矿井维修电工技师培训5_免费下载

1,矿井维修电工技师培训班大家好！,2,第二部分 技师技能要求,第五章 基础计算 第一节供电基础计算 第二节煤矿井下低压电网短路保护整定,3,第一节 供电基础计算一、煤矿供电系统短路电流的计算煤矿供电系统常发生的是三相短路、两相短路，对于计算无限大电网的短路电流，主变压器的系统阻抗可以忽略不计。三相短路电流计算公式：,I,两相短路电流计算公式：,I,式中 分别为三相、两相短路电流，A或kA；,4,U变压器二次侧的线电压，V或kV，一般取标准电压，比系统的额定电压高5%，6kV取6.3kV，0.66kV取0.69kV，0.38V取0.40kV； R、 短路点以前的总电阻和总电抗，均已折算到短路点所在处的电压等级，。对于高压供电系统，因回路中各元件的电抗占主要成分，电阻可忽略不计，则三相短路电流和两相短路电流的计算公式变为,二、高压电动机的过流保护的计算及整定1、电流速断保护异步电动机应躲过启动电流，保护装置动作电流为Iz=KkKc,5,式中 KK可靠系数；采用GL型继电器取1.6-1.8，DL型取1.4-1.6；KC接线系数；接在相上为1，接相差上为 ；K i电流互感器变比；Ist电动机启动电流。同步电动机按下述两条件计算，取其较大者； （1）应躲过启动电流。（2）应躲过外部短路时输出的电流。,Iz=KKKC,式中 系统中外部三相短路时，电动机的反馈电流。灵敏度校验：Km= 2式中I 系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流。,6,2、过载保护（1）过载保护动作电流：Iz=KkKc式中 KK可靠系数，动作于信号取1.1，动作跳闸取1.2-1.4； Kf返回系数，取0.85； KC接线系数，接相上为1，接相差上为 ；IN电动机额定电流。2）动作时限应躲过启动时间：ts tst式中 tst电动机实际启动时间。,7,三、变压器电流保护的整定计算1、电流速断应按躲过变压器二次三相短路电流计算保护动作电流。IZ=KKKC式中 KK可靠系数，采用DL型取1.2，采用GL型取1.4； KC接线系数，接相上为1，相差上为 ； 变压器二次最大相短路电流； Ki电流互感器变比。,8,2、过电流保护1）动作电流 IZ=KKKC式中 KK可靠系数，取2-3；Ii变压器一次额定电流，A；Kf返回系数，取0.85。2）灵敏度校验（1）多相短路灵敏系数：速断保护灵敏系数：Km= 2过流保护的灵敏系数： Km= 1.5,9,(2)单相短路灵敏系数：Km= 1.5式中 I变压器一次最小两相短路电流； I变压器二次最小两相短路电流； 变压器二次最小单相短路电流； Ki变压器一次电流互感器变比； KU变压器变压比； Kmx单相短路的相对灵敏系数；对继电器接在相差上Kmx=0，对继电器接在相上Kmx=0.5，对继电器接在相和上Kmx=1.0。,10,四、高低压电缆截面选择计算1、高压电缆高压电缆的截面一般按两种方法选择。（1）按持续允许电流：KIP Ia式中 IP电缆允许载流量，A； K环境温度校正系数，250C时为1； Ia通过电缆的最大持续工作电流，A。（2）按经济电流密度：S=式中 S电缆截面，mm2； IN电缆的持续工作电流，A； J经济电流密度，A/mm2。J的取值决定于电缆的年运行小时，一般年运行小时在3000-5000h，J值对铜芯电缆取2.25，对铝芯电缆取1.73。若年运行小时小于3000h，J分别取2.5和1.93。若大于5000h，J分别取2.0和1.53。,11,2、低压电缆电缆工作时的负荷电流应小于电缆所允许的持续电流，所选电缆应保证距离最远，容量最大的采掘设备地重载启动时的端电压不低于额定电压的75%。电动机正常运行时的端电压不得低于额定电压的95%。这些因素是电缆截面选择时必须满足的基本要求。1）按持续允许电流选择截面KIP Ia式中 IP电缆允许载流量，A； K环境温度校正系数，250C时为1； Is用电设备持续工作电流，A。用电设备持续工作电流的计算方法是：向两台以下电动机供电的电缆，以电动机的额定电流之和计算；向三台及以上电动机供电的电缆，则须先用需用系数算出计算功率，再求出额定电流之和。,12,（1）先算出计算功率：P=KxPN式中 P干线电缆所供负荷计算功率，kW； KX需用系数； PN干线电缆所供电动机额定功率之和，kW。（2）计算出干线电缆所通过的工作电流：I=式中 I干线电缆所通过的工作电流，A； P干线电缆所供负荷的计算功率，kW； UN电网额定电压，V；Cos 平均功率因数。,13,2）按允许电压损失选择电缆截面在低压供电系统中，根据电动机工作时的端电压不低于额定电95%的原则，可求出各种额定电压等级时的允许电压损失：额定电压为380V时，UY=（400-38095%）V=39V。额定电压为660V时，UY=（690-66095%）V=63V。额定电压为1140V时，UY=（1140-114095%）V=117V。400V、690V、1200V分别为380V、660V和1140V系统变压器的空载电压值。满足允许电压损失的最小截面用下式求得式中 Smin电缆最小计算截面，mm2; 电阻率，铜材为0.0175，铝材为0.0283，mm2/m； L电缆的实际长度，m； UY允许电压损失，V； UN电网的额定电压，V。