可按表中所规定的数值进行校验。

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或100MVA）所计算出来的数值要小。

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下式选择： IR≈（1.24～1.4）Ie/Kb 式中IR—熔体额定电流，A；

Ie—照明负荷的额定电流，A；

Kb—变压比，当电压为380/133（230）V时，Kb为2.86（1.65）；当电压为660/133（230）V时，Kb为4.96（2.86）；当电压为1140/133

（230）V时，Kb为8.57（4.96）。 2、 对保护电钻综保变压器按下式选择：

IR≈（1.2～1.4）×｛（（IQe/（1.8～2.5））＋∑Ie｝/Kb 式中IQe—容量最大的电钻电动机的额定起动电流，A； ∑Ie—其余电钻电动机的额定电流之和，A；

Kb—变压比，当电压为380/133（230）V时，Kb为2.86（1.65）；当电压为660/133（230）V时，Kb为4.96（2.86）；当电压为1140/133（230）V时，Kb为8.57（4.96）。

所选用的熔体额定电流应接近于计算值，并按下式进行校验： Id2/√3×Kb×IR≥4

式中Id2—变压器低压侧两相短路电流，A； Kb—变压比；

√3—Y/△接线变压器二次侧两相短路电流折算到一次侧时的系数，当△/△接线时此系数取1。