井下电网整定计算课件

煤矿井下供电系统的继电保护煤矿井下供电系统的继电保护2014年9月22日煤矿井下供电系统的继电保护2014年9月22日参考文献1.煤矿安全规程 2011年版2.煤矿安全质量标准化标准及评分办法实施细则-兖州煤业股份有限公司 2013.73.煤矿电气试验规程（83）煤生字第761号4.矿山供电中国矿业大学出版社 1995年5月第一版5.3kV110kV 电网继电保护装置运行整定规程DL/T584-20076.部分开关综合保护器说明书。参考文献1.煤矿安全规程2011年版2.煤矿安全质量标目录?第一节、继电保护及其管理的概述?1.1继电保护概述?1.2继电保护管理工作的重要性?1.3继电保护装置常见的故障?1.4继电保护故障处理的常用方法?第二节、常见井下供电系统继电保护的整定计算；?2.1入井线路开关的保护计算；?2.2井下变电所进线开关的保护计算?2.2.1井下变电所（用于保护电动机）的整定计算；?2.2.2井下变电所（用于保护变压器）的整定计算；?2.2.3井下变电所高防开关（用于保护电缆线路）的整定计算；?2.2.4井下变电所母联开关的整定计算?第三节、井下低压保护整定计算?目录?第一节、继电保护及其管理的概述?1.1继电保护概述?1第一节 继电保护概述及其管理的重要性?1.1继电保护概述?1.1.1继电保护装置是一种能反应电力系统故障和不正状态并能动作于断路器跳闸或发出信号的自动化设备。根据组成继电保护装置元器件的不同，继电保护装置可分为机电式、电磁式、整流式、晶体管、集成电路和微机型继电保护。随着电力工业迅速发展，继电保护及自动装置也加快了更新换代的步伐，大量的电磁式继电保护装置已被微机保护所取代。第一节继电保护概述及其管理的重要性?1.1继电保护概述?1.第一节 继电保护概述及其管理的重要性?1.1.2继电保护的继电保护的继电保护的任务就是：?当被保护线路或设备发生故障时，保护装置应自动地、迅速地、有选择地将故障部分断开，以减轻故障危害，防止事故蔓延；?当备保护线路或设备出现不正常运行状态时，保护装置应发出信号，以便运行或维修人员及时采取措施，防止事故发生。第一节继电保护概述及其管理的重要性?1.1.2继电保护的继电第一节 继电保护概述及其管理的重要性?1.1.3对继电保护装置的基本要求：对继电保护装置的基本要求：?选择性：选择性：系统发生故障时，要求保护装置只将故障部分切系统发生故障时，要求保护装置只将故障部分切除，保证无故障部分继续运行，从而减小停电范围。除，保证无故障部分继续运行，从而减小停电范围。?速动性：速动性：快速切除故障，可以减轻故障的危害程度，加速快速切除故障，可以减轻故障的危害程度，加速系统电压的恢复，电动机启动创造条件。切除故障时间是继系统电压的恢复，电动机启动创造条件。切除故障时间是继电保护装置的动作时间与断路器的跳闸时间之和。电保护装置的动作时间与断路器的跳闸时间之和。?可靠性：可靠性：指在其保护范围内发生故障时，应正确动作，不指在其保护范围内发生故障时，应正确动作，不应拒动或误动，一般来说元件的质量愈高，保护装置设计愈应拒动或误动，一般来说元件的质量愈高，保护装置设计愈简单，保护装置的动作愈可靠。第一节继电保护概述及其管理的重要性?1.1.3对继电保护装置第一节 继电保护概述及继电保护管理的重要性?灵敏性（或灵敏度）：灵敏性（或灵敏度）：是指对其保护范围内发生故障或不是指对其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。要求在保护范围内发生任何故障，不论故障位置如何，均能反应敏锐并保证动作。?反应的灵敏程度可用灵敏系数Kr来衡量。?对于反应故障时参量增加的保护装置，灵敏系数?Kr=保护区内故障参数的最小值/动作整定值；?对于反应故障时参量下降的保护装置，灵敏系数?Kr=动作整定值/保护区内故障参数的最大值；?继电保护和自动装置设计技术规范中规定，对于主保护继电保护和自动装置设计技术规范中规定，对于主保护灵敏系数不小于1.52.第一节继电保护概述及继电保护管理的重要性?灵敏性（或灵敏度第一节 继电保护概述及继电保护管理的重要性?这四项基本要求既相互联系又相互矛盾，如不能兼这四项基本要求既相互联系又相互矛盾，如不能兼顾选择性、灵敏性和速动性的要求，则应在整定时，保证规定的灵敏系数要求，同时按照如下原则合理取舍：?a）下一级电网服从上一级电网；?b）保护电力设备的安全；?c）保证重要负荷供电。?d）对级数较多的串联供电线路，如按逐级配合的原则将过分延长电源侧保护的动作时间，可将某些中间变电所按T接处理，以减少配合级数，缩短动作时间，允许牺牲部分选择性。第一节继电保护概述及继电保护管理的重要性?这四项基本要求既相第一节 继电保护概述及其管理的重要性?1.2继电保护管理工作的重要性：?随着电力工业迅速发展，继电保护及自动装置也加快了更新换代的步伐，电磁式等老式的继电保护装置已被微机保护所取代。不同厂家、形式各异的继电保护及自动装置能否正确动作，直接关系到煤矿电力系统的安全稳定运行。但是，在实际工作中，继电保护定值计算与管理方面还存在如下常见问题:第一节继电保护概述及其管理的重要性?1.2继电保护管理工作的第一节 继电保护概述及其管理的重要性?1.2.1、继电保护计算方面存在的问题：?.基础数据不准确，如图纸或资料与现场实际不符；比如CT变比与实际不符、线路长度与实际不符、变压器短路阻抗与实际不符、应该实测的参数没有实测值、图纸错误等使定值计算出现偏差。.保护装置不断更新换代，特别是微机保护装置版本不断升级。同一条线路上保护装置来自不同的厂家，有时会有同一种保护定义不同、名称各异，容易引起混淆。有些保护厂家说明书写的不够详细，比如缺少逻辑回路图，使整定计算人员很难判断保护是否动作。还有的厂家定值菜单内容过于繁琐，比如设很多控制字和投退压板。?.保护装置先天不足，比如位于同一条线路上的保护装置，有些老型号定值单位步进较大，有的是调整额定值倍数，如的是调整电流数值，有的小数点之后整不出来，这些问题会影响定值的准确性，甚至影响上下级的配合关系。?