,Smin=,14,一、 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（1）选择：IZIQe+KXIe （1）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。,第二节 煤矿井下低压电网短路保护整定,15,2、对保护电缆支线的装置按公式（2）选择：IZIQe （2）式中 IZ、IQ的含义同公式（1）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（3）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（1）和（2）中IQe应以实际起动电流计算。,16,2、 按1、2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（3）的要求： 1.5 (3)式中 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，以保护双重保护的可靠性。若经校验，两相短路电流不能满足公式（3）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。,17,二、电子保护器的电流整定1、馈电开关中电子保护的短路保护整定原则，按1、2项中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）IC；其过载长延时保护电流整定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。2、电磁起动器中电子保护器的过流整定值，按公式（4）选择： IZ Ie （4）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。,18,3、按2项中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（5）的要求： 1.2 （5）式中 含义同公式（5）； Ie含义同公式（4）； 8IZ电子保护器短路保护动作值；1.2保护装置的可靠动作系数，如不能满足公式（5）应采取第十条规定的有关措施。,19,三、熔断器熔体额定电流的选择1、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（6）选择：IR （6） 式中 IR熔体额定电流，A；IQe+、Ie含义同公式（1）；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。,20,（2）对保护电缆支线的装置按公式（7）选择：IR （7）式中 IQe、IR及系数1.8-2.5的含义和采用数值同公式（6）。（3）对保护照明负荷的装置，按公式 （8）选择：IRIe （8）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查到。,21,2、 选用的熔体，应按公式（9）进行校验： 4-7 （9）式中 I 含义同公式（3）；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160A时系数取5；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。,22,四、变压器的保护1、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（10）选择：IZ （IQe+KXIe） (10)式中 Kb变压器的变压比； 1.2-1.4可靠系数；IQe、KX、Ie含义同公式（1）。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（11）选择：n （11）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。,23,过电流保护装置的整定值，应取其最接近于计算的数值。对Y/Y接线和Y/接线变压器，按公式（10）计算出的整定值还应按公式（12）校验。 1.5 (12a) 1.5 (12b)式中 I 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； 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。,24,2、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= （13）式中 Iz含义同前； K可靠系数，取1.05； Kf返回系数，一般为0.85； I 变压器额定电流。,25,3、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。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值，可按规定的数值进行校验。为了提高保护性能，最好能算出实际短路电流值。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。,26,4、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（14）选择：IR （14）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66