第五讲矿井供电低压短路电流计算doc.docx
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第五讲矿井供电低压短路电流计算doc
矿井供电高低压保护整定计算使用导则
一、井下低压电网的短路计算特点：
1、元件电阻不能忽略。
煤矿井下供电电网为电缆线路，其电阻比电抗大。
所以在计算井下电网，尤其是计算低压网的短路电流时，必须考虑电阻，其单位长度电阻r0可据电缆截面查有关电工手册得出，再乘以电缆的长度即得电缆电阻。
电缆电阻也可以按下式计算：
R1＝
式中L——线路长度，m；
A——导线截面，mm2；
γsc——电导率，m/（Ω
mm2）。
在计算井下低压最小两相短路电流时，需考虑电缆在短路前因负荷电流而使温度升高，造成电导率下降以及因多股绞线使电阻增大等因素。
所以电缆的电阻应按最高工作温度下的电导率计算，其值为
铜芯软电缆：
20℃时为5365℃时为42.5
铜芯铠装电缆：
65℃时为48.680℃时为44.3
2、井下低压电缆的平均电抗x0＝0.06～0.08Ω/km。
具体如下表：
3、考虑电弧电阻Rea=0.01Ω。
4、井下变压器阻抗的计算。
井下变压器因容量小，故每相绕组的电阻也大于电抗，故不能用计算其阻抗的公式来计算电抗。
其完整的公式如下：
实际计算时，矿用变压器的每相电阻和电抗，可直接由有关电工手册查出。
5、需计算的短路参数与短路点。
井下低压电网采用中性点不直接接地的运行方式，短路故障有三相短路和两相短路两种类型。
在短路回路电压与每相阻抗相同的情况下，三相短路电流大于两相短路电流。
井下低压电网计算的短路参数只有Id（3）和Id
（2）两个，其中最大三相短路电流主要用来校验设备及电缆的分断能力及热稳定，最小两相短路电流主要用来校验保护装置的灵敏度。
井下低压电网短路电流可以用解析或表格法两种方法计算，两种方法的实质都是欧姆定律的应用。
二、解析法计算低压电网短路电流
计算两相短路电流的计算公式为：
I
＝
＝R1/Kb2+Rb+R2
=Xx+X1/Kb2+Xb+X2
式中
I
—两相短路电流，A；
、
—短路回路内一相电阻、电抗值的总和，Ω；
Xx—根据三相短路容量计算的系统电抗值，Ω；
R1、X1—高压电缆的电阻、电抗值，Ω；
Kb—矿用变压器的变压比，若一次电压为6000V，二次电压为400、690、1200V时，变比依次为15、8.7、5；当一次电压为10000V，二次电压为400、690、1200V时，变比依次为25、14.5、8.3；
Rb、Xb—矿用变压器的电阻、电抗值，Ω；
R2、X2—低压电缆的电阻、电抗值，Ω；
Ue—变压器二次侧的额定电压，V。
若计算三相短路电流值I
＝1.15I
二、查表法计算短路电流
通常计算低压短路电流时使用查表法，将变压器控制的全部负荷进行统计，根据变压器容量、短路点到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。
即根据各段电缆的实际截面，乘以该截面电缆的换算系数即为换算后实际长度，在380V、660V、1140V低压系统以50㎜2为标准截面，在127V系统中以4mm2作为标准截面。
380V、660V、1140V系统各电缆的换算系数为下表
电缆截面
4
6
10
16
25
35
50
70
95
换算系数
11.97
8.11
4.75
2.01
1.91
1.37
1.00
0.73
0.53
127V系统各电缆的换算系数为下表
电缆截面
2.5
4
6
10
换算系数
1.64
1.00
0.58
0.34
KBSG型变压器二次侧电压400V两相短路电流计算表
（1）
电缆换算长度（m）
变压器容量（kVA）
50
100
200
400
50+50
100+100
100+200
0
1561
3123
6251
12490
3123
6247
9333
20
1509
2926
5528
9564
2909
5439
7631
40
1454
2720
4766
7142
2692
4656
6084
60
1400
2518
4101
5553
2485
3997
4938
80
1346
2328
3556
4499
2294
3466
4111
100
1294
2155
3119
3765
2121
3043
3504
120
1243
1998
2766
3230
1966
2702
3044
140
1194
1858
2479
2825
1828
2425
2687
160
1147
1733
2242
2509
1705
2196
2402
180
1103
1621
2044
2255
1596
2005
2171
200
1061
1521
1877
2048
1498
1844
1979
220
1021
1432
1734
1875
1410
1705
1818
240
983
1351
1611
1728
1331
1586
1681
260
948
1278
1504
1603
1260
1481
1563
280
914
1213
1409
1495
1196
1390
1460
300
882
1153
1326
1400
1137
1308
1370
320
853
1098
1252
1316
1084
1236
1290
340
824
1048
1185
1242
1035
1171
1219
360
798
1003
1126
1176
990
1112
1155
380
773
961
1071
1116
949
1059
1098
400
749
922
1022
1062
911
1011
1046
420
726
886
977
1014
876
967
998
440
705
853
936
969
843
927
955
460
685
822
898
928
813
889
916
480
666
793
863
891
785
855
879
500
647
766
831
856
758
823
845
520
630
741
800
824
737
794
814
540
614
717
772
794
710
766
785
560
598
695
746
766
688
740
758
580
583
674
722
741
668
716
733
600
5569
654
699
716
648
694
709
620
555
636
678
694
630
673
687
640
542
618
657
673
613
653
666
660
530
601
638
653
596
634
647
680
518
585
620
634
581
616
628
700
506
570
603
616
566
599
611
720
495
556
587
599
552
584
594
740
485
543
572
583
539
569
579
760
475
530
558
568
526
554
564
780
465
517
544
554
514
541
550
800
456
506
531
540
502
528
536
820
447
494
518
527
491
515
523
840
438
484
506
515
480
504
511
860
430
473
495
503
470
492
500
880
422
463
484
492
460
481
489
900
414
454
474
481
451
471
478
920
407
445
464
471
442
461
468
940
399
436
454
461
433
452
458
960
392
428
445
451
425
443
449
980
386
419
436
442
417
434
440
1000
379
412
428
434
409
426
431
1050
364
393
408
413
391
406
411
1100
350
377
390
395
375
388
393
1150
336
361
373
378
359
372
376
1200
324
347
358
362
345
357
360
1250
336
361
373
378
359
372
376
1300
302
322
331
334
320
330
333
1350
292
310
319
322
309
318
321
1400
283
300
308
311
298
307
310
1450
274
290
297
300
289
296
299
1500
266
281
288
290
280
287
289
1550
258
272
279
281
271
278
280
1600
251
264
270
272
263
269
271
1650
244
256
262
264
255
261
263
1700
238
249
254
256
248
254
255
1750
231
242
247
249
241
247
248
1800
225
236
240
242
265
240
241
1850
220
229
234
236
229
233
235
1900
215
224
228
230
223
227
229
1950
209
218
222
224
217
222
223
2000
205
213
217
218
212
216
218
KBSG型变压器二次侧电压690V两相短路电流计算表
（2）
电缆换算长度（m）
变压器容量（kVA）
50
100
200
315
400
500
630
800
1000
0
905
1812
3625
5699
7244
9065
9129
10576
12085
20
895
1774
3484
5368
6712
8225
8325
9494
10687
40
884
1736
3333
4999
6117
7296
7402
8264
9107
60
874
1696
3177
4626
5534
6430
6528
7146
