低防开关整定计算

煤矿井下高低压开关整定值计算与分析摘要：本文旨在研究煤矿井下高低压开关的整定值计算和分析。

首先，本文阐述了高低压开关的整定值计算的相关理论基础和方法，然后本文提出了通过实验测试得到的井下高低压开关整定值计算以及分析的具体步骤和结果，并在此基础上对计算结果进行分析。

最后，本文对井下高低压开关整定值计算及其相关分析结果进行了总结。

关键词：煤矿井下，高低压开关，整定值计算，实验分析正文：煤矿井下安全重要的一环是高低压开关，它通过检测和控制井下的电气信号来改善安全状况。

因此，正确的计算和分析井下高低压开关的整定值是十分必要的。

本文旨在研究煤矿井下高低压开关的整定值计算和分析。

首先，本文详细介绍了高低压开关的整定值计算的相关理论基础，以及基于电压和电流测量仪的高低压开关整定值计算方法。

然后，本文给出了通过实验测试检测和分析井下高低压开关整定值计算的具体步骤和结果，包括多个实验点的电压测量值、高低压开关的合格定值、以及给定的高低压开关整定值计算结果。

随后，本文对整定值计算结果以及相关分析结果进行了详细的分析，讨论了电压测量值和高低压开关整定值之间的关系，以及整定值误差和不符合率的影响因素。

最后，本文对井下高低压开关整定值计算及其相关分析结果进行了总结，为煤矿井下安全工作提供参考和指导意义。

在本文的研究中，我们还提出了一种基于多个实验测试点的高低压开关整定值计算和分析方法。

此方法可以有效地检测和评估单个高低压开关整定值计算和整个系统的整定值情况。

首先，通过多个实验测量点，采集相应的电压测量值；然后，根据所得测量值，计算并确定对应的高低压开关整定值；最后，对高低压开关整定值情况进行分析，检测整定值的准确度和合理性，确保整个系统的安全性。

此外，我们还详细讨论了电压测量值和高低压开关整定值之间的差异以及整定值误差或不符合率可能引起的影响因素。

我们发现，由于受电压测量精度和实验条件的影响，实际测量出的电压值与理论计算结果有较大的偏差，这将导致整定值的误差或不符合率超出规定的标准值，从而影响井下系统的安全性。

煤矿电工基础知识1、三相交流电：由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120 °角的交流电路组成的电力系统，叫三相交流电。

交流电的三要素是什麽？最大值，周期（或频率），初相位，相序：就是相位的顺序，是交流电的瞬时值从负值向正值变化经过零值的依次顺序。

变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。

相电压----三相输电线（火线）与中性线间的电压叫相电压。

20、线电压----三相输电线各线（火线）间的电压叫线电压，线电压的大小为相电压的1.73倍。

21、相量----在电工学中，用以表示正弦量大小和相位的矢量叫相量，也叫做向量。

22、磁通----磁感应强度与垂直于磁场方向的面积的乘积叫做磁通，以字母φ表示，单位为麦克斯韦变压器就是利用交变电磁场来实现不同电压等级转换的设备（实际上是电能的转换），其变换前后的电压不发生频率上的变化。

