短路电流计算及保护整定ppt课件

功率因数，分为自然功率因数和人工补偿功率因数，存在人工补偿的 情况应按补偿后的功率因数进展计算。功率因数经常变化，计算加权 平均值也比较困难。影响功率因数的要素：用电设备和供配电设备的 固有特性，负载大小，外加电压大小，供电频率动摇。
可见，影响负荷电流大小的要素很多，要准确确定实践运转负荷和电 流的大小是相当困难的，至少目前还没有准确的科学实际。最好以实 测数据分析为准。分析运转数据后可反推出需用系数为计算所运用， 也为矿井下一步类似区域的供电设计作参考根据。
限时限速断维护〔II段〕、定时限过流维护〔III段〕相配合构成的一整 套维护。 最大运转方式——在被维护线路末端发生短路时，系统阻抗最小，而经 过维护安装的短路电流为最大的运转方式。 最小运转方式——在被维护线路末端发生短路时，系统阻抗最大，而经 过维护安装的短路电流为最小的运转方式。 利用电力系统正常运转和缺点时参数的差别，可以构成哪些不同原理的 继电维护： (1)反响电流增大而动作的过电流维护； (2)反响电压降低而 动作的低电压维护；(3)反响缺点点到维护安装处间隔的间隔维护；(4) 线路内部缺点时，线路两端电流相位发生变化的差动维护。
近后备——当主维护回绝动作时，有本设备或线路的另一套维护实现后 备；当断路器回绝动作时，由断路器失灵维护实现后备。
2.2.1 几个概念
反时限维护——安装启动后其动作时限随着作用量增大反而减小的一种 维护。如运用于电动机过载维护的反时限过流维护。
定时限维护——安装启动后其动作时限与作用量大小无关的一种维护。 三段式过流维护——由电流速断维护〔 I段，也叫无时限速断维护〕、
功
率时，那么为这几台同时起动的电动机的额定起动电流之和。
对于存在两回断路器的挪动变压器，应据每回路所接负荷情况分别对两 回路的维护器根进展整定。
2.2.4 挪动变压器高压配电安装
1、过负荷：普通运用反时限过流维护, 按变压器额定电流整定。
2、短路：
IdZ
IQN
KX Kb
IN
式中：K b ——变压器变比，为一、二次侧额定电压的比值。
23ii线路三段维护线路三段维护符号符号含义含义符号符号含义含义可靠系数13取13被维护线路末端三项最大短路电流最小运转方式与最大运转方式系统计算电抗之比被维护线路末端二项最小短路电流维护安装安装处最大三相短路计算电抗标幺值被维护线路最大计算负荷电流最小维护范围取15下一级相邻母线i段维护整定电流被维护线路每公里阻抗标幺值下一级相邻母线iii段维护整定电流配合系数11取11下一级相邻母线i段维护整定时间时间阶差对于微机维护取03下一级相邻维护的最大延时maxsysexrelk3maxki2minkilmijzk1zxi3zximaxt3maxzttt1
供电系统是由电源、电缆、变压器、开关、电机等等组成的一个复杂网 络，影响短路电流的要素很多。短路电流计算，中国采用的是IEC规范， 计算中主要简化原那么如下：
1、电源为无限大容量电源〔端电压坚持恒定，没有内部阻抗以及容量 无限大的系统〕；
2、在短路继续时间内，短路相数不变，如三相短路坚持三相短路； 3、具有分接开关的变压器，其开关位置均视为在主分接位置； 4、不计短路回路的接触电阻和电弧电阻；开关内部元件的各种阻抗、
2.2.2 电磁启动器
1、整定值：
IZ
I
〔取电动机额定电流的近似值〕
N
2、灵敏度：
Km
I (2) d
8IZ
1.2
式中：I N ——电动机额定电流
I (2) d
——被维护干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值
8 I Z ——电子维护器短路动作值
1.2 ——维护安装的可靠动作系数
普通电磁启动器只需整定出过载即可；短路整定值，通常设置在过负荷 整定值的8倍〔不可调〕，以躲过电机启动电流。<煤矿井下低压电网短路维 护安装的整定细那么>给出的就是一个整定值，严厉来讲应该是2个值。
两相短路属于非对称短路；它和三相短路均属于中性点不接地系统
短路类型。
1.2 无限大容量电源网络远端三相短 路
电力系统的电源距短路点较远〔普通配电系统多属于 这种情况〕
预期短路电流是由不衰减的交流分量和以初始值衰减 到零的非周期分量组成
无限大容量远端三相短路电流波形
1.3 计算条件
短路电流计算是电力系统规划、设计、运转中必需进展的计算分析任务。 假设短路电流计算结果偏于保守，有能够呵斥不用要的投资浪费；假设 偏于乐观，那么将给系统的平安稳定运转埋下灾难性的隐患。
