苇町煤业2015年井上下供电系统整定计算书

苇町煤业2015年井上、下供电系统整定计算书第1页供电系统整定计算书（苇町煤业）苇町煤业机电部2015年9月20日苇町煤业2015年井上、下供电系统整定计算书第2页苇町煤业2015年度井上下供电系统整定计算一、供电系统简介我矿供电系统采用10KV电压等级供电系统对矿区生产建设进行供电。全矿海拔垂直井深120米，我矿属浅井范畴，但沿用的煤矿深井供电系统的供电管理方式。供电系统：10KV供电系统运行方式：井上、下均实现双回路分列运行方式供电方式：地面10KV配电室——井下中央变电所10KV——采区三站硐室10KV——采区、掘进面1140V/660V。双回路电源：一回进线：东沟220KV变电站10KV周工线556线路。线路为架空线路，线型为LGJ50mm²，线路全长6km，架空线路下杆线路使用MYJV423×50高压铠装电缆至苇町煤业10KV配电室，下杆线路200m。二回线路：上掌10KV开闭所周煤北586线路。线路为架空线路，线型为LGJ95mm²，线路全长3km，架空线路下杆线路使用MYJV423×50高压铠装电缆至苇町煤业10KV配电室，下杆线路200m。地面10KV日常为分列运行方式，配电室有4台干式变压器型号为S11-200/10/0.4，使用高压HXGN-12型高压开关柜15台。其中主通风机三专线路使用两台高压开关柜、两台变压器，主通风机使用苇町煤业2015年井上、下供电系统整定计算书第3页380V电压等级。另外两台干变为地面其他负荷使用，供往地面其他大型固定设备、生活照明用电等。供往主斜井一趟线路为架空线路。井下中央变电所10KV供电系统为分列运行方式。矿井下供电采用双回路分列运行方式，下井2趟MYJV42-3×35—10KV高压铠装电缆各660米，井下一回路来自10KV配电室高压盘504开关柜，井下二回10KV配电室高压盘509开关柜。井下布置有中央变电所，含有8台高爆开关、8台低压馈电开关、2台KBSG2-T-400/10干式变压器、2台KBSG-T-100/10干式变压器,其中10-10-05高爆开关为采区三站硐室控制开关；采区三站硐室，含有3台KBSGZY型移变（1000KVA移变1台台、630KVA移变1台,400KVA移变1台）采区三站硐室配电进线电源为中央变电所高压开关馈出九一盘区两个掘进面中，轨道巷掘进面从中央变电所10-10-01高压开关馈出，轨道巷掘进面使用660V电压等级电源供电、含有1个高爆开关、1个400KVA干式变压器、2台低压馈电开关。胶带巷掘进面配电点电源来自于IX1301采区三站硐室630KV移变，使用1140KV电压等级电源供电，至九一盘区胶带巷掘进面配电点。局部扇风机均实现“三专加三专”供电。二、输电线路统计一回线路：从东沟变电站—苇町煤业架空线路：LGJ50mm²架空线路—矿10KV配电室上下杆线路：MYJV42-3×50二回线路：苇町煤业2015年井上、下供电系统整定计算书第4页从东沟变电站—苇町煤业架空线路：LGJ95mm²架空线路—矿10KV配电室上下杆线路：MYJV42-3×50井下一回、井下二回入井两趟线路为MYJV42-3×35-10KV中央变电所—IX1301采区三站硐室：MYPTJ-3×35-10KV查表参数如下：架空线阻抗系数X＝0.38Ω/km高压电缆X=0.08Ω/KM三、短路电流和短路容量计算1、有关参数如下图：k1点、k2点、k3点、K4点、K5点的三相短路电流、两相短路电流和短路容量计算如下。如图所示。选择基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=10.5KV，基准电流Id=UdSd3=5.5KA，则各元件的相对基准电抗为：苇町煤业2015年井上、下供电系统整定计算书第5页（1）586线路各元件电抗标幺值①586线路系统电抗标幺值：因无法取得上级变电站变压器容量和有关参数，根据上级单位提供的电流速断定值1500A推算短路容量，随后计算电源电抗。