按照其用途可以分很多种，如电力变压器、整流变压器、调压器、隔离变压器，以及CT、PT等。

我们在工程现场经常遇到的是电力变压器。

在变压器运行中出现不对称现象，其主要原因有三：（1）由于三相负载不等而形成不对称运行，这主要是因为变压器带有大功率的单相负载，如炼钢炉、电机车、电焊变压器等。

（2）由三台单相变压器组成的三相变压器组，当其中一台损坏而用不同短路阻抗和变比的单相变压代替时，将造成电流、电压的不对称。

（3）由于某种原因使变压器两相运行而造成不对称运行，此种不对称运行将使变压器容量降低。

变压器发生不对称运行时，不仅变压器受损，而且因电流、电压的不对称，使用户的用电受到影响。

与变压器相关的一些主要的技术参数包括：1、额定容量：指额定工作条件下变压器的额定输出能力（等于U×I，单位为kVA）；2、额定电压：空载、额定分接下，端电压的值（即一次、二次侧电压值）；3、空载损耗：空载条件下，变压器的损耗（也叫铁耗）；4、空载电流：空载条件下，一次侧线圈流过的电流值；5、短路损耗：一次侧通额定电流，二次短路时所产生的损耗（主要是线圈电阻产生的）；变压器的运行温度与温升范围有那些规定？变压器绕组的极限工作温度为105℃（周围空气温度最高40℃时）；变压器上层油温最高不超过95℃；控制上层油温不应超过85℃。

Ф） Pe：额定功率（W） Ue：额定电压（690V） cosФ：功率因数（一般取0.8）注：BKD1-400 型低防开关过流整定范围（40-400A） BKD16-400 型低防开关过流整定范围（0-400A）二、短路保护（一）、BKD16-400 型 1、整定原则：分开关短路保护整定值选取时应小于被保护线路末端两相短路电流值，略大于或等于被保护设备所带负荷中最大负荷的起动电流加其它设备额定电流之和，取值时应为过流值的整数倍，可调范围为3-10Ie。

总开关短路保护整定值应小于依据变压器二次侧阻抗值算出的两相短路电流值，大于任意一台分开关的短路定值。

选取时依据情况取依据变压器二次侧阻抗值算出的两相短路电流值0.2－0.4 倍，可调范围为3-10Ie。

2、计算原则：被保护线路末端两相短路电流计算时，阻抗值从变压器低压侧算起，加上被保护线路全长的阻抗（总开关计算被保护线路的阻抗时，电缆阻抗忽略不计，只考虑变压器二次侧阻抗值）。

被保护设备所带负荷中的最大负荷的启动电流按该设备额定电流的5－7 倍计算。

3、计算公式：（1）变压器阻抗：Z b （6000） =U d %×Ue 2 /Se U d %：变压器阻抗电压 Ue ：变压器额定电压（6000V） Se：变压器容量（VA）（2）换算低压侧（690V）后的阻抗 Z b （690） =（690/6000）2 ×Z b （6000）（3）被保护线路的阻抗电抗：X L =X O L（X O 千伏以下的电缆单位长度的电抗值：0.06 欧姆/千米；L：线路长度km）电阻：R L =L/DS ＋R h L：线路长度（米） S：导线截面积（毫米 2 ） D：电导率（米/欧*毫米 2 ，铜芯软电缆按65 o C 时考虑取42.5，铜芯铠装电缆按65 o C 时考虑取48.6） R h ：短路点电弧电阻，取0.01 欧电缆的阻抗Z L ＝ 2 2 RL XL ?8?0 所以总阻抗Z 总＝Zb （690）＋Z L （4）两相短路电流计算 I 短＝Ue （690）/2Z 总（二）BKD1-400 型 1、整定原则：分开关近短保护整定值选取时应略小于被保护线路末端两相短路电流值，可调范围为 400－4000A。

2018年第7期2018年7月0引言煤矿井下供电关系到井下安全生产，由于井下环境恶劣，井下供电的设备容易发生故障，如过负荷、漏电、短路等问题，因此对于井下供电关键设备，例如高压隔爆开关、低压馈电开关、电磁启动器、电缆等加强管理和维护是非常必要的。

根据中国煤矿安全相关的安全规程中的规定，在井下开关设备上必须安装过负荷、漏电保护、短路防护等设施。

但这些设施目前缺少开关整定值的统一标准，矿井对于整定值的计算也不够重视，因此常常出现由于整定值设置不当造成的保护拒动或误动的情况，对矿井的安全生产极为不利。

1电流保护电流保护包括过负荷保护和速断保护两个类型，需进行合理的整定值计算，方能判断出电压等级及每千瓦负荷中电流的大小。

不同等级每千瓦额定电流值表见表1。

表1不同等级每千瓦额定电流值表1.1电力系统中的速断保护装置对于电力系统，速断保护分为限时电流速断和电流速断。

前者作为后备保护，能对于线路末端的短路故障进行电流整定，并采取过保护措施；后者按照线路末端发生短路的整定值，进行短路电流整定，还能作为相敏保护定值进行馈电开关的保护，计算出保护定值[1]。

