断路器开断能力计算

渠县新临江煤矿

（水井湾矿井）

三相短路电流与断路器开断能力计算

三相短路电流与断路器开断能力计算

1、10KV 一回、二回电源进线三相短路电流与高压开关柜断路器开断能力校验

矿井10kV 变电所两回电源分别取自大竹县木头变电站的不同母线段，由于缺乏变电站的相关短路资料，设计按变电站馈出柜中断路器额定开断电流（25kA ）和线路阻抗较小的电源线路（LGJ-3×70/2km ）进行短路电流计算：

1）地面变电所10kV 侧系统短路电流计算 选取基准容量，一般取S d =100MVA,由U d =U c ,得

U c1=10.5kV,U c2=0.4kV,得

kV

MVA U I c d 5.1031003S 1

d 1⨯=

=

=5.50kA

2）计算各元件的电抗标幺值

（1）电力系统的电抗标幺值：kA

kV MVA

S X oc s 255.103100S d *⨯⨯==

=0.22 （2）10kV 架空线路电抗标幺值：

2

2d 0*

5.10100235.0S ）（kV MVA

km U l

X X c

WL ⨯⨯===0.63 （3）总电抗标幺值和短路电流及短路容量

①总电抗标幺值：*

**1

WL s X X X +=∑=0.22+0.63=0.85

②三相短路电流周期分量有效值85

.050.5*

111

kA

X I I d k =

∑==6.5kA ③各三相短路电流

10kV 母线侧短路电流为:1"k I I I =6.5kA

10kV 母线侧短路稳态电流为："51.1I I sh ==1.51×6.5kA=9.82kA 10kV 母线侧短路冲击电流为："55.2I i sh ==2.55×6.5kA=16.58kA 3）三相短路容量

10kV 母线侧短路容量为：85

.0100*

)3(1

1

MVA X S S d

k =

∑=

=117.65MVA 结论：地面变电所高压配电窒采用HXGN-12型高压开关柜，主接线采用单母线分段。高压开关柜额定电压12kV ，额定电流630A ，额定短路开断电流31.5kA ，额定动稳定电流50kA ，额定热稳定电流（4s ）16kA 。采用开关柜及真空断路器允许通过的最大电流峰值大于三相短路电流冲击值，开关设备分断能力、动热稳定性及保护装置可靠，系统符合要求。

表10-2 10kV 变电所主要设备选择及校验结果表

注：表中分子为计算值，分母为设备参数。

2、地面低压供电系统三相短路电流与高压开关柜断路器开断能力校验

10kV 母线侧短路容量为117.65MVA ，取较大的短路容量折算到0.4kV 母线侧电抗为：400×400/1000/117.65=1.36

供地面用电S11-315/10/0.4型变压器电抗：4×400×400/100/315=20

总电抗：1.36+20=21.36

0.4kV母线侧短路电流为：400/(1.732×21.36)=10.81kA

0.4kV母线侧短路稳态电流为：1.51×10.81=16.32kA

0.4kV母线侧短路冲击电流为：2.55×10.81=27.57kA

0.4kV母线侧短路容量为：1.732×315×10.81/400=14.74MVA

结论：地面低压供电配电窒选用GGD2型交流低压配电柜开关最大分断电流为30kA，额定动稳定电流63kA。经验算，地面所选择开关设备分断能力、动热稳定性及保护装置可靠，系统符合要求。