高压柜短路保护计算
高压开关柜的整定
高压开关柜整定整定的内容：整定的内容有高压整定和低压整定。
高压整定主要进行过电流整定、速断整定、过电压整定。
低压整定主要进行高压配电装置和低压开关的过流、短路整定及效验。
整定的目的：为了正确选择和效验电气设备，使之满足短路电流的动、热稳定性的要求。
为了正确整定计算继电器的保护装置，使之在短路故障发生时，能够准确可靠地动作，确保安全。
1、变压器的视在容量：计算公式：.1S732UI式中：S------视在容量KVAU------额定电压VI------额定电流A根据上述公式中可以进行相关参数的计算：已知容量、电压可以计算出电流已知电压、电流可以计算出容量已知电流、容量可以计算出电压例如：容量S=800KVA，电压u=10KV电流I=S/1.732U2、电动机的功率计算公式：P732.1φUIcos式中：1.732-----系统为三相时的计算系数(3)U------额定电压VI------额定电流Acosφ----功率因数，0.85左右∩-----效率，0.8左右根据上述公式中可以进行相关参数的计算：已知电压、电流、功率因数、效率可计算出功率已知电压、功率因数、功率、效率可计算出电流已知电流、功率、效率、功率因数可计算出电压例如：功率P=30KW 电压U=0.69KV 功率因数cosφ=0.85效率∩=0.8时，电流I=P/1.732Ucosφ∩3、过流整定值：I过流=（1.2-1.3）Ie式中：1.2-1.3为计算系数Ie为所控制负荷的额定电流。
（其中：出线柜控制变压器时为变压器的额定电流；出线柜控制电动机时为电动机的额定电流）例如：变压器的容量=800KVA，电流比为75/5=15，电流为46.189AI过流=（1.2-1.3）Ie=1.2*46.189=55.43A过流继电器的刻度：55.43/15=3.6A过流继电器放在这个位置主要是因为：电流继电器电流是在互感器的二次侧，那么一次侧电流除以电流比就时电流继电器刻度的位置，应取最近值。
高压整定计算
郑煤集团国瑞公司郑新豫能（新密）煤业有限公司负荷整定计算书（高压部分）机电运输科2016年10月开关整定计算原则1.井下保护装置（电子式反时限保护装置）计算原则(1)、变压器保护计算(1) 过载值整定：Iz=Kx*Kb P∑*15.1(2) 短路值整定：Id=IgeKb IeKx IQe*∑+zI——过载整定值dI——短路保护整定值xk——需要系数，取0.6，主排水泵取0.8∑P—总负荷Kb——变压器变比I Q e——最大起动电流∑Le——其余负荷电流Ige——高压开关额定电流中央变电所高压开关整定计算1、中央变电所G1、G6、G10高爆开关整定：G1、G10高爆开关为中央变电所I进线、II进线，G6为联络开关，高爆开关额定电流为400A，过载值有0.2～1.4倍档可选用，短路值有1.6～10倍档可选用。
(1) 过载值整定：Iz=Kx*Kb P∑*15.1=0.6*（1.15*2107.7）/9.09=160A 整定过载电流为200A，0.5档(2) 短路值整定：由于G1开关为中央变电所动力变压器，所以采用以下公式计算：Id=Kb IeKxIQe∑+=（1771+0.6*1887.7）/9.09=319.4A 整定短路电流为340A2、中央变电所G9高爆开关整定：G9高爆开关控制中央变电所1#动力变压器，高爆开关额定电流为50A ，过载值有0.2～1.4倍档可选用，短路值有1.6～10倍档可选用。
变压器容量P=315 kVA(1) 过载值整定：Iz=Kx*Kb P∑*15.1=0.6*09.95.151*15.1=11.5A整定过载电流为15A ，0.3倍(2) 短路值整定：由于G9爆开关为中央变电所动力变压器，所以采用以下公式计算：Id=Kb IeKxIQe∑+=09.95. 76 *6.075.603+=71.5A整定短路电流为75A3、中央变电所G5高爆开关整定：G5高爆开关控制中央变电所2#变压器，高爆开关额定电流为50A ，过载值有0.2～1.4倍档可选用，短路值有1.6～10倍档可选用。
220kV短路电流设计计算书
ZF12-126内部隔离开关参数如下：
额定电压选择：
额定电流选择：
热稳定校验，取后备保护时间 ：
动稳定校验：
故此隔离开关符合要求。
由于每回出线的各项指标都比110kV侧总负荷低，因此选择此隔离开关也合适。而对于母线隔离开关，由于只有在一台主变故障时才会闭合，而故障容量也不会超过进线容量，因此选择此隔离开关也符合要求。
其参数如下表。
表 5.3 电压互感器元件额定技术参数
项 目
技 术 参 数
额定一次电压 （kV）