短路容量S=1.732×1.5×10.5=27.3MVA供电系统电抗XS=Sd/S=100/27.3=3.66（取3.6）②上掌开闭所至苇町煤业架空线路、下杆线路电抗标幺值：X1=X1L(Sd/Ud²)=0.38×3×（10/10.5²）=1.034③架空线路至苇町煤业下杆电缆线路电抗标幺值：X1缆=X1L(Sd/Ud²)=0.08×0.2×（10/10.5²）=0.015④10KV配电室至中央变电所二回电缆线路电抗标幺值：X2=X2L(Sd/Ud²)=0.08×0.3×（10/10.5²）=0.022⑤中央变电所至IX1301采区三站硐室移变处标幺值：X3=X3L(Sd/Ud²)=0.08×0.8×（10/10.5²）=0.058(2)556线路各元件电抗标幺值:①586线路系统电抗标幺值：因无法取得上级变电站变压器容量和有关参数，根据上级单位提供的电流速断定值1500A推算短路容量，随后计算电源电抗。短路容量S=1.732×1.5×10.5=27.3MVA供电系统电抗XS=Sd/S=100/27.3=3.66（取3.6）②上掌开闭所至苇町煤业架空线路、下杆线路电抗标幺值：苇町煤业2015年井上、下供电系统整定计算书第6页X1=X1L(Sd/Ud²)=0.38×6×（10/10.5²）=2.052③架空线路至苇町煤业下杆电缆线路电抗标幺值：X1缆=X1L(Sd/Ud²)=0.08×0.2×（10/10.5²）=0.015④10KV配电室至中央变电所二回电缆线路电抗标幺值：X2=X2L(Sd/Ud²)=0.08×0.3×（10/10.5²）=0.0222、绘制短路计算电路图的等值电路图，并将各元件的电抗标么值按要求标准填在等值电路中（等值电路图）。（1）K1点的短路电流和短路容量计算K1点短路时短路回路的总电抗标么值为：X1Σ=3.6+1.049=4.649K1点的短路电流和短路容量计算如下：K1点的基准电流：dddUSI3=100310.5=5.498（KA）苇町煤业2015年井上、下供电系统整定计算书第7页三相短路电流：dddKdXIII1)1(K13I）（=649.4498.5=1.182（KA）两相短路电流：15.11)3(1-K2KII）（=15.1182.1=1.023（KA）三相短路容量:ddXSS11-K3）（=649.4100=21.51（MVA）（2）K2点的短路电流和短路容量计算K2点短路时短路回路的总电抗标么值为：X2Σ=3.6+1.049+0.022=4.671K2点的短路电流和短路容量计算如下：K2点的基准电流：dddUSI3=100310.5=5.498（KA）三相短路电流：K23）（I=671.4498.5=1.177（KA）两相短路电流：15.12)3(K22KII）（=15.1177.1=1.055（KA）三相短路容量:ddXSS2K23）（=671.4100=21.41（MVA）（3）K3点的短路电流和短路容量计算K3点短路时短路回路的总电抗标么值为：X3Σ=3.6+1.049+0.022+0.058=4.729K3点的短路电流和短路容量计算如下：K3点的基准电流：dddUSI3=100310.5=5.498（KA）三相短路电流：K33）（I=729.4498.5=1.16（KA）苇町煤业2015年井上、下供电系统整定计算书第8页两相短路电流：15.13)3(K32KII）（=15.116.1=1.01（KA）三相短路容量:ddXSS3K33）（=729.4100=21.14（MVA）（4）K4点的短路电流和短路容量计算K4点短路时短路回路的总电抗标么值为：X4Σ=3.6+2.052+0.015=5.667K4点的短路电流和短路容量计算如下：K4点的基准电流：dddUSI3=100310.5=5.498（KA）三相短路电流：K43）（I=667.5498.5=0.97（KA）两相短路电流：15.14)3(K42