35KV变电所6KV开关柜过载和速断保护计算的方法.docx
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35KV变电所6KV开关柜过载和速断保护计算的方法
海孜煤矿35KV变电所6KV开关柜保护计算整定书
海孜煤矿35KV变电所，35KV部分为全桥接线，6KV部分采用单母线分段供电，共分两段。
根据机电处提供资料，海孜区变110KV变电所短路计算，海孜煤矿35KV变电所主变正常分列运行，短路电流计算结果如下表：
短路点
最大短路容量（MVA）
最小短路容量（MVA）
最大短路电流（KA）
最小短路电流（KA）
37KV母线
183.3
142.45
2.86
2.22
6.3KV母线
71.38
64.23
6.54
5.89
本次计算根据负荷统计或保护变压器的方式计算过流整定值，按无限大容量标幺值法计算短路电流值，基准值选择如下：
Sd=100MVAUd1=6.3KVUd2=0.4KVId1=Sd/1.732Ud1
则Id1=9.16KAId2=144KA
由确定基准值根据各线路系统的短路计算电路图（附图一）通过以下方法求出主要元件的电抗标幺值
A电力系统的电抗标幺值：
Xs*=Sd/S∞
B线路的电抗标幺值：
XL*=X0LSd/Ud12
C电力变压器的电抗标幺值：
XT*=Uk%Sd/SN
D电抗器的标幺电抗：
XL*=XL%IdUL.N/IL.NUd
E根据基准值和电抗标幺值求短路电流：
IK（3）=Id1/ΣXK*或IK（3）=Id2/ΣXK*
F三相短路容量Sk（3）=Sd/X*Σ
画出短路等效电路图（附图二）求得各短路点参数如下表：
系统编号
（开关柜号）
短路
计算点
最大短路
容量（MVA）
最小短路
容量（MVA）
最大短路
电流（KA）
最小短路电流（KA）
6KV母线
K
71.38
64.23
6.54
5.89
3#、4#压风机房
K1
66.62
60.35
6.10
5.53
5#、6#西抽机房
K2
24.93
24
2.28
2.2
7#、8#、10#变流机房
K3
67.52
61.09
6.19
5.60
9#、26#配电中心
K4
11.11
10.92
16
15.73
18#、31#西部井
K5
23.25
22.44
2.13
2.06
24#、27#中央风井
K6
64.06
58.24
5.87
5.35
17#、21#工人村
K7
8.70
8.59
12.53
12.36
30#综采车间
K8
67.52
61.09
6.19
5.6
46#、47#北副井
K9
66.18
59.99
6.06
5.5
29#下井五路
K10
42.55
39.9
3.9
3.66
40#消防泵房铁运处
K11
7.85
7.76
11.31
11.18
38#纪圩村
K12
8.01
7.91
11.53
11.39
34#瓦斯泵配电室
K13
64.06
58.24
5.87
5.34
19#储煤场
K14
7.3
7.22
10.52
10.4
32#锅炉房
K15
9.53
9.39
13.73
13.53
28#胜利村
K16
7.16
7.08
10.31
10.2
33#制氧厂
K17
6.32
6.26
9.1
9.01
37#玛钢厂
K18
11.02
10.84
15.87
15.61
39#兴海公司
K19
11.74
11.52
16.91
16.6
42#、44#、35#、45#下井
K20
48.85
44.52
4.38
4.08
6KV母线最大运行方式标幺电抗为：
1.401，最小方式标幺电抗为：
1.557
一、压风机房（3#、4#柜）
CT变比Ki=200/5=40，接线系数Kw=1
系统末端最大三相短路电流IK1（3）=6.10KA
系统末端最小两相短路电流IK1
（2）=0.866×5.53=4.79KA
1、过流保护值计算：
安装容量：
Pe=1500KW取值Kd=0.85CosØ=0.85
有功计算负荷：
P30=Kd×Pe=0.85×1500=1275KW
视在计算负荷：
S30=P30/CosØ=1500KVA
计算电流：
I30=S30/
UN=144A
最大负荷电流：
IL.max=（1.5~3）I30=2.5×144=360A
过流保护值：
Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki
=1.2×1×360A/0.95×40=11.37
取11A，动作时间取0.5秒
灵敏度计算：
按线路末端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK1
（2）/KiIop=4790/11×40=10.9≥1.5合格
2速断保护值计算：
Iqb=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×6100/40=183A取183
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×6100/40×183=0.72≤2
不合格，分析原因由于线路过短，短路电流近似等于35KV变电所6KV母线最大三相短路电流，在合适的范围内减小速断取值，提高速断灵敏度，取最大速断电流为IK1.max=1600A，
Iqb=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×1600/40=48取48A
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/40×48=2.7≥2合格
二、西抽机房（5#、6#柜）
CT变比Ki=200/5=40，接线系数Kw=1
系统末端最大三相短路电流IK2（3）=2.28KA
系统末端最小两相短路电流IK2
（2）=0.866×2.22=1.93KA
1、过流保护值计算：
安装容量：
Pe=2025KW取值Kd=0.9CosØ=0.85
有功计算负荷：
P30=Kd×Pe=0.9×2025=1822.5KW
视在计算负荷：
S30=P30/CosØ=2144.1KVA
计算电流：
I30=S30/
UN=206.3
最大负荷电流：
IL.max=（1.5~3）I30=2.3×206.3=474A
过流保护值：
Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki
=1.2×1×474A/0.95×40=15
取15A，动作时间取0.5秒
灵敏度计算：
按线路末端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK2
（2）/KiIop=1930/40×15=3.2≥1.5合格
2、速断保护值计算：
Iqb=Krel×Kw×IK2.max/Ki=1.2×1×2280/40=68.4A取68
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/40×68=1.9≤2不合格
在合适的范围内减小速断取值，提高速断灵敏度，取最大速断电流为IK.max=1600A，
Iqb=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×1600/40=48取48A
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/40×48=2.7≥2合格
三、变流机房（7#、8#、10#柜）
CT变比Ki=600/5=120，接线系数Kw=1
系统末端最大三相短路电流IK3（3）=6.19KA
系统末端最小两相短路电流IK3
（2）=4.85KA
1、过流保护值计算：
变流机房安装容量：
Pe=2615KW取值Kd=0.9CosØ=0.75
有功计算负荷：
P30=Kd×Pe=0.9×2615=2353.5KW
视在计算负荷：
S30=P30/CosØ=3138KVA
计算电流：
I30=S30/
UN=302A
最大负荷电流：
IL.max=（1.5~3）I30=3×302=906A
过流保护值：
Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki
=1.2×1×906A/0.95×120=9.53
取9A，动作时间取0.5秒
灵敏度计算：
按线路末端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK3
（2）/KiIop=4850/9×120=4.5≥1.5合格
2、速断保护值计算：
Iqb=Krel×Kw×IK3.max/Ki=1.2×1×6190/120=61.9A取62
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/120×62=0.69≤2
不合格，减小短路电流取值，提高速断灵敏度，IK3.max=2000A，
Iqb=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×2000/120=20A取20A
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/120×20=2.1≥2合格
四、配电中心（9#、26#柜）
9#CT变比Ki=150/5=30，26#CT变比Ki=100/5=20接线系数Kw=1
系统末端最大三相短路电流IK4（3）=16KA
系统末端最小两相短路电流IK4
（2）=13.62KA
转换到高压侧：
系统末端最大三相短路电流IK4（3）=1.02KA
系统末端最小两相短路电流IK4
（2）=865A
1、过流保护值计算：
安装容量：
Pe=450KW取值Kd=0.75CosØ=0.8
有功计算负荷：
P30=Kd×Pe=337.5KW
视在计算负荷：
S30=P30/CosØ=421.9KVA
计算电流：
I30=S30/
UN=40.6A
最大负荷电流：
IL.max=（1.5~3）I30=2.5×40.6=101.5A
过流保护值：
Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki
当Ki=20时Iop=1.2×1×101.5A/0.95×20=6.4取6A
当Ki=30时Iop=1.2×1×101.5A/0.95×30=4.3取4A
灵敏度计算：
按线路末端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK4
（2）/KiIop=865/30×4=7.2≥1.5合格
2、速断保护值计算：
当Ki=30时Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×1020/30=40.8A取40A
当Ki=20时Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×1020/20=61.2A取60A
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/30×40=4.3≥2合格
五、西部井（18#、31#柜）
CT变比Ki=600/5=120，接线系数Kw=1
系统末端最大三相短路电流IK5（3）=2.13KA
系统末端最小两相短路电流IK5
（2）=1.79KA
1、过流保护值计算：
安装容量：
Pe=7080KW取值Kd=0.5CosØ=0.9
有功计算负荷：
P30=Kd×Pe=0.5×7080=3540KW
视在计算负荷：
S30=P30/CosØ=3933KVA
计算电流：
I30=S30/
UN=379A
最大负荷电流：
IL.max=（1.5~3）I30=1.5×379=569A
过流保护值：
Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki
=1.2×1×569A/0.95×120=5.99
取6A，动作时间取0.7秒
灵敏度计算：
按线路末端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK5
（2）/KiIop=1790/6×120=2.5≥1.5合格
2、速断保护值计算：
Iqb=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×2130/120=21.3A取21
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/120×21=2≥2合格
六、中央风井（24#、27#柜）
CT变比Ki=300/5=60，接线系数Kw=1
系统末端最大三相短路电流IK6（3）=5.87KA.