第一节继电保护概述及其管理的重要性?1.2.1、继电保护计算第一节 继电保护概述及其管理的重要性?1.2.2定值单管理方面存在的问题：?.定值单的执行存在管理缺陷，一张定值单的产生和执行，要经过基层单位提供资料、确定运行方式、定值计算、定值审核、确定停电时间、保护调试、整定人员核对等诸多环节，其中每一个环节都可能造成定值单在执行中出现问题。?凡运行的继电保护必须有正式的定值单为凭证，保护投入前必须由当值人员与现场技术人员进行核对，确认无误并整定后，使用单位填写执行日期并盖章，在一周内返还定值计算部门存档。?实际遇到的问题中，执行后的定值单不能及时的返还到定值计算部门，使保存的定值单与现场定值出现了偏差。?定值单在流转执行过程中或执行完毕丢失，使定值单出错。第一节继电保护概述及其管理的重要性?1.2.2定值单管理方面第一节 继电保护概述及其管理的重要性?1.2.3改进和解决上述问题的办法：?.针对基础数据不准确的问题，解决方法是由设备运行维护单位建立有专人负责的设备管理档案，做到时时更新、准确无误、资源共享。作为提供资料单位，应对定值所需资料的正确性引起足够的重视，这是进行定值计算的基础工作，错误或不准确的资料会直接导致继电保护装置不能正确动作，甚至造成严重后果。负责的定值计算的单位，应针对不同的工程内容、不同的定值计算工作，提供计算所需资料清单列表，以方便基层单位尽快提供全部资料。第一节继电保护概述及其管理的重要性?1.2.3改进和解决上述第一节 继电保护概述及其管理的重要性?1.2.3改进和解决上述问题的办法：?.定值计算工作：定值计算是决定保护装置正确动作的关键环节。定值计算人员应具备高度的工作责任心，树立全局观念和整体观念。整定计算工作应严格遵守整定计算基本原则：局部服从整体；下级服从上级；局部问题自行消化；保证重要负荷供电。满足继电保护和安全自动装置可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，在不满足时应合理取敏性、速动性的要求，在不满足时应合理取舍。第一节继电保护概述及其管理的重要性?1.2.3改进和解决上述第一节 继电保护概述及其管理的重要性?1.2.3改进和解决上述问题的办法：改进和解决上述问题的办法：?.针对保护装置不统一，更新换代快，难以配合的问题，解决措施一般应规范继电保护装置软件版本，规范厂家对同一种保护、同一种功能的压板名称，规范厂家技术说明书及其必要的内容。总之，做好规范化工作对继电保护整定计算和运行维护工作意义重大。?整定计算人员应提高业务素质，加强对新装置的学习，积极参与保护装置的配置、选型和改进工作。?加强各级整定计算人员之间、与厂家技术人员之间、与现场运行继电保护调试人员的沟通和学习，取长补短，相互把关。?作为微机保护装置使用单位，整定计算人员最先接触新装置，新装置的培训工作应作为日常工作的重中之重，以防出现意想不到的问题毫无对策。新装置的使用初级阶段，难免会存在一些问题，让定值计算人员和现场调试维护人员，尽快掌握微机保护装置性能，培训工作十分重要。应加大动态培训的力度，尽快提高继电保护人员整体的业务技术水平。第一节继电保护概述及其管理的重要性?1.2.3改进和解决上述第一节 继电保护概述及其管理的重要性?1.2.3改进和解决上述问题的办法：?.针对定值单在执行过程中出现的失误，解决措施：应建立继电保护定值单的闭环管理制度，建立定值单执行签转制度。参与定值单执行的各部门人员应严肃定值单执行工作，不能认为定值单的执行和保护仅仅是继电保护人员的责任。?由保护运行维护单位，建立继电保护装置运行管理档案，继电保护及二次设备的建档工作应准确及时。保护装置建档是一项基础工作，每套装置均应建立档案，包括厂家、设备规范、软件版本、运行性能、校验日期、缺陷问题、停运和投运日期、更换日期等，管理档案时时更新，资源共享。?定值计算单位建立定值单核对、存放管理制度。建立电子版的定值单存放档案，定期核对检查（煤矿安全规程规定，对配电系统继电保护装置检查整定，每6个月1次，负荷变化时应及时整定）。定值单的管理是继电保护的基础工作，只有从基础工作抓起，才能使继电保护工作有序进行。第一节继电保护概述及其管理的重要性?1.2.3改进和解决上述第一节 继电保护概述及其管理的重要性?1.3继电保护装置常见的故障原因：?1.3.1电源问题,比如电源输出功率的不足会造成输出电压下降,若电压下降过大,会导致比较电路基准值的变化,充电电路时间变短等一系列问题,从而影响到微机保护的逻辑配合,甚至逻辑功能判断失误。尤其是在事故发生时有出口继电器、信号继电器、等相继动作,要求电源输出有足够的功率。如果现场发生事故时,微机保护出现无法给出后台信号,应考虑电源的输出功率是否因元件老化而下降。对逆变电源应加强现场管理,在定期检验时一定要按规程进行逆变电源检验。第一节继电保护概述及其管理的重要性?1.3继电保护装置常见的第一节 继电保护概述及其管理的重要性?1.3继电保护装置常见的故障原因：?1.3.2干扰和绝缘问题,微机保护的抗干扰性能较差,对讲机和其他无线通信设备在保护屏附近使用,会导致一些逻辑元件误动作。微机保护装置的集成度高,布线紧密。长期运行后,由于静电作用使插件的接线焊点周围聚集大量静电尘埃,可使两焊点之间形成了导电通道,从而引起继电保护故障的发生。第一节继电保护概述及其管理的重要性?1.3继电保护装置常见的第一节 继电保护概述及继电保护管理的重要性?1.4继电保护故障处理方法：?1.4.1替换法?用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件,来判断它的好坏,可快速地缩小查找故障范围。这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用方法。当一些微机保护故障,或一些内部回路复杂的单元继电器,可用附近备用或暂时处于检修的插件、继电器取代它。如故障消失,说明故障在换下来的元件内,否则还得继续在其他地方查故障。