过电流保护装置整定计算

过电流保护装置整定计算

过电流保护是煤矿井下电网三大保护之一，对保护方式的具体要求如下。

1. 确保可靠性和快速性，兼顾选择性。井下纵向各级过流保护多为瞬时动作，所以有时很难保证纵向过流保护的选择性。多数情况下，靠拉大上、下级保护装置的动作电流的差距来获得选择性。

2. 各级保护应有一级后被保护，即当本级保护范围内发生过流故障且保护装置拒动时，上一级保护装置应该动作，切断电源。熔断器保护不需要后被保护。

3. 采用熔断器保护时，为了不使在短路发生后低压电缆过热损坏，熔断器的熔体必须与所保护的电缆截而配合。 一、 高压配电装置中过流继电器的整定

矿用隔爆高压真空配电箱继电保护装置大多数采用电子保护装置，部分新产品采用微电脑控制及保护。 1. 短路保护

对于经高压电缆向综采工作面供电，移动变电站内部及低压侧出线端发生过电流故障时，短路瞬时动作电流应按躲过变电站低压恻尖峰负荷电流来整定，计算动作电流为

Isb·

r

≥

1.2~1.4

gTTi

(Ist·

M

+∑IN)

式中，Isb·r ——瞬时保护继电器动作电流，A；

1.2～1.4——可靠性系数； KT——变压器的变压比；

Ki——高压配电箱电流互感器变流比；

Ist·M——容量最大的一台或几台同时启动时电动机的额定启动电流，A；

∑IN——其余电气设备额定电流之和，A；

KgT——变压器组别系数，对于Y，y接线的变压器，KgT=1；对于Y，d接线变压器KgT=

调整继电器过流保护整定装置，使动作电流大于等于其计算值。

Is(2)Kr=≥1.5

gTTisb∙r

式中 Kr——保护装置的灵敏度；

Is

流，A。

对于保护多台移动变电站，短路保护动作电流整定与保护一台移动变电站计算方法相同。但在灵敏度校验中Is

（2）

（2）

——移动变电站二次侧出口处最小两相短路电

为保护范围末端的最小两相短路电流，该保护范围末端是指最远一台移动变电站二次出口处最小两相短路电流。 2. 过载保护

高压配电箱过载保护装置的动作电流按线路最大工作电流来整定。

Isb·r≥KImax·w

式中，Imax·w——线路的最大工作电流，按所控制的移动变电站额定容量计算，A。

二、 移动变电站过流保护装置整定计算

煤矿井下使用的国产移动变电站结构形式有两种。一种为高压侧为负荷开关、干式变压器、低压馈电开关组成移动变电站。在低压馈电开关中装有半导体脱扣器和漏电保护单元，作为过流保护和漏电保护，带负荷的分合闸在低压侧进行；移动变电站内部及低压侧出线端发生过流故障时，应由前方高压配电箱来保护。第二种为高压真空配电箱、干式变压器、低压保护箱组成移动变电站。在高压开关箱中装有过流保护、漏电保护及电缆绝缘监视保护装置，在低压开关箱中装有过流保护和漏电保护装置，开关分合闸仅在高压侧进行。

1. 移动变电站高压开关箱中过流保护装置的整定

短路保护装置的动作电流按式（5-77）整定，灵敏度按式（5-78）校验。保护范围末端指二次侧供电干线电缆末端处。

过载保护的整定电流按线路最大工作电流来整定，取移动变电站一次侧额定电流。

2. 移动变电站低压保护箱中过流保护装置的整定 （1） 低压保护箱过电流继电器动作电流

-1

Isb≥Ist·M +∑IN

式中，Isb——过流保护装置的动作电流，A；

Ist·M——被保护网络中最大一台电动机的启动电流，A；

∑IN——被保护网络中除容量最大的一台电动机外，其余电动机额定电流之和，A。保护装置的灵敏度要求

Is(2)

