10KV继电保护整定计算

1 继电保护整定计算继电保护整定计算 一 一 10KV 母线短路电抗母线短路电抗 已知 10 母线短路参数 最大运行方式时 短路容量为 短路MVASd157 3 max 1 电流为 最小运行方式时 短路容量为KA U S I e d d 0647 9 103 157 3 3 max 1 3 max 1 短路电流为 则MVASd134 3 min 1 KA U S I e d d 7367 7 103 134 3 3 min 1 3 min 1 KAII dd 77367 7 866 0 866 0 3 min 1 2 min 1 取全系统的基准功率为 10KV 基准电压 基准电MVAS j 100 KVU j 5 10 1 流为 380V 的基准电压 基KA U S I j j j 4986 5 5 103 100 3 1 1 KVU j 4 0 2 准电流是KA U S I j j j 3418 144 4 03 100 3 2 2 二 二 1600KVA 动力变压器的整定计算 动力变压器的整定计算 1 变压器 变压器 2 变压器 变压器 已知动力变压器量 高压侧额定电流MVASe6 1 KV4 0 10 低压侧额定电流A U S I He e He 38 92 103 1600 3 变压器短路电压百分比 A U S I Le e Le 47 2309 4 03 1600 3 5 4 s V 电流 CT 变比 低压零序电流 CT 变比 变压器高压侧首端最30 5 150 l n 0 n 小运行方式下两相断路电流为KAId38 6 2 min 2 1 最小运行方式下低压侧两相短路时流过高压的短路电流 折算到高压侧AId1300 2 min 3 2 最大运行方式下低压侧三相短路时流过高压的短路电流 折算到高压侧AId1500 3 max 3 2 3 高压侧电流速断保护 电流速断保护按躲过系统最大运行方式下变压器低压侧三相短路时 流过高压侧的短路电流来整定 保护动作电流 对应值 75AA n I KKI l d jxkjdz 65 30 1500 13 1 3 max 3 保护一次动作电流 KA K n II jx l jdzdz 95 1 1 30 65 电流速断保护的灵敏系数按系统最小运行方式下 保护装置安装处两相短路电 流校验 227 3 95 1 38 6 2 min 2 dz d lm I I K 电流速断保护动作时限取 0 秒 本例取 0S 4 高压侧过电流保护 若考虑定时限 过电流保护按躲过可能出现的最大过负荷电流来整定 保 护动作电流 对应值 13AA nK IK KKI lh Hegh jxkjdz 04 13 3085 0 38 923 12 1 式中 Kh为返回系数 微机保护过量元件的返回系数可由软件设定 被设 定为 0 85 保护动作一次电流 A K n II jx l jdzdz 2 391 1 30 04 13 过电流保护的灵敏系数按系统最小运行方式下 低压侧两相短路时流过高 压侧的短路电流进行校验 5 122 3 2 391 1300 2 min 3 dz d lm I I K 过电流保护动作时限取 0 5 秒 与下级保护动作时限相配合 考虑车间变 压器一般为末端负荷 故取 0 5 秒 本例取 0 5S 若考虑反时限 过电流定值一般按变压器正常过载能力考虑 保护动作电 3 流 A nK IK KKI lh Hegh jxkjdz 22 5 3085 0 38 922 1 12 1 保护动作一次电流 A K n II jx l jdzdz 5 156 1 30 22 5 校验灵敏度系数 5 13 8 5 156 1300 2 min 3 dz d lm I I K 反时限时间常数整定 按超过变压器正常过载能力 1 1 倍过电流时 变压 器可运行 600 秒考虑 则 S Idz jIdz t 5 64 05 1 1 1 600 05 1 222 2 5 高压侧不平衡电流保护 根据本公司微机保护 不平衡电流保护 功能软件的算法 一般我们推荐 保护定值为 0 6 0 8 Ie 为防止变压器空投时由于三相合闸不同期而引起 误动 推荐延时不小于 0 2S 对本侧 计算如下 对应值 2 47AA n I I l e jdz 47 2 30 38 928 08 0 保护一次动作电流 A K n II jx l jdzdz 9 73 1 30 46 2 根据实际运行所得经验建议延时取 