对于馈电开关和高压开关进行速断整定保护，根据煤矿供电线路较短的特点，以稍大于负荷的最大启动电流为目的作为煤矿速断保护的工作准则，而对于变压器来说，采用稍大于启动励磁涌流进行整定值计算。

速断保护的系数计算：I=K (nP max +p 1+p 2+…+P n )，(1)式(1)中，I 为速断保护电流，A ；K 为每千瓦额定电流，A ；n 为循环电流次数；P max 为最大启动负荷，kW ；p 1，p 2，…，P n 为每次启动负荷，kW 。

低压馈电开关速断整定方式和高压隔爆开关的整定方式是一致的。

整定值设置为不延时，一旦发生电流超过整定值的情况，就会跳闸。

对于灵敏度的计算，需进行最远端两相短路电流值及速断整定值的计算，参照电力系统相关规定，最远端两相短路电流值的计算过程，要考虑电缆截面、供电距离、电压等级、变压器容量等[2]。

矿用真空馈电开关电流整定1、低防开关型号：变电所内1－4＃低防开关为BKD1-400（BKD16-400）型。

掘进迎头5＃总开关为BQD-200，6－8＃开关为BQD-80型2、电缆L规格型号、长度为：U－1000 3×50+1×16mm2，L＝450米。

3、3＃开关所带负荷为100KW，4＃开关所带负荷为90KW。

计算步骤变电所内低防开关为BKD1－400型一、2＃分开关保护整定计算步骤：（一）、过流保护整定计算：2＃分开关所带负荷总功率Pe：55＋22＋5.5＝82.5KW Ie=Pe/（Ue cosФ）＝82.5/（1.732×0.69×0.8）＝86.3A 取过电流保护整定值为：I＝95A。

（二）、短路保护整定计算：1、干变的阻抗：Zb（6000）=Ud%×Ue2/Se＝4.22％×60002/500000＝3.038欧换算低压侧（690V）后的阻抗Zb（690）=（690/6000）2×Zb（6000）=0.0132×3.038=0.04欧2、U-1000 3×50mm2电缆的电抗、电阻和阻抗：（1）、电抗：XL=XOL＝0.06×0.45＝0.027欧（2）、电阻：RL=L/DS＋Rh＝450/（42.5×50）＋0.01＝0.222欧（3）、电缆的阻抗：ZL＝＝0.224欧3、近短保护：（1）、至被保护线路末端的总阻抗为：Z总＝Zb（690）＋ZL＝0.04＋0.224＝0.264欧（2）、被保护线路末端两相短路电流值为：I短＝Ue（690）/2Z总＝690/（2×0.264）＝1307A 近短保护定值可取：I近短＝1000A灵敏度校验：I短/ I近短=1307/1000=1.3≥1.2，满足灵敏度要求。

4、远短保护：（1）、55KW绞车的额定电流为：Ie1= Pe1/（Ue cosФ）＝55/（1.732×0.69×0.8）＝57.5A （2）、22KW排沙泵的额定电流为：Ie2= Pe2/（Ue cosФ）＝22/（1.732×0.69×0.8）＝23A （3）、5.5KW喷浆机的额定电流为：Ie3= Pe3/（Ue cosФ）＝5.5/（1.732×0.69×0.8）＝5.8A （4）、I总＝7Ie1＋Ie2＋Ie3＝7×57.5＋23＋5.8＝431.3A 远短保护定值可取：I远短＝600A灵敏度校验：I短/ I远短=1307/600=2.1≥1.5，满足灵敏度要求。

