邹庄35kv变电所 短路计算Word文档格式.docx

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37=303.37MVA

小方式:

=1/X1+X2=1/0.1908+0.2063=2.518

Ij1=2.518X1.56=3.928kA

ich1=2.55X3.928=10.017kA

Ich1=1.52X3.928=5.97kA

=100X2.518=251.8MVA

3.928×

37=251.7MVA

邹庄矿主变10kV侧：

Id2×

=1/X1+X2+X3=1/0.125+0.2045+0.4=1.3708

I2“=Id2（3）=I∞（3））=Id2×

Ij2=1.3708×

5.5=7.539kA

ich2=2.55×

I2“=2.55×

7.539=19.225kA

Ich2=1.52×

I2“=1.52×

7.539=11.46kA

Sd2=sj×

=100×

1.3708=137.08MVA

Sd2=√3×

I2“×

7.539×

10.5=137.1MVA

=1/X1+X2+X3=1/0.1908+0.2063+0.4=1.2545

Ij2=1.2545×

5.5=6.9kA

6.9=17.595kA

6.9=10.488kA

1.2545=125.45MVA

6.9×

10.5=125.48MVA

四、工广10kV系统电力电缆截面的选择与校验

Smin=I∞（3）×

√tj/c

10kV铜芯交联聚乙稀电力电缆250C0C=137

√tj/c=7.539×

√0.25/137=27mm2取35mm2

10kV铝芯交联聚乙稀电力电缆200C0C=77

√0.25/77=48mm2取70mm2

10kV铜芯油浸纸绝缘电力电缆250C0C=153

√0.25/153=25mm2取35mm2

10kV铝芯油浸纸绝缘电力电缆200C0C=88

√tj/c=7.539×

√0.25/88=43mm2取70mm2

I∞（3）----三相短路电流稳定时周期分量的有效值

tj----短路电流的假想时间

C0----短路时导体允许最高温度

c----电缆的热稳定常数

邹庄矿35/10kV变电所保护整定计算

一、20000kVA主变二次谐波比率差动保护

已知35kV侧母线三相短路电流：

大Id1（3）=4.734kA小Id1（3）=3.928kA

已知10kV侧母线三相短路电流：

大Id2（3）=I∞（3）=7.539kA小Id2（3）=6.9kA

10kV侧三相短路电流归算到35kV侧:

大Id2（3）=7.539×

10.5÷

37=2139A

小Id2（3）=6.9×

37=1958A

10kV侧最小两相短路电流归算到35kV侧:

小Id2

（2）=√3/2X6.9×

37=1696A

1、计算变压器各侧一次电流、选择CT变比、确定各侧二次额定电流

35/10kV、20000kVA主变二次谐波比率差动保护

额定电压

35kV

10.5kV

20000KVA

主变额定电流

20000KVA÷

√3÷

35

=330A=Ied

10.5=1100A=Ied

电流互感器接线方式

星型

20000KVA主变

电流互感器计算变比

330/5A

取500A/5A=100

2000/5A

取2000/5=400

电流互感器二次回路额定电流

330A/100=3.3A

1100÷

400=2.75A

由于35kV侧电流互感器的二次回路额定电流3.3A大于10kV侧的2.75A，所以整定计算以35kV侧为基本侧。

2、计算保护装置35kV侧的一次动作电流：

（1）躲过变压器励磁涌流条件

Idz=Kk×

Ied=1.3×

330A=429A

（2）躲过外部故障最大不平衡电流条件

Idz=Kk（Kfz·

fj＋△U＋△f）Id（3）max

=1.3（1×

0.1＋0.05＋0.05）×

2139A=556.14A

（3）躲过电流互感器二次回路断线条件

Idz=1.3×

330A=429A

取以上三者中的最大者。

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=556.14A

3、确定差动速断动作电流

计算基本侧（35kV）侧的二次动作电流

Idzj=Kjx·

Idz/K=556.14/100=5.56A

K=500/5=100变比

4、

差电流Id=【Ii－Ih】=【2.75－3.3】=0.55

和电流Is=【Ii＋Ih】=【2.75＋3.3】=6.05

Ih----35kV侧Ie

Ii----10kV侧Ie

5、

a、速断差动动作判剧为Idzj＞Idset1

Idset1----速断差动定值。

应能躲过外部故障最大不平衡电流，一般取6～8倍额定电流Idzj=Kjx·

Idz/K=556.14/100=5.56A

速断差动定值取：

Idset1取5.5A

b、比率差动动作判剧为Id＞Idset2、Id＞Kx·

Is

Idset2----差动门滥定值。

应能躲过变压器最大负荷情况下的不平衡电流，一般取0.2～1.6倍额定电流0.7×

3.3=2.31A取2.4A

Kx----制动系数Kx=0.25～0.8、取0.5较好

c、制动门滥定值。

Izd0=1.1～2×

Ie=1.1×

3.3=3.63A取3.8A

二、主变35kV侧带时限过电流保护（互感器为星型接线500/5）

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×

330A÷

0.85÷

100=6.06A取6.2A

Kjx-----接线系数1

Kk-----可靠系数1.2

Kgh-----过负荷系数1.3

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500/5=100

灵敏系数：

Km=Id2

（2）/ni·

Idzj=1696÷

100÷

6.2A=2.735＞1.5

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按1.5秒。

三、主变35kV侧电流速断保护

保护装置的动作电流应躲过低压侧短路时，流过保护装置的最大短路电流：

Id2（3）÷

ni=1.2×

2139÷

100=25.67取13A

Km=0.866Id1（3）/ni·

Idzj=0.866×

3928÷

13A=2.616＞2

四、主变35kV侧过负荷保护

应躲过变压器额定电流：

Idzj=Kk·

ni=1.1×

330A÷

100=3.63A取3.7A

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。

35kV母联断路器速断保护

Idzj=Id1

（2）÷

Km÷

ni=√3/2X3.928÷

2÷

120=14.17A取10A

Km=Id1

（2）÷

Idzj÷

ni=√3/2X3928÷

10÷

120=2.834≥2

Km----灵敏系数2.834≥2

ni----母联电流互感器变比600/5A

35kV母线最小两相短路电流:

Id1

（2）=√3/2·

3.928A

断路器合闸后保护自动退出。

10kV系统保护整定

一、10kV母联断路器速断保护

Idzj=Id2

（2）÷

ni=√3/2X6900÷

400=7.47A取5A

Km=Id2

（2）÷

5÷

400=2.99≥2

Km----灵敏系数2.99≥2

ni----电流互感器变比2000/5A

10kV母线最小两相短路电流:

Id2

（2）=√3/2X6900A

二、35/10kV变电所附设动力变压器Sb=800kVAL=40m

X7=X0·

L·

Sj/Ub2=0.08X0.04kmX100/10.52=0.0029

=1/（X1+X2+X3+X7）=1/（0.125+0.2045+0.4+0.0029）=1.3654

Ij2=1.3654×

5.5=7.51kA

Id2×

=1/（X1+X2+X3+X7）=1/（0.1908+0.2063+0.4+0.0029）=1.25

I2“=Id2（3）=I∞（3）=Id2×

Ij2=1.25×

5.5=6.875kA

已知K3最大短路容量为136.54MVA，从“工业与民用配电设计手册”P123可得出800kVA变压器低压侧短路电流为20.43kA。

折到10kV侧为：

Ik4maxk3=20.43kA×

0.4kV÷

10.5kV=778A

1）、电流速断保护

Kk·

Ik4maxk3/ni=1×

778÷

15=62.24A取40A

Kjx----接线系数相上为1；

相差为√3

Kk----可靠系数DL取1.2；

GL取1.4

ni----电流互感器变比75/5A

Km=Ik3min

（2）/ni·

Idzj=√3÷

2×

6875÷

15÷

40A=9.9＞2

2）、带时限过电流保护S=0.5秒

Kgh·

46.2A÷

15=5.65A取5.8A

Kk----可靠系数1.2

Kgh----过负荷系数1.3

Ied----变压器一次额定电流=46.2A

Kf----继电器返回系数，取0.85

已知K3最小短路容量为125MVA，从“工业与民用配电设计手册”P123可得出800kVA变压器低压侧短路电流为20.26kA。

Ik4mink3=20.26kA×

10.5kV=772A

Km=Ik4mink3

（2）/ni·

772÷

5.8A=7.6＞1.5～2

3）、过负荷保护S=9～15秒

保护装置的动作电流应躲过变压器额定电流：

15=4A取4.1A

Kk----可靠系数1.3

三、电力电容器回路保护Q=4000kvarL=50m

X8=X0·

Sb/Uj2=0.08X0.05kmX100/10.52=0.003628

=1/（X1+X2+X3+X8）=1/（0.125+0.2045+0.4+0.003628）=1.364

Ij2=1.364×

5.5=7.502kA

=1/（X1+X2+X3+X7）=1/（0.1908+0.2063+0.4+0.003628）=1.249

Ij2=1.249×

5.5=6.869kA

1）、过电流保护（无时限过电流保护或带0.2秒时限）

保护装置的动作电流应避开接通电容器组时的冲击电流：

In/ni=1×

220A÷

120=3.667A取4.5A

Kjx----接线系数相电流为1；

相电流差为√3

Kk----可靠系数取2～2.5

In----电容器组额定电流=4000kvar÷

10.5=220A

ni----电流互感器变比600/5A

Km=Ik2min

（2）/ni·

6869÷

120÷

4.5A=11＞2

2）、过电压保护

Udzj=1.1·

Ue2=1.1×

100V=110V

S=4分钟后跳闸

3）、欠电压保护

Udzj=0.5·

Ue2=0.5×

100V=50V

四、通风机回路Sb=2000kWI=154AL=700m

X4=X0·

Sj/Ub2=0.08X0.7kmX100/10.52=0.0508

=1/（X1+X2+X3+X8）=1/（0.125+0.2045+0.4+0.0508）=1.282

Ij2=1.282×

5.5=7.049kA

=1/（X1+X2+X3+X7）=1/（0.1908+0.2063+0.4+0.0508）=1.179

Ij2=1.179×

5.5=6.486kA

保护装置的动作电流应躲过电缆线路末端三相最大短路电流

Ik4max/ni=1×

7049A÷

50=169A

Ik4max----被保护线路末端三相最大短路电流

ni----电流互感器变比250/5A

按10kV母线剩余电压不低于0.5UH整定：

Idzj=0.5·

Kjx·

Ik3min/ni

=0.5×

1×

6900A÷

50=82.8A取70A

Ik3min----被保护线路始端三相最小短路电流

6900÷

50÷

70A=1.71≥1.25

Ik2min

（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S=0.5秒

保护装置的动作电流应避开线路的过负荷电流：

154A÷

50=4.35A取6A

6486A÷

6A=18.7≥1.5

Ik3min

（2）----被保护线路末端二相最小短路电

五、机修车间动力变压器回路Sb=1250kVA×

2台I=69AL=700m

30=282A

ni----电流互感器变比150/5A

30=138A取90A

30÷

90A=2.21≥1.25

69A÷

30=3.25A取5A

5A=37.4≥1.5

六、选煤厂回路Sb=5538kWI=406AL=300m

Sj/Ub2=0.08X0.3kmX100/10.52=0.0218

=1/（X1+X2+X3+X8）=1/（0.125+0.2045+0.4+0.0218）=1.331

Ij2=1.331×

5.5=7.321kA

=1/（X1+X2+X3+X7）=1/（0.1908+0.2063+0.4+0.0218）=1.221

Ij2=1.221×

5.5=6.716kA

7321A÷

120=73.21A

Ik3max----被保护线路末端三相最大短路电流

Ik2min/ni

120=34.5A取30A

Ik2min----被保护线路始端三相最小短路电流

30A=1.66≥1.25

406A÷

120=4.77A取6A

6716A÷

6A=8.1≥1.5

七、主井提升机回路P=4000kWI=293AL=500m

Sj/Ub2=0.08X0.5kmX100/10.52=0.0363

=1/（X1+X2+X3+X8）=1/（0.125+0.2045+0.4+0.0363）=1.306

Ij2=1.306×

5.5=7.183kA

=1/（X1+X2+X3+X7）=1/（0.1908+0.2063+0.4+0.0363）=1.2

Ij2=1.2×

5.5=6.599kA

7183A÷

80=107.7A

ni----电流互感器变比400/5A

Idzj=0.