第一节继电保护概述及继电保护管理的重要性?1.4继电保护故障第一节 继电保护概述及继电保护管理的重要性?1.4继电保护故障处理方法：?1.4.2参照法?通过正常与非正常设备的技术参数对照,从不同处找出不正常设备的故障点。此法主要用于查认为接线错误,定值校验过程中发现测试值与预想值有较大出入又无法断定原因之类的故障。在进行回路改造和设备更换后二次接线不能正确恢复时,可参照同类设备接线。在继电器定值校验时,如发现某一只继电器测试值与其整定值相差甚远,此时不可轻易判断此继电器特性不好,或马上去调整继电器上的刻度值,可用同只表计去测量其他相同回路的同类继电器进行比较。第一节继电保护概述及继电保护管理的重要性?1.4继电保护故障第一节 继电保护概述及继电保护管理的重要性?1.4继电保护故障处理方法：?1.4.3短接法?将回路某一段或一部分用短接线接入为短接,来判断故障是存在短接线范围内,还是其他地方,以此来缩小故障范围。此法主要用于电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制等转换开关的接点是否好。第一节继电保护概述及继电保护管理的重要性?1.4继电保护故障第一节 继电保护概述及继电保护管理的重要性?1.4继电保护故障处理方法：?1.4.4直观法?处理一些无法用仪器逐点测试或某一插件故障一时无备品更换,而又想将故障排除的情况。如6KV开关拒分或拒合故障，在操作命令下发后,观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作,说明电气回路正常,故障存在机构内部。到现场如直接观察到继电器内部明显发黄,或哪个元器件发出浓烈的焦味等便可快速确认故障所在,更换损坏的元件即可。第一节继电保护概述及继电保护管理的重要性?1.4继电保护故障第一节 继电保护概述及继电保护管理的重要性?1.4继电保护故障处理方法：?1.4.5逐项拆除法?将并联在一起的二次回路顺序脱开,然后再依次放回,一旦故障出现,就表明故障存在哪路。再在这一路内用同样方法查找更小的分支路,直至找到故障点。此法主要用于查直流接地,交流电源熔丝放不上等故障。如直流接地故障。先通过拉路法,根据负荷的重要性,分别短时拉开直流屏所供直流负荷各回路,切断时间不得超过3秒,当切除某一回路故障消失,则说明故障就在该回路之内,再进一步运用拉路法,确定故障所在支路。再将接地支路的电源端端子分别拆开,直至查到故障点。如电压互感器二次熔丝熔断,回路存在短路故障,或二次交流电压互串等,可从电压互感器二次短路相的总引出处将端子分离,此时故障消除。然后逐个恢复,直至故障出现,再分支路依次排查。如整套装置的保护熔丝熔断或电源空气开关合不上,则可通过各块插件的拔插排查,并结合观察熔丝熔断情况变化来缩小故障范围。第一节继电保护概述及继电保护管理的重要性?1.4继电保护故障第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算2.1相关规程、规范、细则对保护装置的规定：煤矿安全规程第455条，井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。第457条，井下中央变电所的高压馈电线上，必须装设有选择性的单相接地保护装置；供移动变电站的高压馈电线上，必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。煤矿安全质量标准化标准及评分办法实施细则井下供电部分规定：高压开关应设置欠电压保护、短路保护、过负荷保护、真空高压隔爆开关还应有过电压保护。第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算2.1相关规程、规范第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算因此，对于煤矿井下中央变电所高压开关柜，一般设置两段式过流保护（即速断保护、过流保护）、低电压保护（进线柜除外），选择性的单相接地保护（具备选线功能）带高压电动机、动力变压器的高压开关柜应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。对于采区变电所高防开关（带线路变压器组）及供移动变电站应设置欠电压保护、短路保护、过负荷保护、过电压保护，还设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。对于隔爆型高压电磁启动器，应设有欠电压保护、短路保护、过负荷保护、过电压保护。第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算因此，对于煤矿井下中第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算2.2定值计算的准备工作：定值计算的准备工作：定值计算需要大量前期资料，应具备准确无误的计算资料，这是进行定值计算的前提。它包括：一、二次图纸；所带变压器、电容器、消弧线圈、电抗器等铭牌数据和厂家说明书；电压互感器、电流互感器变比和试验报告；实测线路参数或理论计算参数；保护装置技术说明书、现场保护装置打印清单以及上级给定的或计算出的各级变电所母线的最大及最小运行方式下阻抗标幺值或短路容量等。第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算2.2定值计算的准备第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算例题：已知某矿35kV变电所6kV母线上2台开关柜向井下一水平中央变电所供电，变电所均采用单母线分段式接线方式，地面馈电开关及井下中央变电所进线开关CT变比均为600/5,该中央变电所最大长时负荷P=6000千瓦，Q=4500千乏；35kV变电所6kV母线阻抗标幺值（系统最大运行方式下为0.339，最小运行方式下为0.415，基准容量为100MVA、基准电压6.3kV、基准电流Ida=9165A）,入井电缆首端串接有限流电抗器（额定电流600A,百分比电抗10%），电缆长度为1100米，中央变电所变压器容量200kVA，中央变电所馈出的下一级1#采区变电所进线电缆长度为900米，1#采区变电所母线上接有1台800kVA的变压器，系统图如下，主要参数均在图上。