低压供电系统整定计算一、转载仓变电所1、1#总开关，其最大负荷为75KW,总负荷为322.4KW。

所以：Idz≥I Qe+KxΣIe=75*1.15*6+322.4*1.15=517.5+284.5=800A Iz≥Ig=ΣPe/1.732*0.69=322.4/1.732*0.69=270A，取280A2、2#开关，供主上仓及定量皮带，其最大负荷为75KW,总负荷为314.4KW。

所以：Idz≥I Qe+KxΣIe=75*1.15*6+239.4*1.15=517.5+275.31=790AIz≥Ig=ΣPe/1.732*0.69=314.4/1.732*0.69=263, 取270A3、3#开关，供11防跑车。

最大负荷为4KW,总负荷为8KW。

所以：Idz≥I Qe+KxΣIe=4*1.15*6+4*1.15=30AIz≥Ig=ΣPe*1.15=8*1.15=10A4、4#开关，供清水泵房，其最大负荷为132KW,总负荷为132KW。

所以：Idz≥I Qe+KxΣIe=132*1.15*6=910AIz≥Ig=ΣPe*1.15=132*1.15=152A ，取160A5、5#开关，供22瓦斯泵站及西大巷给煤机，其最大负荷为90KW,总负荷为135KW。

所以：Idz≥I Qe+KxΣIe=90*1.15*6+45*1.15=621+51.75=670A Iz≥Ig=ΣPe*1.15=135*1.15=150A6、6#开关，总开关，其最大负荷为132KW,总负荷为267KW。

所以：Idz≥I Qe+KxΣIe=132*1.15*6+135*1.15=910+155.25=1065A Iz≥Ig=ΣPe*1.15=267*1.15=300A7、10#总开关，其最大负荷为75KW,总负荷为230KW，所以：Idz≥I Qe+KxΣIe=75*1.15*6+155*1.15=517.5+178=695A Iz≥Ig=ΣPe*1.15=230*1.15=265A ,取270A8、11#开关，供11上山皮带，其最大负荷为40KW,总负荷为80KW。

采区供电设计之采区高、低压电网保护整定计算对保护的整定计算必须满足四方面要求：选择性、可靠性、迅速性、灵敏性。

选择性：当线路故障时，只切断故障部分线路，并不越级跳闸。

可靠性：保护装置不应出现误动或拒动。

迅速性：当保护范围内出现故障时，保护装置应迅速切断被保护线路。

灵敏性：当保护范围内发生最小短路电流时，保护装置应可靠动作。

灵敏性高低是以灵敏度来衡量，其意义是指被保护范围内发生的最小短路电流与整定值的比值，数值越大灵敏性越高。

如采区低压电网用熔断器保护时，当熔件额定电流在100A以上时取4，100A及以下时取7；对电磁式过流继电器取1.5。

一、高压电网保护整定(变压器一次侧高爆开关)1、过载保护：作为变压器外部短路及内部故障时的后备保护，动作电流应躲开变压器最大工作电流来整定。

其高压侧动作电流按下式计算：Idz=KkKjIgmax/ KB Kf nL= KkKj(Iq+∑Ie)/ KB Kf nL式中：Kk 可靠系数，取1.2～1.4;Kj 接线系数，取1；KB 变压器变比，6000/400=15，6000/690=8.7；Igmax 最大工作电流，Igmax=(Iq+∑Ie)；Kf 返回系数，取0.9；如是DL型取0.85，GL型取0.8；nL 电流互感器变比Iq 功率最大一台设备(或同时起动的几台设备)的起动电流；∑Ie 除功率最大一台设备(或同时起动的几台设备)外的所有设备额定电流之和。

灵敏度按变压器低压侧最小两相短路电流校验，应大于1.5，时间延时0.5秒。

灵敏度校验：①对Y/Y接线变压器按下式校验：Klm=Idmin(2)/ KB nL IdZ≥1.5②对Y/Δ接线变压器按下式校验：Klm=Idmin(2)/√3 KB nL IdZ≥1.5式中：Idmin(2) 变压器二次侧最小两相短路电流。