220/
额定二次电压 （kV）
0.1/
剩余电压绕组额定电压（kV）
0.1
额定输出 （VA）
75/120/300
标准准确级
0.2/3P/3P
额定SF6气压 （表压 20℃）
0.45 MPa
1.5、避雷器
避雷器是一种过电压限制器，它实质上是过电压能量的接受器，它与别保护设备并联运行，当作用电压超过一定的幅值以后避雷器总是先动作，泄放大量能量,限制过电压，保护电气设备。
MPa
0.40
SF6气体报警压力 （表压 20℃）
MPa
0.35
SF6气体最低功能压力 （表压 20℃）
MPa
0.33
3.6
本GIS带的出线套管参数如下：
表5.9 出线套管参数
220kV
短路电流计算
1、计算电路图和等值电路图
1-1、d 短路时等值阻抗图
折算到220kV短路容量有名值
折算到220kV短路电流有名值
根据《电力工程电气设计手册》的相关规定，取电流冲击系数K ，当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值
保护整定计算知识讲解
1.电动机低电压闭锁过电流保护 过流整定原则：躲过电动机有可能出现的长时最
大工作电流Ig。 Idzj=Kk*Kjx*Ig /Kf*nl
1.电动机低电压闭锁过电流保护 式中：Kk－可靠系数，取1.1－1.3 Kf－保护装置的返回系数，取0.9 nl－CT变比
1.电动机低电压闭锁过电流保护 低电压闭锁过电流时限 若是微机保护，上级过流时限减小0.3 s；
1.电动机低电压闭锁过电流保护 电动机的启动过程使得在整定电动机过电流定值
时受到了严格的限制：
1.电动机启动电流大，若过流值躲启动电流时， 则过电流保护的灵敏度将不能满足要求。
2.电动机启动时间长，过流时限不能满足上下级 过流保护的时限阶梯特性。
1.电动机低电压闭锁过电流保护 系统发生短路时，电流、电压量的变化
1.变压器过流保护
变压器最大工作电流Ig.max的选取是过电流保护 整定计算的关键，变压器负荷系数不同，但无论 怎样，过电流整定都要保证故障时可靠动作，正 常工作时，不误动作。变压器最大工作电流一般 允许20%过负荷，即1.2Ie。
1.变压器过流保护
例：6KV高压开关带一台变压器，变压器型号为 S9－800/6变压器，CT 变比100/5，接线不完全 星形接线；微机保护，其过流时限是2s。
1.变压器过流保护 接线系数：电流互感器二次接线形式不同，使得
CT 二次电流与通过保护装置的电流是不同的， 接线系数Kjx是通过保护装置的电流与CT 二次电 流比值，即
Kjx＝Ij/Ih2
1.变压器过流保护 返回系数：Kf＝If/Idz； 通过保护装置的电流大于保护装置的动作电流时，
继电器可靠启动；保护装置的电流小于保护装置 的动作电流时，继电器可靠返回。 常规保护Kf取0.8-0.85，微机保护Kf取0.9。
6KV供电线路保护整定计算
* *一、南风井供电线路保护整定1、南风井一路#6112，南风井二路#6209，线路参数：如图：长时负荷电流95A ，2005l h =,最大负荷110A 。
采用LCS612微机线路保护。
两相不完全星形接线保护方式据供电处孙光伟提供短路电流及线路系统参数如下: 6KV 母线侧,S max =146.95MVA,I max （3）=13.467KA ； S min =65.865MVA,I min （3）=6.036KA ； Z max =0.27Ω；Z min =0.602Ω 选南风井进线末端为短路点2d 。
查表《煤矿井下供电三大保护细则》对于22YjV 370-⨯电缆010.306R km =Ω 010.061X km =ΩLJ 395-⨯架空线 020.38R km =Ω 020.06X km =Ω22YjV 350-⨯电缆 030.429R km =Ω 030.063X km =Ω 010.490.3060.15L R =⨯=Ω 010.490.0610.0299L X =⨯=Ω 02 2.250.380.855L R =⨯=Ω 02 2.250.060.135L X =⨯=Ω 030.150.4290.0644L R =⨯=Ω 030.150.0630.0094L X =⨯=Ω0102030.150.8550.0644 1.069()L L L L R R R R =++=++=Ω∑0102030.02990.1350.00940.174()LL L L XX X X =++=++=Ω∑系统阻抗小于系统电抗1，故忽略。