7725
80
863
1656
3021
4271
5001
5681
5766
6211
6615
100
853
1616
2870
3943
4531
5052
5124
5451
5741
120
842
1575
2725
3646
4123
4528
4589
4834
5049
140
832
1535
2588
3380
3771
4091
4142
4331
4494
160
821
1496
2459
3143
3466
3724
3767
3915
4043
180
810
1457
2339
2933
3225
3412
3449
3568
3670
200
800
1419
2227
2745
2972
3145
3177
3275
3357
220
789
1382
2123
2577
2770
2916
2943
3024
3092
240
779
1347
2027
2426
2592
2716
2740
2807
2865
260
769
1312
1937
2291
2435
2540
2562
2619
2668
280
758
1278
1854
2169
2294
2386
2404
2454
2496
300
718
1246
1777
2058
2169
2248
2265
2308
2344
320
738
1214
1705
1958
2055
2125
2140
2178
2210
340
728
1184
1638
1866
1953
2015
2028
2051
2089
360
719
1155
1576
1782
1860
1915
1927
1957
1981
380
709
1126
1518
1705
1775
1825
1836
1862
1884
400
700
1099
1464
1635
1698
1742
1752
1776
1796
420
690
1073
1413
1569
1627
1667
1676
1697
1715
440
681
1048
1365
1509
1561
1597
1606
1625
1641
460
672
1024
1321
1453
1500
1533
1541
1559
1574
480
663
1000
1278
1400
1444
1474
1482
1498
1511
500
654
978
1239
1352
1392
1420
1427
1441
1454
520
646
956
1201
1306
1343
1369
1375
1389
1400
540
637
936
1166
1264
1298
1322
1328
1340
1351
560
629
915
1133
1224
1256
1277
1283
1295
1304
580
621
896
1101
1186
1216
1236
1241
1252
1261
600
613
878
1071
1151
1178
1197
1202
1212
1221
620
605
860
1043
1117
1143
1161
1166
1175
1183
640
597
842
1016
1086
1110
1127
1131
1140
1147
660
590
826
990
1056
1079
1094
1098
1106
1113
680
582
810
966
1028
1049
1064
1068
1075
1082
700
575
794
942
1001
1021
1035
1038
1046
1052
720
568
779
920
975
994
1007
1011
1018
1023
740
561
764
899
951
969
981
985
991
997
760
554
750
879
928
945
957
960
966
971
780
547
737
859
906
922
933
936
942
947
800
540
724
841
885
901
911
914
919
924
820
534
711
823
865
880
890
892
897
902
840
528
699
806
846
860
869
872
877
881
860
521
687
789
828
841
850
852
857
861
880
515
675
773
810
823
831
834
838
842
900
509
664
758
793
805
813
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820
824
920
503
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799
803
806
940
498
643
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773
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782
786
789
960
492
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747
757
764
766
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773
980
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703
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742
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755
758
1000
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719
728
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743
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590
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686
695
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703
706
708
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665
670
671
674
677
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643
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648
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553
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509
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513
514
516
1500
373
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497
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465
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426
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1800
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416
1850
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404
405
1900
315
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393
393
394
395
1950
309
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371
379
381
383
383
384
385
2000
303
343
362
369
372
373
374
374
375
KBSG型变压器二次侧电压1200V两相短路电流计算表（3）
电缆换算长度（m）
变压器容量（kVA）
315
500
630
800
1000
315+315
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0
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40
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60
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400
2002
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2474
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2417
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2030
2052
2126
2191
2128
2294
540
1696
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