2、短路保护：按过载保护整定值的3～8倍整定。

二、低压电网保护整定㈠熔断器熔体的选择1、保护单台鼠笼电机，按躲过起动电流计算IRe≈IQe/1.8～2.5式中：IRe 熔体的额定电流，安；IQe 鼠笼电机起动电流，一般为额定电流的5～7倍；1.8～2.5 保证熔体不熔化的系数，起动时间小于10秒者取2.5，大于10秒者取1.8～2。

大刘煤矿高低压配电装置整定计算整定人：审核人：机电副总：机电矿长：目录一、地面变电所 (3)1、系统概况 (3)2、短路电流和短路容量计算 (3)3、开关整定计算原则 (6)4、高压开关整定计算、校验 (7)二、井下变电所 (11)1、系统概况 (11)2、短路电流和短路容量计算 (12)3、开关整定计算原则 (12)三、井下低压系统整定计算校验 (14)一、地面变电所1、系统概况1)、供电系统简介大刘煤矿供电系统来自35KV变电所（义刘线和西刘线）。

下井高压电缆为MYJV42-3*95 500米下有变压器6台，五台KBSG-315/6/0.66,一台KBSGZY-315/6/0.69 。

井下配电所采用双回路供电分列运行供电方式。

2)、嵩基煤业供电资料（1）、经经电业局提供徐庄变电站10KV侧标么值为：最大运行运行方式下：0.924 最小运行方式下：1.43 （2）、线路参数徐庄变电站到嵩基变电所线路型号LGJ-70/10，长度4.8Km，下杆为MYJV22-70/10,长度200米电抗、阻抗查表得；10KV架空线电阻、电抗：Xg=0.08×4.8=0.36ΩRg=0.3×4.8=1.44Ω10KV铠装电缆电阻、电抗：Xg=0.08×0.2=0.016ΩRg=0.506×0.2=0.1012Ω2、短路电流和短路容量计算（1）绘制电路图并计算各元件的相对基准电抗。

702电缆200m 702LGJ4800m702电缆618m徐庄变电站上下杆电缆架空线入井电缆S9-500/10/0.4S9-500/10/0.4S9-100/10/6选择基准容量Sd=100MVA基准电压Ud=10.5KV基准电流Id=Sd/√3Ud=100÷(1.732×10.5)=5.4987KA上级变压器电抗标么值X﹡b0=1.7745 上一级徐庄站提供上下杆电缆电抗标么值X﹡1= X0L(S j/U2p1)=0.06×(100÷10.5²)=0.0544架空线电抗标么值X﹡2= X0L（S j/Ud²）=0.36×（100÷10.5²）=0.3265从地面变电所入井井下配电所电缆电抗标么值：L=300mX﹡3= X0L（Sd/Ud²）=0.016×0.3×（100÷10.5²）=0.0435 从中央变电所到采区变电所电缆电抗标幺值：L=318mX﹡4= X0L（Sd/Ud²）=0.016×0.318×（100÷10.5²）=0.0046 地面变电所S9-500KVA变压器电抗值查表得：R b1=0.0204 X b1=0.128地面变电所S9-100KVA变压器电抗值查表得：R b1= 0.0233 X b1=0.0597X0--电抗系数L--电缆长度KmSd--基准容量Ud--基准电压（2）绘制等效电路图0 1.774510.8705K-1K-20 1.77450 1.774510.870520.1246K-30 1.774511.965240.1280 1.774511.965250.0597K-5K-630.0046K-4（3）计算短路电流和短路容量徐庄变电站k-1点的短路电流和短路容量计算三相短路电流：Id(³)k-1=Id/X b1∑d =5.4987÷1.7745=3.099KA 两相短路电流：Id(²)k-1=3.099÷1.15=2.695KA 三相短路容量: ∑=dd X S S 11-K 3）（=100/1.7745=56.35（MVA ）徐庄变电站到嵩基地面变电所K-2点的短路电流和短路容量计算三相短路电流：Id(³)k-2=Id/X 1∑d =5.4987÷2.645=2.078 KA 总阻抗标么值： X 2∑d =1.7745＋0.8705 =2.645 两相短路电流：Id(²)k-2=2.078÷1.15=1.8077KA 三相短路容量: ∑=dd X S S 11-K 3）（=100/2.645=37.807（MVA ）嵩基地面变电所到井下中央配电所K-3点的短路电流和短路容量计算三相短路电流：Id(³)k-3=Id/X 1∑d =2.078÷2.7696=0.75KA 总阻抗标么值： X 3∑d =1.7745＋0.8705＋0.1246=2.7696 两相短路电流：Id(²)k-3=0.75÷1.15=0.652KA 三相短路容量: ∑=dd X S S 11-K 3）（=100/2.7696=36.106（MVA ）井下中央变电所到井下采区变电所K-4点的短路电流和短路容量计算三相短路电流：Id(³)k-3=Id/X 1∑d =2.078÷2.8156 =0.738KA 总阻抗标么值： X 3∑d =1.7745＋0.8705＋0.1246+0.0046=2.8156 两相短路电流：Id(²)k-3=0.738÷1.15=0.642KA三相短路容量: ∑=dd X S S 11-K 3）（=100/2.815 6=35.52（MVA ）嵩基地面500KVA,K-5点的短路电流和短路容量计算 三相短路电流：Id(³)k-4=Id/X 1∑d =2.078÷4.5475=0.457 KA 总阻抗标么值： X 4∑d =1.7745+2.645+0.128+8=4.5475 两相短路电流：Id(²)k-4=0.457÷1.15=0.397 KA 三相短路容量: ∑=dd X S S 11-K 3）（=100/4.5475=21.99（MVA ））3、 开关整定计算原则高压整定计算公式： 1、过流计算：I op.k =K rel K jx2、保护装置的灵敏度系数公式：K sen =3、电流速断保护：I op 。