1.069()L R R ==Ω∑∑0.1740.270.444()LXX X X =+=+=Ω∑∑线路总阻抗2222max1.0690.444 1.157()Z R X =+=+=Ω∑∑∑* *在最大运行方式下，线路在南风井母线上的短路电流为：2(3)63003144()1.732 1.157d I A ===⨯高压电机入线口两相电流为3d 点。
短路电流的计算
短路电流的计算在短路电流的计算中，分为无限容量系统及有限容量系统短路电流计算。
无限容量系统短路电流计算适用于电源容量很大或者是短路点距电源的电气距离很远的电网，这时系统电压认为是不变的；有限容量系统短路电流计算适用于电源功率不大或短路点距电源的电气距离很近的电网，这时电源母线电压是变化的。
理想中的无限容量系统是指电源容量为无限大，阻抗为零。
在实际计算中，只要电源阻抗不超过短路时总阻抗的5%--10%，则认为是无限容量系统。
煤矿供电一般引自大电力系统，计算时采用无限容量系统短路电流的计算方法。
一、高压供电系统短路电流的计算1）短路电流变化过程分析：下图为无限容量供电系统发生三相短路时的单线图。
当d 点发生三相短路时，整个电路阻抗缩小到Z L ，而无限容量系统母线电压不变，所以短路后回路中的电流突然增大。
此时会产生一个短路电流冲击i ch ，其有效值为I ch ,大小为：i ch =2.55I d (3) I ch =1.52I d (3)在校验电气设备动稳定性时，要用短路电流冲击值来校验。
2）短路回路中元件阻抗的计算在计算高压电网中的短路电流时，一般只计算发电机、变压器、线路、电抗器的电抗，只有在短路回路中总阻抗大于总电抗的1/3时，才计算电阻。
计算时一般采用标么值。
（1）系统电抗标么值： )(*dt d j x S S S X 或S j —基准容量，一般取100MV A ；S d －电源母线电大短路容量 S dt －电源线路断路器的切断容量Sr=∞ r=0 x=0F(3)（２）电力变压器的标么值：22*100%jebeb j bU U S S U X ∙∙= Ｕ%－阻抗电压； Ｓj －基准容量； Ｓeb －额定容量； Ｕeb －额定电压； Ｕj －基准电压，一般取Ｕp （平均电压）。
见下表（３）线路的标么值：20*pjLU S L X X ∙=X 0－线路单位电抗值（Ω/km ），见下表。
L －线路长度（km ）（4）电抗器的电抗标么值：ekj jek k I U I U U X ∙=100%*3）短路电流的计算在计算短路电流之前，首先应根据供电系统图作出对应短路点的等值电路单线图，然后用网路简化规则加以简化，求出短路回路总阻抗，最后计算短路电流。
高压继电保护整定计算
高压继电保护整定计算目录35KV中央变电所开关继电保护整定值 (1)35KV变电所主变差动保护定值 (2)地面高压供、配电场所 (3)井下中央变电所继电保护定值 (5)采区继电保护定值 (6)矿井各变电所、高压配电硐室短路电流 (9)矿井高压供电线路短路电流计算 (10)35KV变电所整定计算 (21)地面高压配、供电场 (44)中央变电所继电保护计算整定 (52)采区高压继电保护整定 (66)35KV中央变电所开关继电保护整定值35KV变电所主变差动保护定值地面高压供、配电场所井下中央变电所继电保护定值采区继电保护整定矿井各变电所、高压配电硐室短路电流矿井高压供电线路短路电流计算邱集煤矿35KV 变电所供电一路来自来自齐河变电站，架空线路采用，LGJ-120长度44.5KM,短路容量348.1MV A ；另一路来自赵官变电站，LGJ-150长度7.5KM 。
两台主变8MV A,一台运行,一台冷备.下井供电采用交联聚氯乙烯铠装电缆四路供电,采区供电采用双回路交联聚氯乙烯铠装电缆,一路运行，一路带电热备。
(一)、选取基准容量：S j =100MV A 。
计算d 1点时选取U j1=37KV I j1=KA 56.17331001Uj 3Sb =⨯= 计算d 2, d 3, d 4, d 5, d 6 d 7, d 8, d 9, d 10, d 11, d 12点时选取U j2=6.3KV I j2=KA 16.93.63100Ub23Sb =⨯=(二)、计算各元件的电抗标么值： 电力系统: X x *=287.01.348100S S dj ==输电线路L 1： X L1*=X 0l 12jj U S =0.4×44.5×237100=1.27 变压器： X b *=U d %bj S S =0.0756×8100=0.945 下井电缆L 2：X L2*= X 0l 22jj U S =0.08×0.6×23.6100=0.1212 中央变电所至东翼变电所L3：X L3*= X 0l 