KII）（=15.197.0=0.84（KA）三相短路容量:ddXSS4K43）（=667.5100=17.65（MVA）（5）K5点的短路电流和短路容量计算K5点短路时短路回路的总电抗标么值为：X5Σ=3.6+2.052+0.015+0.022=5.689K5点的短路电流和短路容量计算如下：K5点的基准电流：dddUSI3=100310.5=5.498（KA）三相短路电流：K53）（I=689.5498.5=0.96（KA）两相短路电流：15.15)3(K52KII）（=15.148.2=0.83（KA）苇町煤业2015年井上、下供电系统整定计算书第9页三相短路容量:ddXSS5K53）（=689.5100=17.57（MVA）四、苇町煤业地面10KV配电室高压整定（1）二回进线586开关柜，电流互感器变比150/5负荷：井下1#移变1000KVA、井下3#移变400KVA、中央变电所2#变100KVA、地面1#变200KVA、地面2#变200KVA、主斜井1#变250KVA、主斜井2#变250KVA。∑P=1000+400+200+200+250+250+100=2400（KVA）过流值整定：eI=3PU=5.1032400=132AIop·k=IeKKKKirekxk···=1.2×1×132/(0.9×30)=5.9A（取6A-7A）公式中：Kk为可靠系数，数值取1.2-1.3；Kkx为接线系数，数值取1；Kre为返回系数，数值取0.9；Ki为电流互感器变比。因上级变电站提供保护延时时间选择过短，故我矿过流延时取0.25s，保证动作时限低于上级变电站。电流速断保护：Id·k=max3···direkxkIKKKK=1.2×1×1182/（0.9×30）=52.5A（取40A）公式中：I3dmax为线路三相最大短路电流；I2dmin为线路两相最小短路电流；苇町煤业2015年井上、下供电系统整定计算书第10页根据586线路高压开关柜I段速断保护能起的作用，速度值52.5A存在定值过高，所以电流速断整定值选取40A。校验:K=I2dmin/Ie=1023/126.5=8＞1.5（符合灵敏度要求）（2）一回进线556开关柜，电流互感器变比150/5负荷：中央变电所3#变400KVA、中央变电所4#变100KVA、地面3#变200KVA、地面4#变200KVA。（整定时考虑，当556线路单回路运行，除综采面不生产外，其他各处的用电。）∑P=200×4+400×2+100×2=1800（KVA）过流值整定：eI=3PU=5.1031800=99A（取100A）Iop·k=IeKKKKirekxk···=1.2×1×100/(0.9×30)=4.4A（取4.4A）公式中：Kk为可靠系数，数值取1.2-1.3；Kkx为接线系数，数值取1；Kre为返回系数，数值取0.9；Ki为电流互感器变比。因上级变电站提供保护延时时间选择过短，故我矿过流延时取0.25s，保证动作时限低于上级变电站。电流速断保护：Id·k=max3···direkxkIKKKK=1.2×1×970/（0.9×30）=43.1A（取35A）公式中：I3dmax为线路三相最大短路电流；苇町煤业2015年井上、下供电系统整定计算书第11页I2dmin为线路两相最小短路电流；根据556线路高压开关柜I段速断保护能起的作用，速断值43.1A存在定值过高，所以电流速断整定值选取35A。校验:K=I2dmin/Ie=840/100=8.4＞1.5（符合灵敏度要求）（3）井下二回509开关柜，电流互感器变比30/5负荷：井下1#移变1000KVA、井下3#移变400KVA、中央变电所1#变400KVA、中央变电所2#变100KVA。∑P=1000+400×2+100=1900（KVA）过流值整定：eI=3PU=5.1031900=104.5A（取105A）Iop·k=IeKKKKirekxk···=1.2×1×105/(0.9×6)=23A（