试计算地面开关DL1、井下中央变电所进线开关DL2及井下中央变电所分开关DL3、DL4、DL5、母联开关DL6的保护定值。第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算例题：已知某矿35k第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算35kV变电所6kV母线X最大=0.399X最小=0.415DL1600/5电抗器600A,10%MYJV3*120-1100米中央变电所6kV母线1#采区电所6kV母线DL2600/5DL3100/5DL4150/5DL5600/5DL1600/5MYJV3*120-900米M100/5第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算35kV变电所6kV第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算%1003XLSdaInrUnr?解：一、计算各系统阻抗计算：?1、电抗器的阻抗标幺值：?X1da=101001003 0.6 6.3?=1.5272、入井电缆电缆阻抗标幺值计算：XDL=X0*L*SJ/UJ2=0.071.1SJ/UJ2=0.071.1100/6.32=0.1943、所变阻抗标么值：变压器为KBSG-200KVA UX=4%*%4100201001000.2JSBeUSXS?第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算%1003XLSda第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算?4、下级1#采区变电所进线侧电缆MYJV22-120mm2-900米阻抗标幺值：?XDL=0.070.9SJ/UJ2=0.070.9100/6.32=0.1595、下级1#变电所所变阻抗标么值：变压器为KBSGZY-800KVA UX=5%*%51006.251001000.8JSBeUSXS?第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算?4、下级1#采区变第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算?二、计算各短路点电流：二、计算各短路点电流：?1、一水平中央变电所母线故障最大运行大方式XD1MAX=X大+X2da+XDL=0.339+1.527+0.194=2.06ID1MAX=IJ/XD1MAX=9165/2.06=4449A最小运行方式XD1MIN=X小+X2da+XDL=0.415+1.527+0.194=2.136ID1MIN=IJ/XD1MIN=9165/2.136=4291KAI(2)D1MIN=0.866ID1MIN=42910.866=3716KA第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算?二、计算各短路点电第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算2、所用变压器低压侧短路?Xbmax=2.06+20=22.06?Xbmin=2.136+20=22.136?大方式Ibmax=9165/22.06=415A?小方式Ibmin=9165/22.136=414A3、1#采区变电所进线侧短路?Xbmax=2.0 6+0.159=2.219 Xbmin=2.136+0.159=2.295?大方式Ibmax=9165/2.219=4130A?小方式Ibmin=9165/2.295=3993A?I(2)D1MIN=0.866ID1MIN=0.8663993=3458A第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算2、所用变压器低压侧第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算?4、1#采区变电所变压器低压侧短路?Xbmax=2.219+6.25=8.469?Xbmin=2.295+6.25=8.545?大方式Ibmax=9165/8.469=1082A?小方式Ibmin=9165/8.545=1073A(2)(3)minmin0.8660.866 1073929ddIIA?第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算?4、1#采区变电所第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算?5、35kV变电所6kV母线上最小运行方式下两相短路电流:?I(2)D1MIN=IjX=91650.415 0.866 =19125(A)?6.计算入井电缆的最大负荷电流:3sU226000 45006 3?Ig=722(A)当最大负荷电流难以确定时，可按两倍电缆安全电流计算动作值，此时可靠系数取1.0）第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算?5、35kV变电所第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算?6kV变电所母线及负荷侧电缆末端短路电流计算.xls第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算?6kV变电所母线及第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算?