32jj U S =0.08×0.8×23.6100=0.16中央变电所至东八变电所L4：X L4*= X 0l 42jj U S =0.08×2.5×23.6100=0.5 中央变电所至西部采区变电所L5： X L5*= X 0l 52jj U S =0.08×1.1×23.6100=0.2222 东八变电所至东八上部移变L6： X L6*= X 0l 62jj U S =0.08×0.32×23.6100=0.064 东八变电所至东八中部变电所L7： X L7*= X 0l 72jj U S =0.08×1.1×23.6100=0.2217 西部采区变电所至西三移动变电站L8：X L8*= X 0l 82jj U S =0.08×1.2×23.6100=0.2424 东八中部变电所至东八中部移变L9: X L9*= X 0l 92jj U S =0.08×0.2×23.6100=0.0403 东八中部变电所至东八底部变电所L10: X L10*= X 0l 102jj U S =0.08×0.9×23.6100=0.1814 西部变电所至西五变电所L11: X L11*= X 0l 112jj U S =0.08×2×23.6100=0.4031东八底部变电所至综采移变L12: X L12*= X 0l 122jj U S =0.08×0.5×23.6100=0.1008 西五变电所至西五中部变电所L13：X L13*= X 0l 132jj U S =0.08×0.9×23.6100=0.1814 西五变电所至综采移变L14：X L14*= X 0l 142jj U S =0.08×0.5×23.6100=0.1008XX *10.287X L1*21.27X B*30.945d1d240.121250.121260.121270.1212d390.580.16d4100.5d7d8d13d10d5d11d6d9d12d14XL2*XL3*XL4*X L5*XL6*X L7*X L8*XL9*X L10*X L11*X L12*X L13*110.2222120.2222电 抗 等 值 电 路 图130.064140.2217150.2217160.2424170.2424210.4013220.4013180.0403190.1814200.1814230.1008240.1814250.1814d15XL4*180.1008XL15*260.8465d16(三)计算各点短路电流d1点短路时短路电流（主变35KV 侧）:I d1*=∑*1X =0.64227.1287.01X *Xx 1*L1=+=+ ==1*1)3(1j d d I I I 0.642⨯1.56=1.002KAKA I Id d 868.02732.1002.123)3(1)2(1=⨯==MVAS KA I KA i d ch ch 64.20.642100 1.52352.11.002 2.55555.2002.1111=⨯==⨯==⨯=d2点短路电流计算（主变6KV 侧）：I d2*=0.4945.027.1287.01X X *Xx 1*b*L1=++=++ ==2*2)3(2j d d I I I 0.4⨯9.16=3.664KAKA I Id d 173.32664.3323)3(2)2(2=⨯==MVAS KA I KA i d ch ch 404.0100569.552.1664.39.34355.2664.3222=⨯==⨯==⨯= d3点短路电流计算（中央变电所）：395.041212.0945.027.1287.014X *Xx 1Id3**2**L1=+++=+++=L bX X==2*3)3(3j d d I I I 0.395⨯9.16=3.618KAKA I I d d 133.3618.32323)3()2(3=⨯== MVAS KA I KA i d ch ch 39.5395.0100 5.49952.13.6189.22655.2618.3333=⨯==⨯==⨯= d4点短路电流计算（东翼配电点）：713.016.041212.0945.027.1287.014X *Xx 1Id4**3*2**L4=++++=++++=L L bX X X==2*4)3(4j d d I I I 0.371⨯9.16=3.398KAKA I I d d 942.2398.32323)3(4)2(4=⨯==MVAS KA I KA i d ch ch 37.1371.0100165.552.13.398665.855.2983.3444=⨯==⨯==⨯= d5点短路电流计算（东八变电所）：33.05.041212.0945.027.1287.014X