煤业井下高低压开关电流整定计算煤业是一个重要的能源产业，煤矿的安全运营对于国家的能源供应和经济发展至关重要。

煤矿的井下电力系统是煤矿生产运营的重要组成部分，井下高低压开关电流的整定是确保煤矿电力系统安全稳定运行的关键。

本文将详细介绍煤业井下高低压开关电流整定计算的方法和步骤。

一、煤业井下高低压开关电流整定的目的和重要性井下电力系统是煤矿生产运营的核心设施，它为矿井提供稳定可靠的电力供应。

高低压开关作为井下电力系统的重要组成部分，起到了保护井下电器设备和人员安全的作用。

井下高低压开关电流整定的目的是确定开关的额定电流，以确保其在正常运行条件下的可靠性和安全性。

井下高低压开关电流整定的重要性在于：1.保护电力设备：通过合理设置高低压开关的电流整定值，可以避免过载和短路等故障对电力设备造成的损坏，保护电力系统的正常运行。

2.提高电力系统的可靠性：通过确定高低压开关的电流整定值，可以避免过载和短路等故障的发生，最大程度地减少停电和生产中断的风险。

3.保护人员安全：高低压开关的电流整定值的合理设置，可以防止电气事故对人员的伤害，保障井下工作人员的生命安全。

二、煤业井下高低压开关电流整定的方法在煤业井下高低压开关电流整定时，可以根据以下几种方法进行计算和确定：1.根据设备额定电流确定整定值：根据井下电气设备的额定电流和使用标准，确定高低压开关的电流整定值。

通过参考相关标准和技术规范，可以确定开关整定值的参考范围，然后综合考虑井下电气设备的特殊情况，确定最终的整定值。

2.根据负载计算整定值：通过测量和计算井下电气设备的负载电流，确定高低压开关的电流整定值。

这种方法可以根据实际负载情况进行精确计算，确保高低压开关在正常运行条件下的可靠性和安全性。

3.根据安全间隔确定整定值：根据井下电气设备的安全间隔要求，确定高低压开关的电流整定值。

安全间隔是指在开关分断电路时，要求在一定的时间或距离内，电路中的电流能够被迅速中断并切断，以避免产生电火花和电弧等危险。