发耳矿井35kV变电所保护整定计算书改1204资料Word文件下载.docx

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发耳矿井主变35kV侧：

大方式:

Id1×

=1/（X1+X2）=1/（0.31974+0.1461）=2.1467

I1〃=Id1（3）=Id1×

×

Ij1=2.1467×

1.56=3.3489kA

ich1=2.55×

3.3489=8.5397kA

Ich1=1.52×

3.3489=5.0903kA

Sd1=SbId1×

=100×

2.1467=214.67MVA

Sd1=

I1〃U=

3.3489×

37=214.61MVA

小方式:

=1/（X1+X2）=1/（0.4167+0.1461）=1.7768

I1〃=Id1（3）=Id1×

Ij1=1.7768×

1.56=2.7718kA

2.7718=7.0681kA

2.7718=4.2131kA

1.7768=177.68MVA

2.7718×

37=177.63MVA

发耳矿主变10kV侧：

（一）、12500kVA主变

Id2×

=1/（X1+X2+X3）=1/（0.31974+0.1461+0.64）=0.9043

I2〃=Id2（3）=I∞（3）=Id2×

Ij2=0.9043×

5.5=4.9737kA

ich2=2.55×

I2〃=2.55×

4.9737=12.68kA

Ich2=1.52×

I2〃=1.52×

4.9737=7.56kA

Sd2=SbId2×

0.9043=90.43MVA

Sd2=

I2〃U=

4.9737×

10.5=90.45MVA

=1/（X1+X2+X3）=1/（0.4167+0.1461+0.64）=0.8314

Ij2=0.8314×

5.5=4.5727kA

4.5727=11.66kA

4.5727=6.95kA

0.8314=83.14MVA

4.5727×

10.5=83.16MVA

（二）、8000kVA主变

=1/（X1+X2+X3）=1/（0.31974+0.1461+0.945）=0.7088

Ij2=0.7088×

5.5=3.8984kA

3.8984=9.9409kA

3.8984=5.9256kA

0.7088=70.88MVA

3.8984×

10.5=70.89MVA

=1/（X1+X2+X3）=1/（0.4167+0.1461+0.945）=0.6632

Ij2=0.6632×

5.5=3.6476kA

3.6476=9.3kA

3.6476=5.54kA

0.6632=66.32MVA

3.6476×

10.5=66.34MVA

四、发耳矿35/10kV变电所保护整定计算

（一）12500kVA主变保护

1、12500kVA主变后备保护

A、高后备保护

已知35kV侧母线三相短路电流：

大方式Id1（3）=3.3489kA小方式Id1（3）=2.7718kA

已知10kV侧母线三相短路电流：

大方式Id2（3）=I∞（3）=4.9737kA小方式Id2（3）=4.5727kA

10kV侧三相短路电流归算到35kV侧:

大方式Id2（3）=4973.7×

10.5/37=1411.5A

小方式Id2（3）=4572.7×

10.5/37=1297.6A

10kV侧最小两相短路电流归算到35kV侧:

小方式Id2

（2）=

/2×

4572.7×

10.5/37=

1297.6=1123.7A

额定电压

35kV

10kV

12500KVA主变额定电流

12500/（

37）=195A

10.5）=687A

电流互感器接线方式

三角型

星型

12500KVA主变

电流互感器计算变比

195A/5=338/5

考虑到将来矿年产600万吨，所以选:

K=500/5=100

1500/5A=300

电流互感器

二次回路额定电流

195/100=3.377

687/300=2.29A

因电流互感器变比为：

K=500/5=100，所以35kV侧速断整定值取：

1123.7/100=11.24

由于35kV侧电流互感器的二次回路额定电流3.377A大于10kV侧的2.29A，所以整定计算以35kV侧为基本侧。

1、计算保护装置35kV侧的动作电流：

（1）躲过变压器励磁涌流条件

Idz=Kk×

Ied=1.3×

195A=253.5A

（2）躲过外部故障最大不平衡电流条件

Idz=Kk（Kfz·

Kfz·

fj＋△U＋△f）Id（3）max

=1.3（1×

1×

0.1＋0.05＋0.05）×

1411.5A=367A

（3）躲过电流互感器二次回路断线条件

Idz=1.3×

按躲过外部故障最大不平衡电流条件，选用35kV侧一次动作电流为

Idz=367A。

2、确定线圈接法及匝数：

平衡线圈Ⅰ、Ⅱ分别接于35kV侧和10kV侧

（1）计算基本侧（35kV）侧的二次动作电流

Idzj=Kjx·

Idz/K=

367/100=6.356A

据“煤矿供电”书P146页

（2）介绍，当差动速断保护的动作电流Idz=（3.5～4.5）Ibe,即可躲过励磁涌流：

Idz=Idzj·

K=6.356A×

100=635.6A

Ibe3.5=3.5·

Ibe=3.5×

195A=682.5A

Ibe4.5=4.5·

Ibe=4.5×

195A=877.5A

（难以躲过励磁涌流，如不行则延时动作0.5～1秒）

3、计算最小灵敏系数

（1）按最小运行方式下10kV侧两相短路校验

Ij=

4572.7A/300=0.866×

4572.7/300=13.2A

继电器动作电流：

Idzj=Awo/（Wc＋WpⅡ）=60÷

（8＋6）=4.286A

最小灵敏系数为：

K10min=Ij/Idzj=13.2/4.286=3.08＞2

（2）校验35kV侧的灵敏系数

按最小运行方式下10kV侧两相短路归算到35kV侧

1123.7A/100=19.46A

Idzj=Awo/（Wc＋WpⅠ）=60/（8＋1）=6.667A

K35min=Ij/Idzj=19.46/6.667=2.92＞2

（二）、主变35kV侧带时限过电流保护

保护装置的动作电流应避开可能出现的最大过负荷电流：

Idzj=Kjx·

Kk·

Kgh·

Ied/Kf·

ni=1×

1.2×

1.3×

195/0.85×

100=3.58A取4A

Kjx-----接线系数

Kk-----可靠系数

Kgh-----过负荷系数

Ied-----主变高压侧额定电流

Kf-----继电器返回系数，取0.85

ni-----电流互感器变比

灵敏系数：

Km=Id2

（2）/ni·

Idzj=1123.7/100/4A=2.8＞1.5

Id2

（2）=

1179A=1123.7A

动作时限应与上下级保护动作时限配合，本设计取1秒。

上级变电站过流保护时限可能是1.5秒。

主变35kV侧过负荷保护

应躲过变压器额定电流：

Idzj=Kk·

Ied/Kf/ni=1.1×

195A/100=2.145A取2.3A

动作时限应躲过允许的短时工作过负荷时间，一般取9～15秒，本设计取9秒。

（四）、35kV母联断路器速断保护

Idzj=Id1

（2）/Km/ni=2400.4/2/100=12A取12A

Km----灵敏系数≥2

ni----电流互感器变比500/5=100

35kV母线最小两相短路电流:

Id1

（2）=

2771.8A=2400.4A

断路器合闸后保护自动退出。

（五）、10kV系统保护整定

1、10kV母联断路器速断保护

12500kVA:

Idzj=Id2

（2）/Km/ni=3959.9/1.5/300=8.8A

Km----灵敏系数≥1.5

ni----电流互感器变比1500/5=300

10kV母线最小两相短路电流:

4572.7A=3959.9A

8000kVA:

Idzj=Id2

（2）/Km/ni=3158.8/1.5/300=7.02A取7A

3647.6A=3158.8A

故10kV母联断路器速断保护整定按照8000kVA变压器运行时整定，则选取7A

为了配合馈线动作保护动作时间为0.5s。

因为12500kVA变压器比8000kVA变压器的Id（3）大，所以以8000kVA变压器为准。

2、工广10kV动力变压器回路

Sb=1250kVAL=600m（取两回路线路最长的）

X4=X0·

L·

Sb/Ub2=0.08×

0.6×

100/10.52=0.0435

Id3×

=1/（X1+X2+X3+X4）=1/（0.31974+0.1461+0.945＋0.0435）=0.6876

I3〃=Id3（3）=I∞（3）=Id3×

Ij2=0.6876×

5.5=3.7818kA

=1/（X1+X2+X3＋X4）=1/（0.4167+0.1461+0.945＋0.0435）=0.6446

Ij2=0.6446×

5.5=3.5453kA

1）、电流速断保护

保护装置的动作电流应躲过线路末端三相最大短路电流

Ik4max/ni=1×

3781.8A/20=226.9A

Kjx----接线系数相上为1；

相差为

Kk----可靠系数DL取1.2；

GL取1.4

Ik4max----被保护线路末端三相最大短路电流

ni----电流互感器变比100/5=20

按10kV母线剩余电压不低于0.5UH整定：

Idzj=0.5·

Kjx·

Ik3min/ni=0.5×

3647.6A/20=109.4A

Ik3min----被保护线路始端三相最小短路电流

按设备额定电流的8倍计算：

Idzj=8Ied/ni=8×

72.17/20=28.87A

故电流速断保护定值选取28A

Km=Ik3min

（2）/ni·

Idzj=

3647.6/20/27.5A=5.74＞1.25

Ik3min

（2）----被保护线路始端二相最小短路电流

2）、带时限过电流保护

Ied=Pe/

U=1250/10/1.732=72.17A

保护装置的动作电流应避开线路的过负荷电流：

ni=1×

72.17/0.85/20=5.09A取5A

Km=Ik4min

（2）/ni·

3545.3/20/5A=30.7＞1.5

Ik3min

（2）----被保护线路末端二相最小短路电流

3、工广箱式变电站

（1）

Sb=1250kVAL=400m

0.4km×

100/10.52=0.029

=1/（X1+X2+X3＋X4）=1/（0.31974+0.1461+0.945＋0.029）=0.6954

Ij2=0.6954×

5.5=3.825kA

=1/（X1+X2+X3＋X4）=1/（0.4167+0.1461+0.945＋0.029）=0.6507

Ij2=0.6507×

5.5=3.579kA

已知K3最大短路容量为84MVA，从“工业与民用配电设计手册”P123可得

出1250kVA变压器低压侧短路电流为26.9kA。

折到10kV侧为：

Ik4maxk3=26.9kA×

0.4kV/10.5kV=1025A

1）、电流速断保护

Kk·

Ik4maxk3/ni=1×

1025÷

30=41A取40A

ni----电流互感器变比150/5A

3579/30/40A=2.58＞2

2）、带时限过电流保护S=0.5秒

Ied÷

Kf÷

2×

72.2A/0.85/30=5.66A取5A

Ied----变压器一次额定电流

Kf----继电器返回系数，取0.85

已知K3最小短路容量为74MVA，从“工业与民用配电设计手册”P123可得

出1250kVA变压器低压侧短路电流为26.1kA。

Ik4mink3=26.1kA×

0.4kV/10.5kV=994A

Km=Ik4mink3

（2）/ni·

994/30/5A=5.7＞1.5～2

4、工广箱式变电站

（2）

Sb=1250kVAL=300m

0.3km×

100/10.52=0.022

=1/（X1+X2+X3＋X4）=1/（0.31974+0.1461+0.945＋0.022）=0.698

Ij2=0.698×

5.5=3.839kA

=1/（X1+X2+X3＋X4）=1/（0.4167+0.1461+0.945＋0.022）=0.654

Ij2=0.654×

5.5=3.597kA

已知K3最大短路容量为84.5MVA，从“工业与民用配电设计手册”P123可得出1250kVA变压器低压侧短路电流为26.9kA。

Ik4maxk3=26.9kA×

1025/30=41A取40A

3597/30/40A=2.59＞2

72.2A÷

0.85÷

30=5.66A取5A

已知K3最小短路容量为74.3MVA，从“工业与民用配电设计手册”P123可得

5、35/10kV变电所附设动力变压器

Sb=630kVAL=50m

0.05km×

100/10.52=0.0036

=1/（X1+X2+X3＋X4）=1/（0.31974+0.1461+0.945＋0.0036）=0.707

I3〃=Id3（3）=I∞（3）=Id3×

Ij2=0.707×

5.5=3.889kA

=1/（X1+X2+X3＋X4）=1/（0.4167+0.1461+0.945＋0.0036）=0.662

Ij2=0.662×

5.5=3.641kA

已知K3最大短路容量为86MVA，从“工业与民用配电设计手册”P123可得

出630kVA变压器低压侧短路电流为16.1kA。

Ik4maxk3=16.1kA×

0.4kV/10.5kV=613A

613/15=49A取45A

ni----电流互感器变比75/5A

÷

3641/15/45A=4.67＞2

Ied/Kf/ni=1×

36.4A÷

15=5.7A取5.5A

已知K3最小短路容量为75MVA，从“工业与民用配电设计手册”P123可得

出630kVA变压器低压侧短路电流为14.82kA。

Ik4mink3=14.82kA×

0.4kV/10.5kV=564A

Km=Ik4mink3

（2）/ni·

564/15/5.5A=5.9＞1.5～2

6、动筛车间动力变压器

Sb=500kVAL=350m

0.35km×

100/10.52=0.025

=1/（X1+X2+X3＋X4）=1/（0.31974+0.1461+0.945＋0.025）=0.696

Ij2=0.696×

5.5=3.828kA

=1/（X1+X2+X3＋X4）=1/（0.4167+0.1461+0.945＋0.025）=0.652

Ij2=0.652×

5.5=3.586kA

已知K3最大短路容量为85MVA，从“工业与民用配电设计手册”P123可得

出500kVA变压器低压侧短路电流为14.8kA。

Ik4maxk3=14.8kA×

564/10=67.7A取67A

ni----电流互感器变比50/5A

3586/10/67A=4.6＞2

Ied/Kf/ni=1×

29A/0.85/10=6.82A取6.5A

出500kVA变压器低压侧短路电流为14.59kA。

Ik4mink3=14.59kA×

0.4kV/10.5kV=556A

Km=Ik4mink3

（2）/ni·

556/10/6.5A=7.4＞1.5～2

7、电力电容器

Q=3×

300=900kvarL=40m

0.04km×

100/10.52=0.0029

=1/（X1+X2+X3＋X4）=1/（0.31974+0.1461+0.945＋0.0029）=0.707

I3″=Id3（3）=I∞（3）=Id3×

Ij2=0.707×

=1/（X1+X2+X3＋X4）=1/（0.4167+0.1461+0.945＋0.0029）=0.662

I3″=Id3（3）=I∞（3）=I