X *Xx 1Id5**4*2*b*L1=++++=++++=L L X X ==2)3(55j d I I I 0.33⨯9.16=3.022KA 617.22022.3323)3(5)2(5=⨯==d d I IMVAS KA I KA i d ch ch 3333.0100593.452.1022.3706.755.2022.3555=⨯==⨯==⨯= d6点短路电流计算（西部采区变电所）：363.02222.041212.0945.027.1287.014X X *Xx 1Id6**5*2*b*L1=++++=++++=L L X X ==2*6)3(6j d d I I I 0.363⨯9.16=3.325KA864.22325.3323)3(6)2(6=⨯==d d I IMVAS KA I KA i d ch ch 36.3363.0100054.552.1325.38.47955.2325.3666=⨯==⨯==⨯= d7点短路电流计算（东八上部移变）：323.0064.016.041212.0945.027.1287.014X X *Xx 1Id7**6*4*2*b*L1=+++++=+++++=L L L X X X==2*7)3(7j d d I I I 0.323⨯9.16=2.959KAKA I Id d 562.22959.2323)3(7)2(7=⨯==MVAS KA I KA i d ch ch 3.32233.0100498.452.1959.2545.755.2959.2777=⨯==⨯==⨯= d8点短路电流计算（东八中部变电所）：3073.02217.05.041212.0945.027.1287.014X X *Xx 1Id8**7*4*2*b*L1=+++++=+++++=L L L X X X==2*7)3(8j d d I I I 0.3073⨯9.16=2.815KAKA I Id d 438.22815.2323)3(8)2(8=⨯==MVAS KA I KA i d ch ch 73.307303.0100279.452.1815.2178.755.2815.2888=⨯==⨯==⨯=d9点短路电流计算（西部 变电所）：334.02424.02222.041212.0945.027.1287.014X X *Xx 1Id9**9*5*2*b*L1=+++++=+++++=L L L X X X==2*9)3(9j d d I I I 0.334⨯9.16=3.059KAKA I Id d 649.22059.3323)3(9)2(9=⨯==MVAS KA I KA i d ch ch 3.43334.010065.452.1059.37.855.2059.3999=⨯==⨯==⨯=d10点短路电流计算（东八中部移变）：0.3040403.02217.05.041212.0945.027.1287.014X X *Xx 1Id10**9*7*4*2b *L1=++++++=++++++=L L L L X X X X==2*10)3(10j d d I I I 0.304⨯9.16=2.785KAKA I Id d 412.22785.2323)3(11)2(10=⨯==MVAS KA I KA i d ch ch 4.03043.0100 4.22952.12.785021.755.22.785101010=⨯==⨯==⨯= d11点短路电流计算（东八底部变电所）：3.01814.02217.05.041212.0945.027.1287.014X X *Xx 1Id11**10*7*4*2*b*L1=++++++=++++++=L L L L X X X X==2*11)3(11j d d I I I 0.3⨯9.16=2.748KAKA I Id d 38.22748.2323)3(11)2(11=⨯==MVAS KA I KA i d ch ch 303.0100177.452.1748.2007.755.2748.2111111=⨯==⨯==⨯=d12点短路电流计算（西五变电所）：2943.04013.02424.02222.041212.0945.027.1287.014X X *Xx 1Id12**11*8*5*2*b*L1=++++++=++++++=L L L L X X X X==2*12)3(12j d d I I I 0.2943⨯9.16=2.696KAKA I Id d 