系统末端最小两相短路电流IK6
（2）=4.63KA
1、过流保护值计算：
安装容量：
Pe=1800KW取值Kd=0.9CosØ=0.85
有功计算负荷：
P30=Kd×Pe=0.9×1800=1620KW
视在计算负荷：
S30=P30/CosØ=1906KVA
计算电流：
I30=S30/
UN=175
最大负荷电流：
IL.max=（1.5~3）I30=2.5×175=438A
过流保护值：
Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki
=1.2×1×438A/0.95×60=9.2
取10A，动作时间取0.5秒
灵敏度计算：
按线路末端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK6
（2）/KiIop=4630/10×60=7.7≥1.5合格
2、速断保护值计算：
在合适的范围内减小速断取值，提高速断灵敏度，取速断电流约为1800A，
Iqb=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×1800/60=36A取36A
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/60×36=2.4≥2
七、工人村（17#、21#柜）
17#柜CT变比Ki=300/5=60，21#柜CT变比Ki=200/5=40
接线系数Kw=1
系统末端最大三相短路电流IK7（3）=12.53KA
系统末端最小两相短路电流IK7
（2）=10.7KA
转换到高压侧：
系统末端最大三相短路电流IK7（3）=796A.
系统末端最小两相短路电流IK7
（2）=680A
1、过流保护值计算：
安装容量：
S30=2700KVA取值Kd=0.7CosØ=0.95
计算电流：
I30=S30/
UN=182
最大负荷电流：
IL.max=（1.5~3）I30=1.5×182=273A
过流保护值：
Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki
当Ki=60时Iop=1.2×1×273A/0.95×60=5.74取5.5A
当Ki=40时Iop=1.2×1×273A/0.95×40=8.62取8.5A
灵敏度计算：
按线路末端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK7
（2）/KiIop=680/40×8.5=2≥1.5合格
2、速断保护值计算：
当Ki=60时Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×796/60=15.92A取15A
当Ki=40时Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×796/40=23.88A取22.5A
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/60×15=5.7≥2合格
八、综采车间（46#、47#柜）
CT变比Ki=300/5=60，接线系数Kw=1
系统末端最大三相短路电流IK8（3）=6.19KA
系统末端最小两相短路电流IK8
（2）=4.85KA
1、过流保护值计算：
综采车间安装容量：
500＋500＋800KVA取值Kd=0.8CosØ=0.8
视在计算负荷：
S30=Kd×S=1800×0.8＝1440KVA
计算电流：
I30=S30/
UN=139A
最大负荷电流：
IL.max=（1.5~3）I30=1.5×139=209A
过流保护值：
Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki
=1.2×1×209A/0.95×60=4.4取5A
灵敏度计算：
按线路末端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK8
（2）/KiIop=4850/5×60=16.2≥1.5合格
2、速断保护值计算：
Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×6190/60=123.8A取123A
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/60×123=0.69≤2
不合格，在合适的范围内减小速断取值，提高速断灵敏度，取速断电流约为1600A，
Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×1600/60=32取32A
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/60×32=2.66≥2合格
九、北副井（46#、47#柜）
CT变比Ki=500/5=100，接线系数Kw=1
系统末端最大三相短路电流IK9（3）=6.06KA
系统末端最小两相短路电流IK9
（2）=4.76KA
1、过流保护值计算：
北副井安装容量：
Pe=4741KW取值Kd=0.95CosØ=0.9（补偿后）
有功计算负荷：
P30=Kd×Pe=0.95×4741=4503KW
视在计算负荷：
S30=P30/0.9=5004KVA
计算电流：
I30=S30/
UN=481A
最大负荷电流：
IL.max=（1.5~3）I30=1.5×481=722A
过流保护值：
Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki
=1.2×1×722A/0.95×100=9.12取9A
灵敏度计算：
按线路末端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK9
（2）/KiIop=4760/9×100=5.29≥1.5合格
2、速断保护值计算：
Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×6060/100=72.72A取72A
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/100×72=0.71≤2
不合格，在合适的范围内减小速断取值，提高速断灵敏度，取速断电流约为2000A，
Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×2000/100=24取24A
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/100×24=2.1≥2合格
十、下井回路（29#柜）
CT变比Ki=300/5=60，接线系数Kw=1
系统末端最大三相短路电流IK10（3）=3.9KA
系统末端最小两相短路电流IK10
（2）=3.17kA
1、过流保护值计算：
安装容量：
4530KW取值Kd=0.6CosØ=0.75
有功计算负荷：
P30=KdΣPe=2718KW
视在计算负荷：
S30=P30/CosØ=3624KVA
计算电流：
I30=S30/
UN=349A
最大负荷电流：
IL.max=（1.5~3）I30=3×350=1047A
过流保护值：
Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki
=1.2×1×1047A/0.95×60=22.04
取22A，动作时间取0.5秒
灵敏度计算：
按线路末端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK10
（2）/KiIop=3170/22×60=2.4≥1.5合格
2、速断保护值计算：
Iqb=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×3900/60=78A取78
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/60×78=1.1≤2
不合格，分析原因由于线路为电缆，电抗小短路电流大，因此要适当降低短路电流取值，提高速断灵敏度，IK10（3）=2000A
Iqb=Krel×Kw×IK1.max/Ki=1.2×1×2000/60=40A取40
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/60×40=2.1≥2合格
十一、消防泵站（40#柜）
CT变比Ki=100/5=20，接线系数Kw=1
系统末端最大三相短路电流IK11（3）=11.31KA
系统末端最小两相短路电流IK11
（2）=9.68KA
转换到高压侧：
系统末端最大三相短路电流IK11（3）=718A.
系统末端最小两相短路电流IK11
（2）=615A
1、过流保护值计算：
消防泵站安装容量：
Pe=400KW取值Kd=0.9CosØ=1
有功计算负荷：
P30=Kd×Pe=0.9×400=360KW
视在计算负荷：
S30=P30/CosØ=360KVA
计算电流：
I30=S30/
UN=34.6A
最大负荷电流：
IL.max=（1.5~3）I30=1.5×34.6=52A
过流保护值：
Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki
Iop=1.2×1×52A/0.95×20=3.28取3A
灵敏度计算：
按线路末端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK11
（2）/KiIop=615/20×3=10.3≥1.5合格
2、速断保护值计算：
Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×718/20=43.1A取43A
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/20×43=5.9≥2合格
十二、纪圩村（38#柜）
CT变比Ki=100/5=20，接线系数Kw=1
系统末端最大三相短路电流IK12（3）=11.53KA
系统末端最小两相短路电流IK12
（2）=9KA
转换到高压侧：
系统末端最大三相短路电流IK12（3）=732A
系统末端最小两相短路电流IK12
（2）=572A
1、过流保护值计算：
纪圩村安装容量：
1000KVA取值Kd=0.6
视在计算负荷：
S30=Kd×S=600KVA
计算电流：
I30=S30/
UN=58A
最大负荷电流：
IL.max=（1.5~3）I30=2.5×58=145A
过流保护值：
Iop=Krel×Kw×IL.max/Kre×Ki
Iop=1.2×1×145A/0.95×20=9.16取9A
灵敏度计算：
按线路末端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK12
（2）/KiIop=572/20×9=3.2≥1.5合格
2、速断保护值计算：
Iqb=Krel×Kw×IK4.max/Ki=1.2×1×732/20=43.92A取43A
灵敏度计算：
按线路首端最小两相短路电流效验：
SP=Kw×IK
（2）/KiIop=1×0.866×5890/20×43=5.9≥2合格
十三、瓦斯配电室（34#柜）
CT变比Ki=100/5=20，接线系数Kw=1
系统末端最大三相短路电流IK13（3）=5.87KA
系统末端最小两相短路电流IK13
（2）=5.34KA
1、过流保护值计算：
瓦斯配电室安装容量：
Pe=900KW取值Kd=0.8CosØ=0.8
有功计算负荷：
P30=Kd×Pe=0.8×900=720KW
视在计算负荷：
S30=P30/CosØ=900KVA
计算电流：
I30=S30/
UN=8
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