2S 本例取 2S 6 低压侧零序过流保护 可利用高压侧过电流保护兼作低压侧单相接地保护 如果校验灵敏度不满 足要求 则应设低压侧零序过电流保护 计算如下 按以下两个原则计算 比较后取较大值 a 躲过正常运行时中性线上最大不平衡电流 000 84 69247 230925 0 2 125 0 nnn IK I Lek jdz 4 对应值 00 230025 02 125 0 nn IK I Lek jdz 保护的灵敏系数按最小运行方式下 低压侧母线或母干线末端单相接地时 流过高压侧的短路电流来校验 2 lm K b 与下线支线零序电流保护定值相配合 Idz 0 Kph Ko fz Idz o xt 式中 Kph 配合系数 取 1 1 1 2 Ko fz 零序电流分支系数 其值等于出线零序电流保护后备段 保护范围末端发生接地短路时 流过本保护的零序电流与 流过零序电流保护的零序电流之比 选用 Ko fz值为最大的 运行方式 作为计算运行方式 Idz o xt 出线零序电流保护后备段的动作电流 低压侧单相接地保护动作时限取 0 5 秒 7 过负荷保护 过负荷保护的动作电流 按躲过额定电流整定 即 对应值 3 8AA n I K K I l He h k jdz 8 3 30 38 92 85 0 05 1 过负荷延时取 5 0s 本例取 5S 二 二 900KW 风机的整定计算风机的整定计算 已知电机容量 额定电压 功率因数 额定KWP900 KVUe10 89 0 cos 电流 CT 变比 启动电A U P I e e 39 58 89 0 103 900 cos3 20 5 100 l n 流 启动时间为 启动电流倍数 AIKI eqdq 73 40839 587 qd t7 qd K 1 根据本公司电动机微机保护的原理 在所有的整定值计算之前需先计算 装置的设定电流 电动机实际运行电流反应到 CT 二次侧的值 s I s I A n I I l e s 92 2 20 39 58 2 电流速断保护 正序速断 5 按躲过电动机起动电流来整定 l eqd kjdz n IK KI 式中 可靠系数 k K 电动机启动倍数 本电机为 7 qd K 由于本公司微机保护的速断定值可将起动时间内和起动时间后分别整定 故需计算两个速断定值 a 起动时间内 推荐取 1 8 则 k KAI jdz 79 36 20 39 587 8 1 对应值 5 3A 速断延时 0 秒 本例取 0S b 起动时间后 由于起动时间后电动机运行电流降为额定电流 对非自起动电机 对非自起动电机 为防止起动时间之后电动机仍运行在起动电流水平 上 推荐取 0 8 k K 则 AI jdz 35 16 20 39 587 8 0 对需自起动电机 对需自起动电机 起动时间后的电流速断定值建议使用下式 推 k K 荐取 1 3 则 AI jdz 57 26 20 39 587 3 1 起动后对应值 2 4A 速断延时 1 2 倍的实际起动时间秒 3 负序过流保护 根据本公司微机保护软件程序中负序电流的算法 推荐使用下式 取 0 8 l e kjdz n I KI k K 则 对应值 2 4AAI jdz 4 2 20 39 58 8 0 为防止合闸不同期引起的负序电流 推荐延时不小于负序电流 推荐延时不小于 0 50 5 秒秒 本例取 0 6 秒 4 接地保护 当接地电流大于 10A 时 才需设单相接地保护 公式为 ckdz IKI 6 式中 可靠系数 若取不带时限的接地保护 取 4 5 若带 0 5 秒延 k K k K 时 取 1 5 2 该回路的电容电流 k K c I 对本例 拟取带延时的接地保护 延时 0 5 秒 AIdz20102 注意 为一次零序电流 但保护装置要求输入的定值是二次侧定AIdz20 值 故应将 20A 换算成二次电流 由于零序 CT 变比不明 故需用户实际整定时 按计算的一次电流实测二次零序电流 将测得的值输入保护装置 接地保护 本例 本例取 0 5S 倍实测值1 1 dz I 5 低电压保护 低电压保护的整定条件有以下几条 按保证电动机自起动的条件整定 即 sk dz KK U U min 保证电动机自起动时 母线的允许最低电压一般为 0 55 0 65 Ue min U Kk 可靠系数 取 1 2 Kf 返回系数 取 0 9 按切除不允许自起动的条件整定 一般取 0 6 0 7 Ue 以上两种整定值均取 0 5 秒的延时 