335.22696.2323)3(12)2(12=⨯==MVAS KA I KA i d ch ch 29.439432.0100098.452.1696.2875.655.2696.2121212=⨯==⨯==⨯=d13点短路电流计算（综采移变）：2828.01008.01814.02217.05.041212.0945.027.1287.014X X *Xx 1Id13**12*10*7*4*2*b*L1=+++++++=+++++++=L L L L L X X X X X==2*13)3(13j d d I I I 0.2828⨯9.16=2.59KAKA I Id d 243.2259.2323)3(13)2(11=⨯==MVAS KA I KA i d ch ch 28.288282.0100937.352.159.2605.655.259.2131313=⨯==⨯==⨯=d14点短路电流计算（西五中部变电所）：2794.01814.04013.02424.02222.041212.0945.027.1287.014X X *Xx 1Id14**13*11*8*5*2*b*L1=+++++++=+++++++=L L L L L X X X X X==2*14)3(14j d d I I I 0.2794⨯9.16=2.559KAKA I Id d 216.22559.2323)3(14)2(14=⨯==MVAS KA I KA i d ch ch 27.492749.010089.352.1559.2525.655.2559.2141414=⨯==⨯==⨯=d15点短路电流计算（综采移变）：2858.01008.04013.02424.02222.041212.0945.027.1287.014X X *Xx 1Id15**14*11*8*5*2*b*L1=+++++++=+++++++=L L L L L X X X X X==2*15)3(15j d d I I I 0.2858⨯9.16=2.618KAKA I Id d 267.22618.2323)3(15)2(15=⨯==MVAS KA I KA i d ch ch 28.582858.0100979.352.1618.2676.655.2618.2141515=⨯==⨯==⨯=35KV 变电所整定计算邱集煤矿35KV 变电所高压保护采用微机保护单元，整定计算返回系数按0.95，CT 接线方式除主变差动保护采用星角补偿,35KV 侧采用星形接法,6KV 侧采用不完全星形接法,接线系数为1,计算式中未标出.四路下井并列运行。
微机保护电流整定
高压柜微机保护电流整定方案（供参考）1、 电流速断保护（按躲过低压侧三相短路时，流过一次侧的最大短路电流取值）整定电流： n U I I k n）（5.1~3.1= ，n I 为高压额定电流，k U 为变压器阻抗电压，n 为电流互感器变比。
变压器容量30~500KV A ，k U =4%；变压器容量630~1600KV A ，k U =4.5%2、 限时电流速断（按躲过低压侧三相短路时，流过一次侧的短路电流取值）（备用保护） 整定电流：nU I I k n = 同电流速断保护整定电流 动作时间：t ＝'t t +∆ （ 't 为低压侧断路器短延时时间，s t 5.0=∆） 。
3、 定时限过电流保护（按躲过过负荷电流取值） 一般负载时整定电流：I =2n I n负载为自起动电动机时整定电流：I =4n I n 动作时间：t ＝'t t+∆ （ 't 为低压侧断路器长延时时间，s t 7.05.0－=∆） 。
4、 过负荷保护（按躲过变压器额定电流取值） 整定电流：n I I n15.1=动作时间：s t 15~9=∆注：以上整定电流均为电流互感器二次侧电流。
应用方案推荐：进线柜采用限时电流速断保护和定时限过电流保护；出线柜采用电流速断保护和定时限过电流保护、过负荷保护及变压器超温保护；环网出线柜采用限时电流速断保护和定时限过电流保护；联络柜采用过电流保护。
变压器温度保护整定干式变压器：(1)风机自动控制：通过预埋在低压绕组最热处的Pt100热敏测温电阻测取温度信号。
变压器负荷增大，运行温度上升，当绕组温度达110℃时，系统自动启动风机冷却；当绕组温度低至90℃时，系统自动停止风机。
(2)超温报警、跳闸：通过预埋在低压绕组中的PTC 非线性热敏测温电阻采集绕组或铁心温度信号。
当变压器绕组温度继续升高，若达到155℃时，系统输出超温报警信号；若温度继续上升达170℃，变压器已不能继续运行，须向二次保护回路输送超温跳闸信号，应使变压器迅速跳闸。