第一节短路电流的计算方法

第一章一般规定第一节短路电流的计算方法第一条选择短路保护装置的整定电流时,需计算两相短路电流值,可按公式(1)计算:UeI2d=2【√（∑R）2+（∑X）2】（1）∑R=R1/K2b+Rb+R2∑X=Xx+X1/K2b+Xb+X2式中I2d--------两相短路电流,A;∑R、∑X------短路回路内一相电阻、电抗值的总和Ω；Xx----根据三相短路容量计算的系统电抗值,见附录二表1,Ω;R1、X1-----高压电缆的电阻、电抗值,见附录二表2,Ω;Kb-----矿用变压器的变压比,若一次电压为60000V,二次电压为400、690、1200V时,变比依次为15、8.7、5;当一次电压为3000V,二次电压为400V时,变压比为7.5;Rb、Xb-----矿用变压器的电阻、电抗值,见附录六表19,Ω;R2、X2-----低压电缆的电阻、电抗值,见附录三表5,Ω;Ue-----变压器二次侧的额定电压,对于380V网路,Ue以400V计算;对于660V网路,Ue以690V计算;对于1140V网路,Ue以1200V计算;对于127V网路,Ue以133V计算。利用公式（1）计算两相短路电流时，不考虑短路电流周期分量的衰减，短路回路的接触电阻和电弧电阻也忽略不计。若需计算三相短路电流值，可按公式（2）计算：I3d=1.15I2d式中I3d-----三相短路电流,A。第二条两相短路电流还可以利用计算图（或表）查出。此时可根I3d变压器的容量、短路点至变压器的电缆换算长度，及系统电抗、高压电缆的折算长度，从附录一或附录四中查出。电缆的换算长度可根据电缆的截面、实际长度，从附录三表６中直接查到，也可以用公式（３）计算得出。LH=K1L1+K2L2+....+KnLn＋Lx＋KgLg（３）式中LH-----电缆总的换算长度,m;K1、K2….Kn-----换算系数,各种截面电缆的换算系数可从附录三表6中查得;L1、L2….Ln-----各段电缆的实际长度,m;Lx----系统电抗的换算长度,见附录二表3,m;Kg-----6kV电缆折算至低压侧的换算系数,见附录二表4,m;Lg-----6kV电缆的实际长度,m;电缆的换算长度，是根据阻抗相等的原则将不同截面和长度的高、低电缆换算到标准截面的长度，在380V、660V、1140V系统中，以50mm2作为标准截面，在127V系统中，以4mm2作为标准截面。短路电流值查表是根据下列参数作出的：变压器采用KSJ、KS9、KBSG(KSGB)、KBSGZY、KSG型变压器参数；电缆芯线电阻值选用芯线允许温度65℃时的电阻值；电缆芯线电阻值按0.081Ω/km计算；线路的接触电阻和电弧电阻均可忽略不计。第三条馈出线的电源端均需加设短路保护装置。低压电动机应具备短路、过负荷、单线断线的保护装置。第四条当干线上的开关不能同时保护分支线路时，则应在靠近分支点处另行加设短路保护装置。第五条各类短路保护装置均应按本细则进行计算、整定、校验，保证灵敏可靠，不准甩掉不用，并禁止使用不合格的短路保护装置。第二章电缆线路的短路保护第一节电磁式过电流继电器的整定第六条1200V及以下馈电开关过电流继电器的电流整定值，按下列规定选择。1、对保护电缆干线的装置按公式（4）选择：IZ≥IQe+KX∑Ie（4）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起动电流,对于有数台电动机同时起动的工作机械,若其总功率大于单台起动的容量最大的电动机功率时,IQe则为这几台同时起动的电动机的额定起动电流之和,A;∑Ie-----其余电动机的额定电流之和,A;KX-----需用系数,取0.5～1.2、对保护电缆支线的装置按公式(5)选择:IZ≥IQe(5)式中IZ、IQe的含义同公式(4)目前某些隔爆磁力起动器装有限流热继电器,其电磁元件按上述原则整定,其热元件按公式(7)整定.煤矿井下常用电动机的额定起动电流和额定电流可以从附录六表18中查出.