三、地面变电所入井高压馈电开关断路器DL1的保护定值：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：1.速断保护：速断保护：(3)maxddzjkjxLfIIKKNK?=1.25144490.9*600/5=51.49，取51.5A保护装置一次动作电流:.12051.561801ldzdz jjxnIIAK?(2),min191253.09 26180dllmdzIKI?满足要求。速断保护动作时间T取0秒。第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算?三、地面变电所入井第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算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：2.过流保护：过流保护：保护装置一次动作电流:满足要求。.17221.2 18.02,0.9 120ghdz jkjxhIIK KAK n?取9A式中：Kh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。.120910801ldz jjxnIdzIAK?.120910801ldz jjxnIdzIAK?(2)2.min37163.421080dlmdzIKI?保护动作延时T考虑与下级保护的时限配合，取0.7秒。第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算灵敏系数按最小运行方第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算保护装置动作电流:不满足要求。1、中央变电所电源进线开关柜DL2（CT:600/5)的整定:1)：速断保护整定原则：按躲过线路末端短路时的最大三相短路电流整定。?3max.44491.3 148.19120ddz jxjxiIIKKAn?取48A 保护装置一次动作电流：.1204857601idzdz jjxnIIAK?灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流校验：?2min3716 57600.662dlmdzIKI?由此可见线路末端短路时最大三相短路较大，瞬时电流速断不能满足灵敏度要求，故使用限时电流速断保护为主保护。因变电所电源进线与出线供电距离太短,为防止下级短路时发生越级跳闸，可根据上级 35KV变电所6KV分盘电流段整定值（CT:600/5;51.5A,0 S）整定瞬时电流速断。根据配合系数取 51.51.1=46中央变电所进线开关速断定值:（46A,0S）第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算2)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电流IDZJ=jxxkknId)3(max=13.1?415120=4.49A，取8A 动作时间取0.5秒灵敏系数按小方式下线路始端两项短路电流校验：Klm=I(2)dmin/Idz=3716/12*120=3.872 合格第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算3)过流保护：按躲过线路的过负荷电流整定过流保护：按躲过线路的过负荷电流整定Idzj=fjxgKKK1NIgh=1.2 10.9?722120=8.02A，取8A 动作时间取0.5秒灵敏系数按小方式下线路末端两项短路电流校验：Klm=I(2)dmin/Idz=3716/8*120=3.872满足要求第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算4)过电压保护整定：A、过电压整定原则：过电压保护采用线电压判别方式。设置过电压保护的目的主要是为了防止用电设备长期处于严重过电压的状态下运行，会造成设备绝缘下降，会加速设备的老化速度。过电压保护一般不投跳闸，只发信号用于告警，提请运行值班人员注意。过电压保护一定要设定延时，以免电压瞬间波动引起不必要的告警。如果过电压保护要投跳闸，不是所有设备的保护都跳闸，而是仅仅对允许过电压要求苛刻的设备才投跳闸。B、过电压整定方法：过电压保护的动作电压可按（1.21.3）整定，动作时限可取23S。C、具体整定：Uzd=1.20Un=120V，保护动作时间取2.5秒，投告警第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算5)低电压保护整定：失压保护也称作低电压保护，它应在母线真正失压时可靠动作。保护器能够正确区分出电压波动和真正的母线失压。保护器的低电压保护采用线电压判别方式。按煤矿供电运行规程要求，带有负荷的回路的失压保护应该投跳闸，而电源线路的失压保护不投跳闸。低电压整定方法：为了保证重要电动机的自启动而需要切除的次要电动机，其低电压保护的动作电压按（0.60.7）整定，可带0.5S的时限动作。对于不允许或不需要自启动的电动机，其低电压保护的动作电压按（0.40.5）整定，动作时限为0.51.5S。具体整定：Uzd=0.6Un=60V，保护动作时间取0.5秒，投告警第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算6)漏电保护：由于某出线接地时，本变电所的进线、上级变电所馈出线都会感受到较大的零序电流，漏电保护都会动作，故所有进线、上级变电所馈线漏电保护均不投跳闸，只有带负载的出线才投跳闸，这样可避免出线接地引起的连锁跳闸的发生。