电气设备及电缆线路的过流保护PPT

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1. 高防开关、馈电开关、磁力启动器的过流整定，矿井低压电网过流保护的计算，短路电流的计算及灵敏度的效验。电气设备及电缆线路的过流保护
2. 一.过流保护过流保护是指电气设备或电缆的实际值超过了额定值。过流保护包括短路保护、过负荷和断相保护。《煤矿安全规程》规定：井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路、过负荷和漏电保护装置。低压电动机的控制设备，应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。
3. 1.过流故障的危害和原因短路故障是指电源相与相之间直接短接，电流不经过用电器，短路时电流很大，其热效应使电气烧坏，电路的电动力使机械设备损坏，引起电网电压降低。过负荷又叫过载，电气设备长期工作电流超出其额定值，使设备的寿命减小或损坏。断相是指电动机运行中一相断线，造成电动机单相运行，此时，电动机的输出的转矩比正常运行时小的多，在负荷不变的情况下，工作电流增加，造成过热烧坏。
4. 2.对过流保护装置的要求1.选择性：当电网某部分发生故障时，要求保护装置只切除故障设备或线路的电源，尽量缩小停电范围，保证无故障设备继续运行。 2.可靠性：要求保护装置动作性能符合要求，随时处于可靠的准备动作状态，不拒动，也不误动。 3.快速性：在故障电流还没有造成危害之前，保护装置应将过流故障切除。 4.灵敏性：是指电气保护装置对其保护范围内发生的故障和不正常运行状态的反应能力。灵敏性一般用灵敏度系数Km来表示。短路保护的灵敏度为对电气设备的整定值一定要通过灵敏度效验，确保过流保护装置的快速灵敏可靠。
5. 二.低压电网过流保护装置的整定值计算《煤矿安全规程》规定，井下配电网络均应装设过流、短路保护装置，必须用该配电网路的最大三相短路电流校验开关的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性。必须正确选择熔断器的熔体。必须用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数。整定计算就是正确选择保护装置的动作参数和额定参数。确保电气设备安全。
6. （一）熔断器熔体额定电流的选择计算1.保护电缆支路的熔体的额定电流 2.保护电缆干路的熔体的额定电流 3.保护照明负荷的熔体的额定电流 4.熔体的灵敏度校验
7. 说明： 1.为保证熔体及时熔断的系数，当电压为1140V、 660V、380V熔体的额定电流为100A及以下时，系数取7；电流为125A时取6.4；电流为160A时取5；200A及以上时取4；低与127V电压时一律取4. 2.电动机额定电流的估算： 4.当电动机频繁启动或负载启动时，系数取1.8~2；当电动机不经常启动或轻载启动时，系数取2.5 对于380V的电动机对于660V的电动机3.电动机启动电流估算
8. (二)电磁式过流脱扣器的整定计算我矿井上部分低压配电开关、DW系列自动馈电开关目前仍使用过流脱扣器，是靠改变弹簧的拉力调节的。当动作电流整定好后，只要流过脱扣器线圈的电流达到或超过其整定值，过流脱扣器就会动作，使开关跳闸，切除故障电路。电磁式过流脱扣器实质是一个电磁铁，当电路电流增大时，电磁铁的磁性增强，达到弹簧的拉力时动作，带动开关跳闸。
9. 电磁式过流脱扣器的整定计算公式1.保护电缆支路的过流脱扣器动作整定值 2.保护电缆干路的过流脱扣器动作整定值3.电磁式过流脱扣器的灵敏度校验在保护干路过流整定是有时要考虑电气设备的需用系数0.5~1
10. （三）电子保护器整定现在我矿井下低压馈电开关，真空磁力启动器（80、120）均为电子综合保护器，对于电子综合保护器的过流及短路整定分为：1.馈电开关的整定 2.磁力启动器（80、120开关）的整定
11. 1.馈电开关电子保护器整定过载整定：按实际负荷的电流值整定，其整定范围（0.4 ~ 1）Ie，Ie为馈电开关的额定电流，我矿的馈电开关多为350A、200A。短路整定：与电磁式过流脱扣器相同。其整定范围（3~10）Ie支路干路灵敏度校验：与电磁式过流脱扣器相同。
12. 2.电磁启动器电子综合保护器（JDB)的整定1.过流整定：2.当电动机运行中电流超过Iz值时，即视为过载，电子综合保护器延时动作，当运行中电流达到Iz的8倍及以上时，即视为短路，电子保护器瞬间动作。3.灵敏度校验：