类同低压馈电的短路整定原那么，只是要将线路尖峰电流折算到高
压侧。由于维护是根据一次侧电流互感器变比的一定倍数进展分级整
定的，所以应选择接近于计算值的分级整定值。
3、灵敏度校验：
I (2) d
1.5
KK b IdZ
K ——变压器二次侧短路电流折算到一次侧时的系数，Y/Y接线为1，
Y/△接线为√3；
I (2) d
3、灵敏度：
I
( d
2
)
1 .5
I dz
式中： I N ——其他电动机的额定电流之和；
I (2) d
——被维护干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值
K X ——需用系数，取0.5～1
I Q N ——容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电动机
同时起动的任务机械，假设其总功率大于单台起动的容量最大的电动机
分布电容； 5、普通不计电网内衔接的异步电动机将向短路点反响短路电流；
1.4 计算方法
常用的两种方法：标幺法和有名制法。
选择何种方法，没有什么规范规定，主要看哪种方法在特定的供电网 络下计算更简便；更重要的是，看哪种方法更适宜他了解和运用。而 国家短路电流计算规范，那么规定在什么条件下，思索什么参数进展 计算更接近实践结果。
实践统计数据分析时，应留意思索设计负荷功率、实践选用的设备额 定功率和实践运转的功率的相互作用。
2.2 井下供电系统维护整定计算
<煤矿平安规程>对井下电气设备维护的配置要求
设备或线路
要求配置的维护类型
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、欠电压维护安装
采区变电所、挪动变电站或配电点馈出线 应具有短路、过负荷、漏电维护安装
2、采区变电所的负荷计算中还应思索采区变电所同时系数〔供应二个 任务面0.95，三个以上为0.9〕；井下总负荷和地面变电所6-10KV母线 还需思索各变电所同时系数(0.8～0.9)。
2.1.2 阐明
需用系数，不仅与设备的效率、线路损耗、负荷的大小有关系，而且 与用电设备组的任务性质、操作方式、消费组织方式等要素有关。应 尽能够经过实测数据分析确定，使之接近于实践。
1、对设备进展分组计算，是由于同一类型的电气设备组，具有类似的 负荷曲线；短时任务制负荷普通不在负荷计算中思索；断续周期任务制
负荷需思索负荷继续率。
2、cosφpj和KX是设计部门统计和积累的资料，可直接查阅相关手册选 择。
2.1.1 需用系数
是电力负荷计算中引入的一个概念，指用电设备30min最大平均负荷 (即为计算负荷，<煤矿电工手册>中为15min)与设备容量的比值，表示 用电设备从电网实践取用的功率占额定功率的比例有大。
规范电压〔KV〕 6
10
35
110 220
平均电压〔KV〕 6.3
பைடு நூலகம்
10.5 37
115 231
1.4 计算方法
2、标幺法〔相对单位制法〕 (1) 计算过程：
选择基准值，计算基准电流值—计算阻抗标幺值—计算短路电流 (2) 留意：
普通高压系统采用标幺法。看起来计算确实简单；缘由是，忽略了系统 电阻、变压器电阻等等，整个系统是纯电抗，给人一种错觉。如今，矿区 供电出线根本上采用电缆供电，电阻、电抗均需思索。从标幺法计算过程 看，内容方式上并没有简单的迹象；供电网络电压变化仅两种左右，不存 在更加复杂的电压变化。和井下低压系统短路计算方法不一致，易使人产 生混乱觉得。 3、井下低压网络的查表法
2.1 负荷电流计算
计算过程：
设备分组——选择或计算设备组的平均功率因数、需用系数——计 算用电负荷——计算负荷电流
计算公式： I S KXPN 3UN 3cospjUN
式中S ： ——计算容量，KVAU ；N ——负荷额定电压，KV;
KX
cos pj
阐明：
——需用系数 ；PN ——设备额定功率之和，KW； ——设备组平均功率因数。
1、有名单位制法〔也称欧姆法，计算公式意义明确，计算过程简单 〕
<煤矿井下低压电网短路维护安装的整定细那么>短路电流的计算方 法 ，采用的就是有名制法。计算过程如下：
(1) 计算阻抗 ：Z(X)2)R)2
式中 ：Z ——短路回路总阻抗，Ω；
R ——短路回路的总电抗，Ω；X ——短路回路总电阻，Ω；