如表18中无数据,可以从电动机的铭牌或技术资料中查出其额定电流,并计算出电动机的额定起动电流近似值.对鼠笼电动机,其近似值可用额定电流乘以6;对绕线型电动机,其近似值可用额定电流乘以1.5;当选择起动电阻不精确时,起动电流可能大于计算值,在此情况下,整定值也要相应增大,但不能超过额定电流的2.5倍.在起动电动机时,如继电器动作,则应变更起动电阻,以降低起动电流值.对于某些大容量采掘机械设备,由于位处低压电网末端,且功率较大,起动时电压损失较大,其实际起动电流要大大低于额定起动电流,若能测出其实际起动电流时,则公式(4)和(5)中IQe应以实际起动电流计算.第七条按第6条规定选择出来的整定值,还应用两相短路电流值进行校验,应符合公式(6)的要求:I2d／IZ≥1.5(6)式中I2d----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;IZ----过电流保护装置的电流整定值,A;1.5---保护装置的可靠动作系数.若线路上串联两台及以上开关时(其间无分支线路),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,校验的灵敏度应满足1.2～1.5的要求,以保证双重保护的可靠性.若经校验,两相短路电流不能满足公式(6)时,可采取以下措施:1.加大干线或支线电缆截面.2.设法减少低压电缆线路的长度.3.采用相敏保护器或软起动等新技术提高灵敏度.4.换用大容量变压器或采取变压器并联.5.增设分段保护开关.6.采用移动变电站或移动变压器.第二节电子保护器的电流整定第八条馈电开关中电子保护器的短路保护整定原则,按第6条的有关要求进行整定,按第7条原则校验,其整定范围为(3～10)Ie;其过载长延时保护电流整定值按实际负载电流值整定,其整定范围为(0.4～1)Ie.Ie为馈电开关额定电流.第九条电磁起动器中电子保护器的过流整定值,按公式(7)选择:IZ≤Ie(7)式中IZ----电子保护器的过流整定值,取电动机额定电流近似值,A;Ie----电动机的额定电流,A.当运行中电流超过IZ值时,即视为过载,电子保护器延时动作;当运行中电流达到IZ值的8倍及以上时,即视为短路,电子保护器瞬时动作.第十条按第9条规定选择出来的整定值,也应以两相短路电流值进行校验,应符合公式(8)的要求:I2d／8IZ≥1.2(8)式中I2d----含义同公式(6);IZ----含义同公式(7);8IZ----电子保护器短路保护动作值;1.2----保护装置的可靠协作系数,如不能满足公式(8)应采取第7条规定的有关措施.第三节熔断器熔体额定电流的选择第十一条1200V及以下的电网中,熔体额定电流可按下列规定选择.1.对保护电缆干线的装置,按公式(9)选择:IR≈IQe/(1.8～2.5)+∑Ie(9)式中IR----熔体额定电流,A;IQe、∑Ie----含义同公式(4)1.8～2.5----当容量最大的电动机起动时,保证熔体不熔化系数,对于不经常起动和轻载起动的可取2.5;对于频繁起动和带负载起动的可取1.8～2.如果电动机起动时电压损失较大,则起动电流比额定起动电流小得多,其所取的不熔化系数比上述数值可略大一些,但不能将熔体的额定电流取的太小,以免在正常工作中由于起动电流过大而烧坏熔体,导致单相运转.2.对保护电缆支线的装置按公式(10)选择:IR≈IQe/(1.8～2.5)(10)式中IR、IQe及系数1.8～2.5的含义和采用数值同公式(9).3.对保护照明负荷的装置,按公式(11)选择:IR≈Ie(11)式中Ie----照明负荷的额定电流,A.选用熔体的额定电流应接近于计算值.低压隔爆开关中熔断器及熔体规格可从附录六表20中查到.第十二条选用的熔体,应按公式()I2d/IR≥4～7(12)式中I2d-----含义同式（6）4～7-----为保证熔体及时熔断的系数，当电压为1140V、660V、380V，熔体额定电流为100A及以下时，系数取7；电流为125A时，系数取6.4；电流为200A时，系数取4；当电压为127V时，不论熔体额定电流大小，系数一律取4.