河南省 焦作市方莊二礦 董文非

C++語(yǔ)言程序在KBSG型變壓器二次側(cè)兩相短路電流計(jì)算中的應(yīng)用

河南省 焦作市方莊二礦 董文非

一、煤礦井下供電設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及兩相短路電流計(jì)算方法

礦井低壓供電設(shè)計(jì)中，常常需要根據(jù)工作地點(diǎn)的裝機(jī)容量計(jì)算每臺(tái)低壓饋電開(kāi)關(guān)的過(guò)載整定及短路整定，并以此調(diào)整每臺(tái)開(kāi)關(guān)的保護(hù)整定值。整定值計(jì)算后，需要計(jì)算低壓饋電開(kāi)關(guān)控制側(cè)電纜最遠(yuǎn)點(diǎn)的最小兩相短路電流值，計(jì)算低壓電纜兩相短路電流通常有兩種方法，一是根據(jù)電纜長(zhǎng)度及截面通過(guò)公式計(jì)算，計(jì)算時(shí)需要知道變壓器二次側(cè)的額定電壓，電纜從電源側(cè)到短路點(diǎn)的一相的電阻和電抗；二是根據(jù)變壓器的容量、短路點(diǎn)至變壓器的電纜換算長(zhǎng)度查表計(jì)算，在實(shí)際采掘工作面及各生產(chǎn)地點(diǎn)的供電設(shè)計(jì)中查表方法應(yīng)用得較多，但查表計(jì)算短路電流過(guò)程較為繁瑣，需要先把電纜折算為50 mm2電纜后，再與電工手冊(cè)表格中數(shù)據(jù)一一對(duì)照，最終獲得電纜的兩相短路電流。

二、基于C++語(yǔ)言設(shè)計(jì)的兩相短路電流計(jì)算軟件

因采掘工作面的供電設(shè)計(jì)中需計(jì)算出變壓器低壓側(cè)及饋電開(kāi)關(guān)出線側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)的兩相短路電流，通過(guò)公式Id2/ Id≥1.5來(lái)校驗(yàn)饋電開(kāi)關(guān)的短路保護(hù)的靈敏度。但采掘、巷修等地點(diǎn)供電線路變化頻繁，饋電開(kāi)關(guān)較多，兩相短路電流計(jì)算量大，需要做大量重復(fù)性工作，并且通過(guò)手工查表計(jì)算容易出錯(cuò)，不利于工作的順利開(kāi)展。本文，筆者根據(jù)手工查表計(jì)算電纜兩相短路電流過(guò)程，模擬寫(xiě)出計(jì)算機(jī)相應(yīng)算法，利用C++語(yǔ)言寫(xiě)出相應(yīng)的程序，并作出圖形界面，界面如圖1所示。

圖1 KBSG型變壓器二次側(cè)690 V兩相短路電流計(jì)算

三、兩相短路電流計(jì)算算法的分析及設(shè)計(jì)

首先通過(guò)手工把兩相短路電流表中每種變壓器二次側(cè)的兩相短路電流錄入二維數(shù)組Data[i]中保存，程序中用分支語(yǔ)句對(duì)各種容量變壓器進(jìn)行選擇，變壓器容量確定后映射相應(yīng)變壓器兩相短路電流的二維數(shù)組備用。

根據(jù)輸入的每種截面的電纜長(zhǎng)度折算為50 mm2電纜長(zhǎng)度，因?yàn)槎搪冯娏鞅碇? 000 m以?xún)?nèi)的增量為20 m，大于1 000 m的增量為50 m，所以需要判斷電纜長(zhǎng)度是否大于1 000 m。當(dāng)電纜長(zhǎng)度小于1 000 m時(shí)，程序中使用循環(huán)的逐次逼近方法從0～1 000 m判斷該電纜在哪個(gè)區(qū)間，找到最近的區(qū)間后根據(jù)如下公式計(jì)算即可。即

式（1）中，Id2為電纜的兩相短路電流，L1為區(qū)間中上一行較短的電纜長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的兩相短路電流，L2為區(qū)間中下一行較長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的兩相短路電流如，Lal為電纜的總長(zhǎng)度。

計(jì)算時(shí)，首先通過(guò)點(diǎn)擊對(duì)話框上的單選按鈕來(lái)選擇變壓的的容量，程序獲得單選按鈕信息后自動(dòng)選擇變壓器容量，然后再通過(guò)手動(dòng)方式把每段截面電纜的電纜長(zhǎng)度輸入對(duì)應(yīng)編輯欄后，單擊計(jì)算按鈕，每種截面的電纜長(zhǎng)度自動(dòng)根據(jù)需要乘的相應(yīng)的系數(shù)折算為截面為50 mm2的電纜長(zhǎng)度，折算后得到的數(shù)值累加，得出的累加數(shù)值通過(guò)相應(yīng)的程序語(yǔ)句判斷是在短路電流表的哪個(gè)區(qū)間，最終獲得短路電流值。短路電流表區(qū)間判斷程序如下：

if（m_n_kVA==0） /*當(dāng)前變壓器的選項(xiàng)為0，定義為100 kVA*/

{ for（i=0；i<71；i++）/*模擬查表從第一行開(kāi)始遞增，到表的末尾一共71個(gè)數(shù)字*/

{ if（i<51）/*遞增為20的區(qū)間表中最多有51個(gè)數(shù)*/

{

x=all_length–20*i；/*截取區(qū)間獲取余數(shù)*/

if（（x>=0）&&（x<20）） /*判斷余數(shù)是否在20以?xún)?nèi)*/

I_2=Data_100[i]-（（（Data_100[i]–Data_100[i+1]）/20）*x）;

/*得到最終查表數(shù)值*/

}

else/*當(dāng)電纜長(zhǎng)度超過(guò)1 000 m時(shí)，表中電纜長(zhǎng)度每次遞增50 m */

{

x=all_length–1000； /*截取區(qū)間獲取余下的數(shù)*/

x=x–50*（i–50）；/*1000以后的倍數(shù)為50*/

if（（x>=0）&&（x<50））/*判斷余下的數(shù)是否在50以?xún)?nèi)*/

I_2=Data_100[i]–（（（Data_100[i]–Data_100[i+1]）/50）*x）;

/*得到最終查表數(shù)值*/

}}}

四、結(jié)論

利用本算法法設(shè)計(jì)出的軟件經(jīng)測(cè)試后表明，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，在采掘工作面供電設(shè)計(jì)及井下供電系統(tǒng)圖的繪制計(jì)算中發(fā)揮了重要作用，通過(guò)此軟件能快速準(zhǔn)確計(jì)算出KBSG型變壓器的二次側(cè)兩相短路電流，大大簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程并且節(jié)省計(jì)算工時(shí)，簡(jiǎn)單易用。

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