13. （四）热继电器的整定计算目前我矿井上部分电气设备仍采用热继电器过流保护，特别在锅炉房控制柜中，大部分电机是热继电器保护。1.保护单台电动机的热继电器整定值2.保护多台电动机的热继电器整定值
14. 三.变压器的保护我矿供电系统中，井下动力变压器较多，变压器是由高防开关直接控制的，对变压器的保护是通过高防开关中的过电流保护来实现的。不同的高防开关，所采用的过流保护不同。大体上分为两类：电磁式过流保护装置；电子式过流保护装置。不同的保护其整定方法不同。（我矿大部分高防为智能型多功能电子式综合保护器。）照明、煤电钻、信号综合保护器装置中变压器的保护是利用一次侧的熔断器。只要熔体选择合适，就能起到有效的保护。
15. 1.电磁式高压保护装置的短路（过流）整定式中Kb为变压器的变比，Kx为用电器的需用系数，一般取值在0.5~1之间2.电子式高压综合保护器短路整定：按电流互感器二次侧额定电流值（5A）的1、2、3、4、5、6、7、8、9倍分级整定；其整定公式为：躲过变压器的一次侧额定电流，约为一次侧电流的1.2倍过载整定：按变压器的一次侧额定电流整定。过载整定：
16. 3.照明及信号综保变压器整定：式中：ＩR熔体的额定电流Ｉｅ为照明负荷的额定电流Ｋｂ为变压器变比４.煤电钻综保变压器整定：灵敏度校验：（电磁式与电子式保护灵敏度校验相同）
17. 四：短路电流的计算方法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：(1)上式中式中R1、R2分别为高压侧和低压侧电缆的电阻值，X1、X2分别为高压侧和低压侧电缆的电抗值，Kb为变压器的变比。
18. 电源系统电抗及变压器阻抗计算公式电源系统的电抗变压器的阻抗：变压器的电阻：变压器的电抗
19. 五.实例计算1-461-181-141-19Ω KG4-20KG4-18KG4-19变压器KBD-350 3-253-213-563-213×50 1420m3×50 260m3×70 60m3×25 40m3×50 20m3×50 60m3×35 300m3×35 100m3×35 150m40KW50KW备用30KW40KW 图为某矿某采区工作面示意图，电缆长度图中标出，各开关所带负荷如图示，请在图中标出开关3-25、1-46、KG4-18的整定值。并效验其灵敏度。设：电源的系统容量为100MVA6000V/660V 315KVA 提示：1.计算最小两相短路电流，校验开关灵敏度 2.计算开关整定值。在整定时要知道开关的综保类型（电磁式、电子式） 3.整定值包括：过载整定、过流整定。
20. 1-461-181-141-19Ω KG4-20KG4-18KG4-19变压器KBD-350 3-253-213-563-213×50 1420m3×50 260m3×70 60m3×25 50m3×50 20m3×50 60m3×50 300m3×50 100m3×35 50m40KW50KW备用30KW40KW6000V/660V 315KVA3×35 60m3×50 30m 图为某矿某采区工作面示意图，电缆长度图中标出，各开关所带负荷如图示，请在图中标出开关3-25、1-46、1-18、KG4-18的整定值。并效验其灵敏度。设：电源的系统容量为100MVA解：1.计算d1、d2、d3处短路电流系统电抗： d1d3d2计算变压器二次侧d1处短路电流
21. 6KV50mm2高压电缆L1=1420m的阻抗值： KBSG-315/6变压器阻抗。（根据变压器的铭牌查得：阻抗电压4%，短路损耗2200w) 计算变压器的阻抗：
22. 变压器二次侧低压电缆为60m的70mm2其阻抗值为：变压器二次侧d1最小两相短路电流值为：
23. 馈电开关1-18的d2最小两相短路电流值为：从变压器二次侧d1点至d2点电缆为50mm2的长度为80m阻抗为：馈电开关1-18的短路点d2处以前线路总阻抗为：
24. 从d2点至d3点电缆为50mm2的400m、 35mm2的50m 、25mm2的50m其阻抗为：
25. 馈电开关1-46最远点d3处最小两相短路电流值为：（也是磁力启动器3-25的最小两相短路电流）馈电开关1-46的短路点d3处以前线路总阻抗为：
26. 2、磁力启动器3-25的过载整定值为：磁力启动器3-25的过载整定值取Iz=38A。磁力启动器3-25的灵敏度校验：整定值灵敏度满足要求（660V电路中按每KW 1.15A的电流整定）