Kr=≥1.5

sb

式中，Is

（2）

——被保护网络末端最小两相短路电流，A。

（2） 过载保护整定 低压保护箱中过载保护的整定电流取所控制电动机工作电流之和，即

Isb =Kde∑IN

式中，∑IN——所有电动机额定电流之和，A； Kde——需用系数，由具体负荷确定。 三、 井下低压系统过流保护装置整定 1. 低压馈电开关过流保护装置

新系列的馈电开关装有电子脱扣装置，可实现过载长延时、短路短延时（0.2～0.4s）、过流保护和短路速断保护。 过载长延时过流保护具有反时限特性，整定范围为（0.4～1.0）Isw·N是开关的额定电流，A）；短路短延时保护的整定范围为（3～10）Isw·N；短路速断保护的整定范围8Isw·N或10Isw·N。 过载长延时保护的动作电流整定倍数为

KdeIN

nsb≥

sw ∙ N

式中，nsb——过载长延时保护动作电流倍数；

Kde——需用系数；

∑IN——被控制的所有电动机额定电流之和，A。 短路短延时保护的动作电流整定倍数为

Isb＇=Ist·M +Kde∑IN

nsb≥

sw ∙ N

'Isb

式中， ——短路短延时动作电流计算值，A。 灵敏度要求

Is(2)

Kr=≥1.5

sbsw ∙ N

2. 磁力启动器过电流保护装置

煤矿井下隔爆型真空磁力启动器多采用电子综合保护装置，尽管不同生产厂家、保护装置各异，但是过流保护整定的要求相同。

（1）过载保护的整定电流大于等于长时最大负荷电流

Isb·o≧IN

式中，Isb·o——过载整定电流，A；

IN——电动机额定电流，A。

（2）短路速断保护的整定电流

Isb·s>Ist·N

式中，Isb·s——速断保护的整定电流，A；

Ist·N——电动机的额定启动电流，A；对鼠笼电动机，

一般Ist·N=（4～7）IN；

井下采掘运机械常用电动机的额定电流和额定启动电流可查技术资料，如果没有具体资料可查，按电动机额定功率PN进行估算。

对于380V电动机，IN=2PN 对于660V电动机，IN=1.15PN 对于1140V电动机，IN=0.67PN

速断整定电流倍数要求为过载保护的8倍或10倍，一般电子保护装置由硬件电路的设计来保证。

nsb

Isb ∙ s==8或10 sb ∙ o

保护灵敏度满足

Is(2)

Kr=≥1.5

sbsb ∙ o

3、过热继电器整定

对于以双金属片为主体结构的过热继电器，动作电流按电动机的额定电流计算；对于过热-过流继电器，过热组件的动作电流整定与过热继电器相同，过电流组件的动作电流的整定同速断保护。 4.低压熔断器熔件的选择

（1） 对保护电缆支线，熔件的计算电流为

IF

Ist ∙ N=

F

Ist·N——电动机的额定启动电流，A；

KF——电动机启动时保证熔体不熔化的系数，对不经

式中，IF——熔件的计算电流，A；

常或轻载启动取2.5，对频繁启动或重负荷启动，取1.8～2。 实际工程中，根据现场多年的使用经验，熔体额定电流可按经验公式进行计算。

IF≥(2～2.5)IN

（2） 对保护电缆干线，熔件的额定电流为

Ist ∙ M

IF=+∑IN

F

式中，Ist·M——干线电缆供电的最大电动机额定启动电流，A； ∑IN——其余电动机额定电流之和，A。

KF——熔体不熔化系数。

（3） 保护电钻变压器熔体额定电流为

⎫1.2~1.4⎛Ist ∙ MIF=+∑IN⎪

T⎝T⎭

式中，KT——变压器的变压比。

（4） 保护照明变压器，熔体的额定电流为

IF=

1.2~1.4

T

∑I

N

式中，∑IN——照明灯额定电流之和，A。

为保证在熔断器保护范围内出现最小两相短路电流时 熔体能可靠熔断，灵敏度校验为

Is(2)

Kr=≥4~7

N ∙ F

Is(2)

Kr=≥4~7

N ∙ F

式中，Is

（2）

——被保护线路末端的最小两相短

路电流，A；

IN·F——所选熔件的额定电流，A；

4～7——灵敏系数，对于380V、660V电网，IN·F≤100A时取7；对于127V的电网取4。 （5） 熔断器极限分段能力的校验

''

IF≥Is(3)

式中，I

''F

——所选熔断器的极限分断电流，A；

Is(3)——保护范围首端的三相短路电流，A。

熔件额定电流选定之后，还须按表5-18校验所能保护电缆的最小截面，保证在熔体没有熔化之前，电缆不会过热或燃烧。