漏电保护（漏电告警）：动作值=10*0.6*0.9=5.4A式中：-可靠系数，取可靠系数，取10；L-为电缆线路的公里数，取值5A，保护动作时间取5秒，投告警第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算按Kl=2中央变电所馈出开关柜DL3（带主水泵电机），CT:100/5。根据矿山过流技术3.1中所讲，3-10KV异步和同步高压电动机应装设相间短路保护、过负荷保护、低电压保护、单相接地保护等。相间短路保护一般采用电流速断保护。、电流速断保护的整定计算：按躲过电动机启动电流来整定。IDZJ=KKKjx ntIstan=1.41205.241=16.9A，取17A 时限为0秒灵敏系数校验：2)2(min?dzdII(2)min37161121.4 241.5ddzII?合格第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算、过流保护：按躲过额定电流计算动作值，可靠系数取1.2.时限应大于实际启动时间。35.51.2 12.37()0.9 20edzjKjxfLIIKKAKN?过流保护动作时限：应躲过电动机的起动时间，t tqd,一般取1016S其中：Kk可靠系数，动作于信号时取1.1，动作于跳闸时取1.2Kjx 接线系数，接相上为1，相差上为3Ie电动机的额定电流Kf返回系数，取0.9NL电流互感器变比第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算3、欠压保护：整定条件有以下几条：按切除不允许自起动的条件整定，一般取(0.60.7)Ue整定值取0.5秒的延时，以躲过速断保护动作及电压回路断线引起的误动作。根据保安条件，在电压长时间消失后不允许自起动的电动机。电压保护动值一般取(0.250.4)Ue，失压保护时限取610秒。对不同公司的电动机微机保护装置，保护需整定的参数及计算原理不同，应参照产品说明书进行整定计算。4、接地保护：漏电保护：Izd=3A，投跳闸漏电保护：动作值2A，保护动作时间取3秒,投告警第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算3、中央变电所馈电开关柜DL4（带变压器），型号KBSG-200KVA CT:150/5根据规程规定，带变压器的开关应设置短路、过负荷、欠压和接地保护。变压器的速断保护计算方法：按躲过变压器二次三相最大短路电流计算动作值，可靠系数取1.2；以变压器一次二相最小短路电流核算灵敏系数，应不小于2。电流速断保护：电流速断保护按躲过系统大方式下变压器低压侧三相短路流过高压侧的短路电流整定。电流速断保护(3)max2ddzjKjxIIKKNl?=1.2141530=16.6 (A)，0S 其中：Kk可靠系数，取1.21.3Kjx 接线系数，接相上为1，相差上为3I(3)dmax2变压器二次最大三相短路电流流经一次侧的电流NL电流互感器变比第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算速断保护灵敏系数校验：(2)min137167.47216.6 30dldzjLIKIN?满足要求.（2）过电流保护动作电流：按躲过变压器一次额定电流计算动作值，可靠系数取2，时限一般可取0.5秒。1NTiretjxkdzIKKKKI?=219.250.9*30?=1.43，取值为1.5A，延时0.5S。第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算满足要求.kK1NTIretK可靠系数，取2。变压器一次额定电流。返回系数，取0.9。灵敏度检验：以变压器二次最小两相短路电流核算灵敏系数，应不小于1.5.idzdlmKIIK)2(2min?1.5)2(2mindI变压器二次短路，流经变压器一次的最小两相短路电流。)2(2mindI?lmK=9165(0.415+1.527+0.194+20)0.866=359(A)359/1.530=7.981.5第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算（3）过负荷保护：）过负荷保护：动作电压流值应躲过变压器的额定电流，动作时限一般取10S，作用于信号。19.251.05 0.90.748,0.7530NTdzjkfIIKKANl?取Kk可靠系数，取1.05Kf返回系数，微机保护取0.9Int变压器的额定电流NL-变比例如：变压器，过负荷电流：第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算（4）.低电压保护：动作电压取(6070)%的额定电压，动作时限取(0.51)S。（5）接地保护整定漏电保护：Izd=3A，投跳闸漏电保护：动作值2A，保护动作时间取3秒,投告警第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算4、中央变电所馈出柜、中央变电所馈出柜DL5（带（带1#采区变电所）采区变电所）CT:600/5（1）电流速断保护：电流速断保护：按躲过线路末端短路时的最大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：三相短路电流整定，保护装置的动作电流：?3max.41301.3 144.7120ddz jxjxiIIKKn?取44A 保护装置一次动作电流：.1204452801idzdz jjxnIIAK?灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流校验：?2min3716 52800.704 2dlmdzIKI?不满足要求第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算由此可见线路末端短路时最大三相短路较大，瞬时电流速断不能满足灵敏度要求，故使用限时电流速断保护为主保护。