短路——电力系统在运转中 ，相与相之间或相与地〔或中性线〕之间 发生非正常衔接称为短路。
主维护——满足系统稳定性及设备平安要求，有选择性地切除被维护设 备和全线路缺点的维护。
后备维护：应在主维护或断路器回绝动作时切除缺点。后备维护可分为 远后备和近后备两种方式。
远后备——当主维护或断路器回绝动作时，由相邻设备或线路的维护实 现后备。
与公式法计算比，思索系统和高压电缆电抗，在系统短路容量不小于 20MVA，且高压电缆实践长度<5Km时，误差±10%左右。假设不思索系统、 高缆阻抗，误差会更大一些。电缆长度<10m的可以在短路计算中忽略。
第二节 维护整定计算
本节重点了解的内容：
〔1〕负荷电流计算中的需用系数； 〔2〕线路和设备配置的常用维护有哪些 〔3〕维护整定的原那么
也有可以调整短路倍数的维护，那么应根据启动电流进展调整。
对于采煤机开关这样带有多种负荷的磁力启动器，应根据实践起动方式， 适中选择整定值。最好选用可以调整短路倍数的开关〔就像馈电开关〕。
2.2.3 馈电开关
1、过载整定值：按实践负载电流值整定；
2、短路整定值：IdZIQ NK X IN 〔按躲过控制线路上尖峰电流值整定〕
需用系数实际计算公式： KxKfKt /(pjl)
式中K ：f ——设备组的负荷系数K ；t ——设备组的同时系数
pj
——设备组的平均效率 ；l ——配电线路的平均效率
阐明：
1、综采任务面需用系数K：x 0.40.6PmaPx
公式的含义：任务面计算负荷，相当于任务面最大一台电动机满负
荷运转、其他负荷只发扬了40%。
低压电动机的控制设备
应具有短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁安装
井下中央变电所高压馈电线
必需装设有选择性的单相接地维护安装
供挪动变电站的高压馈电线
必需装设有选择性的动作于跳闸的单相接地维护安装
低压馈电线
必需装设检漏维护安装或有选择性的漏电维护安装
煤电钻
必需运用检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相等功 能的综合维护安装
I
(3 ) d
——三相稳态电流有效值〔用于维护整定和校验电气设备和导体的
热稳定〕
Ish ——三相短路最大冲击电流瞬时值 〔用于校验电气设备及母线的 动稳定〕
Ish ——三相短路最大冲击电流有效值 〔用于校验电气设备及导体的 动稳定〕
Sk ——三相短路容量〔用于校验断路器断流容量〕
I
( d
2
)
——两相短路电流〔用于维护整定〕
总电抗〔总电阻〕为短路回路中，各供电元件的电抗值〔电阻值〕 的总和。留意不要脱漏任一个需求思索的元件阻抗。
1.4 计算方法
线缆电抗： X X0L 线缆电阻：R R0 L
式中：X0 、R0——线缆的单位电阻、单位电抗， Ω/Km；
L ——线缆的长度，Km；
(2) 计算短路电流 三相短路电流：Id(3) 式中：
——为变压器低压侧两相短路电流。
对于控制干式变压器的高开，可采取同样的整定原那么。与地面变
压器整定不同〔过流按一次侧额定电流，速断按二次侧三相短路电流〕
2.2.5 高压电动机用高压配电安装
Uav
3Z
两相短路电流：I
(2) d
U av 2
Z
Uav ——各级线路始末两端的平均电压〔线电压〕，1.05倍线路额定电 压。这样做是为了简化计算。各规范电压等级的平均电压值如下表：
规范电压〔KV〕 0.127 0.22 0.38 0.66 3
平均电压〔KV〕 0.133 0.23 0.4 0.69 3.15
短路电流及维护整定计算
机电配备处 2021.8
第一节 短路电流计算
本节重点了解的内容：
〔1〕有哪些参数值需求计算； 〔2〕采用何种方法进展计算
1.1 计算内容
∑Z ——网络阻抗〔电力系统短路后的各种参数变化，主要决议于网络 阻抗；与电力系统运转负荷电流不同，其主要决议要素是负荷的大小， 阻抗影响占到全局的15%左右。〕
欠电压维护、断相维护和低压开关漏电维护等出厂时已整定好，普通 情况下，不用调整。
2.2.1 几个概念
过负荷——也称过载，是指在电力系统中发电机、变压器及线路的电流 超越额定值或规定的允许值。导致设备电流过大，设备发热，长期过载 会降低设备绝缘程度，甚至烧毁设备或线路。
过流 ——经过设备的电流超越额定值。大于回路导体额定载流量的回 路电流都是过电流。过流维护包括过载、断相和短路维护。