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变压器过负荷属于不正常运行状态,不算故障,一般经过延时后作用于信号来通知运行值班人员。因为变压器的过负荷电流是对称的,所以只需在某一相上装一只电流继电器来反应变压器的过负荷。
过负荷保护装置的动作电流按躲过变压器的额定电流整定,即
IOP=Kk/Kre*IN.T=1.05/0.85*1466.3=1811A
式中:IN.T为变压器的额定电流,Kk为可靠系数,取1.05,Kre为返回系数,取0.85。 为防止短路时和大负荷起动时误发信号,过负荷保护应装设一个延时环节,他要大于变压器的过电流保护的动作时间,一般取10S。
5.2.4变压器的纵联差动保护
变压器容量在6300KVA及以上并列运行的变压器,或10000KVA以上单独运行的变压器,均应装设差动保护。
1、接线方式:采用灵敏度较高的三相三继电器接线,他由两组不同型号的差动专用的电流互感器和一组差动继电器组成。因为矿主变压器采用Y,d11接线。其两侧电流之间有30度的相位差。电流互感器采用相位差补偿的三相式接线,即将变压器Y侧的电流互感器接成△形,变压器△侧的电流互感器接成Y形。差动继电器选用BCH-2型。
2、采用BCH-2型继电器的差动保护整定计算
(1)计算变压器两侧额定电流,选择电流互感器变比,并计算各侧二次回路的额定电流
变压器的额定电流 IYe、I△e
IYe=Se/√3* U1e A I△e =Se/√3* U2e A
式中:Se----变压器额定容量 U1e------变压器一次额定电压 U1e------变压器一次额定电压
IYe=Se/√3* U1e =16000/√3*35=263.9 A I△e =Se/√3* U2e=16000/√3*6=1466.3A (2)选择电流互感器变比
电流互感器二次额定电流为5A时;
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变压器△侧为:N1△js=1466.3/5
变压器Y侧为:N1Yjs=√3*263.9/5=457/5 选择接近并稍大于该值的标准变比取: N1△js=2000/5 N1Yjs=800/5
(3)计算两侧电流互感器二次回路的额定电流I2ey,I2e△ I2e= Kjx*Ie/N1
变压器Y侧 I2ey=√3*Iey/n1y 变压器△侧 I2e△=Ie△/n1△
式中:I2e----电流互感器二次回路额定电流 n1-----电流互感器变比 Kjx------电流互感器接线系数 Y形 Kjx=√3 △形 Kjx=1
I2ey=√3*263.9/120=3.81 I2e△=Ie△/n1△=1466.3/400=3.67 取6KV侧为基本侧
3、按下述三个条件决定保护装置的一次动作电流Idz 躲过变压器空载合闸和外部短路切除后电压恢复时的励磁涌流 Idz= Kk* Iye 式中:Kk-----可靠系数Kk=1.3 Idz= Kk* Iye=1.3*263.9=343.07 躲过外部短路时的最大不平衡电流 Idz= Kk(KFZ* KTX* fi+△U +△fza)*I(3)max 式中:KFZ---非周期分量引起的误差 KFZ=1
KTX---电流互感器的同型系数,当电流互感器型号相同时取0.5,不同取1。 fi----电流互感器容许最大相对误差取0.1
U---变压器改变分接头调压引起的相对误差,一般取调压范围的一半,对35kv变压器取0.05
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fza---继电器整定计算匝数不等而产生的相对误差,由于在计算动作电流时,△fza还不能求出,可先采用中间值0.05初步计算。 I(3)max----外部故障时最大三相短路电流的周期分量
Idz= Kk(KFZ* KTX* fi+△U +△fza)*I(3)max=1.3*(1*1*0.1+0.05+0.05)*8119=2111 A
躲过电流互感器二次断线引起的不平衡电流
Idz= Kk*Ig.max
式中:Ig.max---变压器最大工作电流
Idz= Kk*Ig.max=1.3*1466.3=1906 A
取最大项作为一次动作电流整定值 取Idz= 2111A 确定差动线圈和基本侧平衡线圈匝数
对于双绕组变压器,两侧电流互感器分别经两侧平衡线圈在接入差动线圈。 (1)基本侧继电器的动作电流为
IdZJ= KJX*/Ni* Idz=2111/120=17.59 (2)基本线圈匝数,按下式计算
WCJS=AW0/ IdZJ=100/17.59=5.69
AW0---继电器动作安匝,无实测值,取AW0=100安匝,基本线圈的整定匝数WCJS选用计算匝数接近的值,且整定匝数应等于基本侧平衡线圈匝数和差动线圈匝数之和,取: Wcz=Wpi+Wc Wcz取5匝
由上式选出较Wcz小而接近的匝数作为差动线圈Wc的匝数,由此可得平衡线圈匝数为:(取Wc=4) Wpi= Wcz-Wc=1匝
(2)则基本侧继电器的实际电流为:
IdZJ= AW0/ Wcz=20 A (3)确定非基本侧平衡线圈匝数
非基本侧平衡线圈的计算匝数为:
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Wp:。js=Iezj/ Iezf* Wcz- Wc
式中:Iezj---基本侧二次回路额定电流
Iezf—非基本侧二次回路额定电流
WpⅡ。js=Iezj/ Iezf* Wcz- Wc=3.67/1.64*5-4=7.19
选用接近WpⅡ。js的匝数作为非基本侧平衡线圈的整定匝数选WpⅡ=7则非基本侧的工作线圈整定匝数为: Wcz.f= WpⅡ+ Wc=7+4=11
非基本侧继电器的实际动作电流为: IdZJf= AW0/ Wczf=9.09A
(4)校验整定匝数与计算不等引起的相对误差△fza
△fza= (WpⅡ。js- WpⅡ)/(WpⅡ。js+ Wc)=(7.19-7)/(7+4)=0.02<0.05 满足要求
(5)确定短路线圈工作匝数
本设计变压器容量16000KVA,选用2-2抽头(是否合适,应在保护装置投入运行后,通过变压器空载合闸试验决定)
(6)灵敏度校验
应按变压器差动保护范围内最小两相短路电流校验,此处按系统最小运行方式变压器二次侧的两相短路来计算,因是单电源故应算至电源侧进行校验,灵敏度系数应满足下是要求:
K= Id(2)min/Idzj≥2
式中:Id(2)min-----变压器二次侧两相短路时,从电源侧流入继电器的最小
路电流
Id(2)min=√3*5921/5.87*160=10.92
K= Id(2)min/Idzj=10.92/2.18≥2 满足要求
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第六章 电气设备的选择
6.1按使用场所选择电气设备的类型
井下电气设备类型的选择应符合《煤矿安全规程》)的规定,各类矿用电气设备的使用场所见教材《工矿企业供电》
6.2高压配电箱的选择
高压配电箱型号的选择
矿用高压配电箱的型号应根据下述情况,并结合矿井的实际条件选择。 (1)矿用高压配电箱有油断路器、六氟化硫断路器和真空断路器三种。根据矿井设备真空化的要求,应优先选用真空断路器的高压配电箱。
(2)矿用一般型高压配电箱(又称高压开关柜)有固定式和手车式两种。固定式价格较低,但维护检修不如手车式方便;手车式维护检修方便,故障时可更换备用手车迅速恢复供电,但价格较固定式高。设计时,应根据矿井的具体条件进行选择。
(3)考虑到设备对保护的要求,根据《煤矿安全规程》的规定,所选高压配电箱
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