为防止越级跳闸，可根据一水平中央变电所6KV电源盘进线柜电流段整定（CT:600/5,46A，0S）整定瞬时电流速断做为后备保护。461.1=41.8(A)IDZJ取（40A，时限为0S）。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电流IDZJ=KfKgKjnId)3(max=1.1 10.9?1082120=11.02A，取11A 灵敏系数按小方式下线路两相短路电流校验：Klm=I(2)D1MIN/Idz=3458/11*120=2.622保护动作时间取0.5秒满足要求第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算（3）过电流保护：按躲过线路的过负荷电流整定Idzj=KfKgKj1NIgh=1.2 10.9?=4.44A，取4.5A400120灵敏系数按小方式下线路两相短路电流校验：Klm=I(2)D1MIN/Idz=3458/4.5*120=6.042 满足要求保护动作时间取0.38秒第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算（4）电压保护整定过压保护：Uzd=1.20Un=120V，保护动作时间取2.5秒，投告警低压保护：Uzd=0.6Un=60V，保护动作时间取0.5秒，投告警（5）零序保护整定零序过压保护：Uzd=1.25Ub=30V，保护动作时间取5秒,投告警漏电保护：动作值Izd=0.6KKL=3A，保护动作时间取3秒，投跳闸第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算5、联络开关柜保护原则DL6(CT;600/5)：（1）电流速断保护：a.可按躲过电流互感器4倍额定电流计算动作值。b.按上条原则计算灵敏系数达不到要求时，可按母线最小二相短路时灵敏系数不低于2计算动作值。则速断定值：4 520dzIA?灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流校验：?2min3716(20*120)1.55 2dlmdzIKI?灵敏系数不满足要求；则按条件b进行计算：?2min3716(2*120)15.48ddzlmlmII KK?（A）时限取0S;第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算四、中央变电所各级高压开关保护整定计算（2）过电流保护：按躲过母线最大工作电流电流整定（可按进线整定）Idzj=KfKgKj1NIgh=1.2 10.9?400120=3.3A，取4.5A 0.5秒灵敏系数以母线最小二相短路电流计算灵敏系数；Klm=I(2)D1MIN/Idz=3716/4.5*120=6.882 满足要求以配出线末端最小方式下两相短路电流校验后备保护灵敏系数：Klm=I(2）D1MIN/Idz=3458/4.5*120=6.42 满足要求。第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算四、中央变电所各级高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：（一）进线开关：1.速断保护,计算原则：按躲过被保护线路末端最大三相短路电流计算动作值，当不能满足保护范围要求时，可按躲过相邻元件最大速断电流计算动作值，可靠系数取1.2。以保护安装处最小二相短路电流核算灵敏系数，应不小于1.0。考虑与上级馈出线的配合，当不能满足配合要求时，允许在线路短路时，与上级保护无选择动作，以确保动作的可靠性第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：（一）进线开关：2.过流保护：按躲过保护线路最大负荷电流计算动作值，可靠系数取2-3。当最大负荷电流难以确定时，可按两倍电缆的安全电流计算动作值，此时可靠系数取1.0；动作时限与相邻元件配合，时间阶梯差取（0.120.2秒）。以线路末端最小二相短路电流核算灵敏系数，应不小于1.5.3.欠压保护：一般正定在（0.60.7）Ue,以躲过电压波动持续时间为宜，所以一般设0.5秒延时。为避免大面积跳闸，电源进线回路可不设失压保护（依据厂家说明书）。第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：（二）馈线高方开关二）馈线高方开关1.用于保护线路变压器组：计算原则：速断和过流保护的计算原则与用于变压器保护相同。以保护装置安装处二相最小短路电流核算速断灵敏系数，应不小于2。2.用于保护电缆线路：计算原则：速断和过流保护的计算原则同进线开关，应设置低电压保护。3.用于保护电动机（同中央变电所）第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：4.漏电保护：投跳闸：定值按躲过本线路本身容性电流的10倍整定（10为可靠系数），电缆线路零序电流按每公里0.6A估算，则保护定值为：I0dz=k*0.6*L=6L 例如：高防开关负荷侧电缆总长度为1.4km,则漏电电流整定值应为：I0dz=k*0.6*L=10*0.6*1.4=8.4A。注意此时算出的为一次电流，不能直接用于整定，还要根据零序电流互感器的变比值，除以变比。投跳闸。采区变电所开关时间为0.1S.投告警：定值按躲过本线路本身容性电流的4倍整定，则漏电告警定值为：I0dz=k*0.6*L=4*0.6*1.4=3.36A,同样是一次值，需换算至二次值。时间配合：最后一级整定0.1秒，视级数多少，每增一级，延时0.120.2秒。第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：（三）微机型高防开关综合保护整定注意事项：1.过电压和零序过压一般不投跳闸、只发信号。因为一旦出现过压或零序过压，整个系统都将感受到过压，如果保护投跳闸，势必造成大面积停电；2.