第三章变压器的保护第十三条动力变压器在低压侧发生两相短路时,采用高压配电装置中的过电流保护装置来保护,对于电磁式保护装置,其一次电流整定值IZ按公式(13)选择:IZ≥【(1.2～1.4)/Kb】【(IQe+KX∑Ie)】(13)式中Kb----变压器的变压比;1.2～1.4----可靠系数;IQe、Ie、KX----含义同公式(4);对于电子式高压综合保护器,按电流互感器二次额定电流值(5A)的1、2、3、4、5、6、7、8、9倍分级整定,其整定值按公式(14)选择:n≥(IQe+KX∑Ie)/KbIge(14)式中n----互感器二次额定电流(5A)的倍数;Ige----高压配电装置额定电流,A;过电流保护装置的整定值,应取其最接近于计算的数值.对各种容量的变压器,其整定值不应超过附录六表22所列数值.对Y/Y接线和Y/△接线变压器,按公式(13)计算出的整定值还应按公式(15)校验[附录6表22中的第二行所列的数值是分别按公式(15a)和公式(15b)求得的].I2d/KbIZ≥1.5(15a)【I2d/(√3)KbIZ】≥1.5(15b)式中I2d----变压器低压侧两相短路电流,A;IZ----高压配电装置过电流保护装置的电流整定值,A;Kb----变压器的变压比;√3----Y/△接线变压器的二次侧两相短路电流折算到一次侧时的系数.1.5----保证过电流保护装置可靠动作的系数.第十四条动力变压器的过负荷保护反映变压器正常运行时的过载情况.通常为三相对称,一般经一定延时作用于信号,高压配电装置中保护装置整定原则如下:1.电子式过流反时限继电保护装置,按变压器额定电流整定.2.电磁式动作时间为10～15s,起动电流按躲过变压器的额定电流来整定:IZ=KIeb/Kf(16)式中IZ----含义同前;K----可靠系数,取1.05;Kf----返回系数,一般取0.85;Ieb----变压器额定电流.第十五条高压配电装置的额定电流值的选择,除应考虑其实际可能的最大负载电流外,还应从其遮断能力出发,以其出口端处可能发生的三相短路电流来校验,必须选择既能承担长期的实际最大负载电流,又能安全可靠地切断其出口处的三相直接短路的最大短路.电流配电装置出口处的三相短路电流值,应经计算确定,当缺乏计算数据时,可按配电装置短路容量来确定短路电流值,见附录五.计算出来的短路电流值,是否超过在某额定电流下所允许的短路电流值,可按附录六表23中所规定的数值进行校验.为了提高保护性能,最好能算出实际的短路电流值,实际短路电流值,一般比用最大允许的短路容量(50或100MVA)所计算出来的数值要小.第十六条照明、信号综合保护装置和煤电钻综合保护装置中变压器的一次侧用熔断器保护时,其熔体的额定电流选择如下:1.对保护照明综保变压器按公式(17)选择:IR≈【(1.2～1.4)/Kb】Ie(17)式中IR----熔体额定电流,A;Ie----照明负荷的额定电流,A;Kb----变压比,当电压为380/133(230)V时,Kb为2.86(1.65);当电压为660/133(230)V时,Kb为4.96(2.86);当电压为1140/133(230)V时,Kb为8.57(4.96).2.对保护电钻综保变压器按公式(18)选择:IR≈【(1.2～1.4)/Kb】【(IQe/1.8～2.5)+∑Ie】(18)式中IQe----容量最大的电钻电动机的额定起动电流,A;∑Ie----其余电钻电动机的额定电流之和,A;Kb----含义同公式(17).所选用的熔体额定电流应接近于计算值,并按公式(19)或附录六表24进行校验:【I2d/(√3)KbIZ】≥4(19)式中I2d----变压器低压侧两相短路电流,A;Kb----变压比;√3----Y/△接线变压器的二次侧两相短路电流折算到一次侧时的系数.当△/△接线时此系数取1.