井下供电计算实例

8、继电保护计算整定实例： （5）、入井电缆保护整定实例计算

已知条件：10KV 入井电缆供电示意图 ，如图5所示：

最大运行方式下，35KV 变电所10KV 母线三相短路电流)

3(max .1d I 为

5500A ，井下中央变电所母线三相短路电流)3(max .2d I 为5130A ，本室变压

器低压侧三相短路时流过高压侧的电流)

3(max .3d I 为920A 。

最小运行方式下，35KV 变电所10KV 母线两相短路电流)

2(max .1d I 为3966A ，井下中央电所母线两相短路电流)

2(max .2d I 为3741A ，所用变压器低压侧两相短路时流过高压侧的电流)2(max .3d I 为789A 。

35KV 变电站

中央变电所

综采工作面

综掘工作面

采区变电所

图5 10KV 入井电缆供电示意图

最大电动机为采煤机截割电机启动时最大线路运行电流I gh 为405A ，电流互感器变比为200/5。

1）、整定计算 ① 瞬时电流速断保护

瞬时电流速断保护按躲过线路末端短路时的最大三相短路电流

整定，保护装置的动作电流

,16740

5130

13.11)3(max .2.A n I K K I d jx k j

dz =⨯⨯==取170A

保护装置一次动作电流

A K n I I jx 68001

40

1701dz.j

dz =⨯== 灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验：

2583.06800

3966)2(min .1<===dz d lm I I K

由此可见瞬时电流速断保护不能满足灵敏度要求，故装设限时电流速断保护或采用极联光纤纵差保护。

② 限时电流速断保护

限时电流速断保护按躲过相邻元件末端短路时的最大三相短路时的电流整定，则保护装置动作电流

,9.2940

920

13.11)

3(max .3A n I K K I d jx k dz

=⨯⨯==取35A

保护装置一次动作电流

A K n I I jx j

dz dz 14001

40

351.=⨯== 灵敏度按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验：

283.21400

3966)2(min .1>===dz d lm

I I K 限时电流速断保护动作时间取0.25秒。 ③ 过电流保护

过电流保护按躲过线路的最大运行电流来整定，则保护动作电流

,5.1340

9.0405

12.11

.A n K I K K I h gh jx

k j dz =⨯⨯

⨯==取15A 式中，Kn 为返回系数，微机保护的过量元件返回系数可由软件设定，一般设定为0.9。

过电流保护一次动作电流

A K n I I jx j

dz dz 6001

40151.=⨯== 保护的灵敏系数按最小运行方式下线路末端两相短路电流来校验。

在线路末端发生短路时，灵敏度为

2235.6600

3741)

2(min .2>===A I I K dz d lm

作为下级后备保护，变压器低压侧发生短路时，灵敏系数为

2.132.1600

789)2(min .2>===A I I K dz d lm

保护动作延时应考虑与下级保护的时限配合，t1+t2+△t ，微机保护△t 一般按0.2秒。动作时限取0.7秒。 （6）、综采工作面部分开关整定计算

综采工作面供电示意图，如图6所示。

破碎机160KW

四回路组合开关

图6：综采工作面供电示意图

1）、高压总开关整定计算

已知：变电所10KV 三相最小运行方式下短路电流)3(max .2d I 为5130A ，计算各级短路电流，基准容量：S e 100MV A ，10kV 基准电流：5.67kA ，3.3kV 基准电流：17.5kV 。

系统标幺阻抗: 1.15130

5670

X 0==

井下沿途10kV 高压电缆阻抗标幺值（按1800m/70mm 2），查<<煤矿电工手册>>电缆阻抗标么值为0.0726/kM ：

X 1=1.8*0.0726=0.13

移变阻抗标幺值（按1600kV A ，Ud=4.5%）

8.26

.1100

1005.4X 2=⨯=

3.3kV 电缆阻抗标幺值（按1200m/95mm 2），查表阻抗系数为0.805/kM ：X 3=1.2*0.805=0.96。

总阻抗标么值为：1.1+0.13+2.8+0.96＝4.99 短路电流值为：基准电流/阻抗标么值，

根据以上公式，移变高压二相短路电流为4010A ，移变低压侧三

相电路电流A 4160)3(3=d I ，两相短路电流为A 3617

)

2(3=d I ，折算到高压侧两相短路电流为A 1193)2(3g =d I ，折算到高压侧三相短路电流A 1371)3(3g =d I 。组合开关处短路电流A 1136)3(3=d I ，A 988

)2(3g =d I 。 最大电机启动（采煤机）电流为170A ，其他负荷正常运行时电流为120A 。电流互感器变比为150/5。

①、速断保护整定计算

总开关应躲过变压器低压侧最大短路电流和最大运行电流（即最大启动电流与其他负荷运行电流之和），为安全起见一般采用躲过最大运行电流和末端三相最大短路电流，灵敏度校验至变压器低压侧出口处即可。

()∑+≥

N zg T I I ki K I *4

.1~2.1z ()A 9.712017030

*85.032.1=+⨯⨯=，

躲过末端三相短路电流：37.89A A 30

1136)

3(33===i d gz K I I 整定值应取40Ａ。

灵敏度校验（高压侧短路电流）：

②、过流保护：

应躲过最大运行电流（即最大启动电流与其他负荷运行电流之

2

2.330

404010

)

2(Im ≥=⨯=

∙=

i

z in

m K I I

K