27. 3、馈电开关1-46的过载过流整定值分别为：（660V电路中按每KW 1.15A的电流整定）过载整定值取Igz=140A。馈电开关1-46的灵敏度校验：整定值灵敏度满足要求短路整定值取Idz=400A。
28. 3、馈电开关1-18的过载过流整定值分别为：（660V电路中按每KW 1.15A的电流整定）过载整定值取Igz=180A。馈电开关1-18的灵敏度校验：整定值灵敏度满足要求短路整定值取Idz=600A。
29. 4、高防开关KG4-18的过流整定值为：过载整定值按保护变压器整定，等于变压器的额定电流:过流整定值取Idz=80A。（若为电子保护，开关的额定电流为100A时，过流整定倍数为：开关的额定电流为100A时，过载整定倍数为：0.3倍
30. 高防开关KG4-18的灵敏度校验：整定值灵敏度满足要求
31. 1-171-181-141-191-46ΩΩ KG4-20KG4-21KG4-22KG4-19KG4-16KG4-17KG4-15变压器变压器KBD-350 1-15 1-16160KW 水泵电机155KW 水泵电机155KW 水泵电机硅整流柜-200泵房供电示意图高防开关的整定原则：从供电安全性考虑，按照各开关的位置不同，其作用也不一样，整定值及动作时间也不同。
32. 1-171-181-141-191-46ΩΩ KG4-20KG4-21KG4-22KG4-19KG4-16KG4-17KG4-15低压联络开关变压器变压器KBD-350 1-15 1-16160KW 水泵电机155KW 水泵电机155KW 水泵电机硅整流柜联络开关将两路连接起来，当一回路出现问题另一回路能承担全部负荷，提高井下供电的安全可靠性。-200泵房供电示意图坏了低压联络开关的整定原则：从供电安全性考虑，其整定值应能满足本开关两侧中负荷最大的一侧的要求。
33. 1-171-181-141-191-46ΩΩ KG4-20KG4-21KG4-22KG4-19KG4-16KG4-17KG4-15低压联络开关变压器变压器KBD-350 1-15 1-16160KW 水泵电机155KW 水泵电机155KW 水泵电机硅整流柜联络开关将两路连接起来，当一回路出现问题另一回路能承担全部负荷，提高井下供电的安全可靠性。高压联络开关-200泵房供电示意图高压联络开关的整定原则：从供电安全性考虑，其整定值应能满足本变电所两台变压器中容量最大的一台负荷和向下供电负荷的至少一半容量的要求。坏了
34. 1-171-181-141-191-46ΩΩ KG4-20KG4-21KG4-22KG4-19KG4-16KG4-17KG4-15低压联络开关变压器变压器KBD-350 1-15 1-16160KW 水泵电机155KW 水泵电机155KW 水泵电机硅整流柜联络开关将两路连接起来，当一回路出现问题另一回路能承担全部负荷，提高井下供电的安全可靠性。高压联络开关-200泵房供电示意图高压进线开关的整定原则：从供电安全性考虑，其整定值应能满足包括本变电所在内及向下供电总负荷容量的要求。高压二路进线开关高压一路进线开关坏了
35. 1-171-181-141-191-46ΩΩ KG4-20KG4-21KG4-22KG4-19KG4-16KG4-17KG4-15变压器变压器KBD-350 1-15 1-16160KW 水泵电机155KW 水泵电机155KW 水泵电机硅整流柜联络开关将两路连接起来，当一回路出现问题另一回路能承担全部负荷，提高井下供电的安全可靠性。高压联络开关-200泵房供电示意图后备保护开关整定与前级整定值相同，动作时间不同，灵敏度校验不同。高压二路进线开关高压一路进线开关高压一路下单元进线的后备保护开关高压二路下单元进线的后备保护开关
36. 最小两相短路电流不能满足灵敏度要求时，可根据具体情况采取以下措施：1.加大干路、支路的电缆截面 2.减小电缆的长度 3.采取相敏保护或软启动等新技术 4.换用大容量的变压器或采取变压器并联 5.增设分段保护开关（若线路上串联两个及以上开关，其间无分支线路，则上一级开关保护可作为下一级开关的后备保护，故应按下一级开关保护范围的最远点的两相短路电流校验，要求上一级开关保护的灵敏度大于1.2） 6.采用移动变压器或变电站
37. 培训室监制

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