失压保护的延时，一般设0.5S;一般各级变电所进线电源回路不设失压保护。3.过电压保护一般不投跳闸，只发信号用于告警，提醒运行值班人员注意。仅对于对电压要求苛刻的设备才投跳闸。过电压可按（1.21.3）Un整定，动作时限可取23S。第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：（三）微机型高防开关综合保护整定注意事项：4.一般不重要的电动机其低电压保护的动作电压按（0.60.7）Ue整定，可带0.5S的时限。对于不允许或不需要自启动的电动机，其低电压保护的动作电压按（0.40.5）Ue整定，动作时限为0.51.5S。5.零序过压保护主要用于单相接地时，发出告警。零序过压保护一定要设110秒的延时，以保证零序过压告警的可靠性。其动作电压整定值一般按照躲过正常情况下开口三角形输出的最大不平衡零序电压整定。根据经验数值，零序电压一般整定为（1530V）.第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：（三）微机型高防开关综合保护整定注意事项：6.用定时限来实现电动机的保护时，一定要考虑电动机的启动特性，以免在启动过程中发生误动。7.一般来说，终端线路只投短路保护和过载保护，而电源进线，需要上下级配合，以防止越级跳闸，需要投短路保护和过流保护，而一般不投过载保护。第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：以采区变电所带工作面采煤机、前部运输机的以采区变电所带工作面采煤机、前部运输机的BGP9L-6G高压开关为例，计算如下。高压开关为例，计算如下。（一）高压开关整定计算（一）高压开关整定计算BGP9L-6G高压开关采用微电脑综合保护装置，具有过载、短路、漏电、电缆绝缘监视、失压等保护功能：过载整定电流值分别为开关额定电流值的：0.2、0.3、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4倍；短路保护整定电流分别为开关额定电流值的：1.6、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0、10倍；所选用开关额定电流为400A。第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：1、带采煤机、前部运输机BGP9L-6G高压开关整定计算过载整定：按线路工作电流整定：线路工作电流：线路工作电流：)(97.196369.204636ASIBJj?式中：)(9.20467.0199072.0coskVAPKSeSBJ?式中Ks需用系数；Ks0.40.6Ps/Pe=0.4+0.61050/1990=0.72Ps参加计算的最大电动机组功率，1050(Kw)Pe参加计算的所有用电设备额定功率之和；940+1050=1990(kW)COS功率因数，取0.7过载整定取开关额定值0.6倍，过载整定取IGZ=0.6400=240(A)第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高第二节 常见井下供电系统继电保护的整定计算常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：五、井下采区变电所高防开关的保护整定计算：1、带采煤机、前部运输机BGP9L-6G高压开关整定计算（2）速断整定按躲过最大电机启动、其它电机正常运行时线路电流整定。BGP9L6G为电子式高压综合保护器，短路整定按电流互感器二次额定电流（5A）的1.6、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、10倍分级整定，其整定值计算公式为2.12807.116562.1?ibZKKII（A）式中：IZ整定电流，（A）；I线路电流，（A）；I=6192+2114=1656（A）Kb变压器变比，6000/3450=1.7；Ki电流互感器变流比，400/5=80；12.2/5=2.44，即取3倍整定。3）灵敏系数计算5.16.115807.195.32633)2(?ZDdSIIK满足要求。式中，1.7为变压器变比。第二节常见井下供电系统继电保护的整定计算五、井下采区变电所高第三节 常见井下低压电网短路保护整定计算煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则有如下规定：馈出线的电源端均需加装短路保护装置。低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线的保护装置。煤矿安全规程第456条规定：井下配电网路（变压器馈出线路、电动机等）均应装设过流、短路保护装置。一、井下低压馈电开关过流整定原则：1.对于保护电缆干线的装置按下式整定：IzIQe+KxIe式中：Iz-过流保护装置的电流整定值，A;IQe-容量最大的电动机的额定启动电流，对于有数台电动机同时启动的工作机械，若其总功率大于单台启动的容量最大的电动机功率时，IQe则为这几台同时启动的电动机的额定启动电流之和，A;Ie其余电动机的额定电流之和，A;Kx-需用系数，取0.51。第三节常见井下低压电网短路保护整定计算煤矿井下低压电网短路第三节 常见井下低压电网短路保护整定计算2.对于保护电缆支线的按公式：对于保护电缆支线的按公式：IzIQe对于鼠笼式电动机，其启动电流为额定电流值的6倍；绕线型为额定电流值的1.52.5倍，对于大容量采掘设备，如能测得实际启动电流，则公式中的IQe应以实际启动电流计算。3、整定值的校验：、整定值的校验：Id(2)/Iz1.5Id(2）-被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值，A.若线路上串联两台及以上开关时（期间无分支线路）则上一级开关的整定值，也应按下一级开关保护范围最远点的两相短路电流来校验，校验的灵