以躲过速断保护动作及电压回路断线 引起的误动作 根据保安条件 在电压长时间消失后不允许自起动的电动机 电压保护动 值一般取 0 25 0 4 Ue 失压保护时限取 6 10 秒 具有备用设备而断开的电动机 失压保护整定为 0 25 0 4 Ue 动作时 限取 0 5 秒 用户根据实际电动机的用途 自起动与否 自行选择整定条件 低电压保护 本例 本例取 0 5SVUdz70 6 堵转保护 堵转电流按躲过电动机最大过负荷电流整定 推荐使用下式 l e kjdz n I KI 式中 可靠系数 取 2 5 k K 7 则 对应值 7 3AAI jdz 3 7 20 39 58 5 2 堵转延时推荐使用 1 秒 本例取 1S 7 过负荷 过热 保护 本公司微机保护的过负荷判据为 2 2 2 2 2 1 1 1 05 1 ss I I K I I K t 式中 t 保护动作时间 s 发热时间常数 1 电动机运行电流的正序分量 A 1 I 电动机运行电流的负序分量 A 2 I 装置的设定电流 电动机实际运行额定电流反应到 CT 二次侧的值 s I 正序电流发热系数 启动时间内可在 0 1 范围内整定 级差 1 K 0 01 启动时间过后自动变为 1 负序电流发热系数 可在 0 10 的范围内整定 若无特殊说明 2 K 出厂时整定为 1 对采用本公司微机保护的电动机 过负荷保护需整定的参数有以下几个 发热时间常数 1 发热时间常数 1 应由电动机制造厂提供 否则 可有下列方法估算 a n2 1 052 t 其中 t 为过负荷电流 为 n 倍时的允许运行时间 b 据电动机运行规程估算 冷态起动 2 0 5n2 1 052 Tqd 热态起动 n2 1 052 Tqd 式中 Tqd 为电动机起动时间 如以上参数都未知的情况下可先设 99 返回时间 t 电动机过负荷时 热继电器启动 未到跳闸时间电动机 过负荷消失 此时热继电器返回时间为 t 一般 t 整定为 10s 热报警系数 alarm 电动机过负荷时 热告警发信号时间与过热跳闸 8 时间的比值为热报警系数 alarm 一般 alarm整定为 0 5 0 7 K1 的整定 由于起动时间内电动机起动电流较大 为防止起动过程中 电动机过负荷保护动作 一般 K1 整定为 0 2 K2 的整定 由于一般情况下电动机负序阻抗与正序阻抗之比为 1 故 一般情况下设为 1 用户也可根据具体实例正序阻抗之比来整定 8 起动时间 按电动机起动时间乘 1 2 可靠系数整定 qddz tt 2 1 三 三 355KW 风机的整定计算风机的整定计算 已知电机容量 额定电压 功率因数 额定KWP355 KVUe10 89 0 cos 电流 CT 变比 启动电A U P I e e 03 23 89 0 103 355 cos3 10 5 50 l n 流 启动时间为 启动电流倍数 AIKI eqdq 21 16103 237 qd t7 qd K 1 根据本公司电动机微机保护的原理 在所有的整定值计算之前需先计算 装置的设定电流 电动机实际运行电流反应到 CT 二次侧的值 s I s I A n I I l e s 3 2 10 03 23 3 电流速断保护 正序速断 按躲过电动机起动电流来整定 l eqd kjdz n IK KI 式中 可靠系数 k K 电动机启动倍数 本电机为 7 qd K 由于本公司微机保护的速断定值可将起动时间内和起动时间后分别整定 故需计算两个速断定值 a 起动时间内 推荐取 1 8 则 k KAI jdz 29 10 03 237 8 1 对应值 2 8A 速断延时 0 秒 本例取 0S b 起动时间后 由于起动时间后电动机运行电流降为额定电流 对非自起动电机 对非自起动电机 为防止起动时间之后电动机仍运行在起动电流水平 上 推荐取 0 8 k K 9 则 AI jdz 9 12 10 03 237 8 0 对需自起动电机 对需自起动电机 起动时间后的电流速断定值建议使用下式 推 k K 荐取 1 3 则 AI jdz 21 10 03 237 3 1 起动后对应值 1 3A 速断延时 1 2 倍的实际起动时间秒 3 负序过流保护 根据本公司微机保护软件程序中负序电流的算法 推荐使用下式 取 0 8 l e kjdz n I KI k K 则 对应值 1 25AAI jdz 8 1 10 03 23 8 0 为防止合闸不同期引起的负序电流 推荐延时不小于负序电流 推荐延时不小于 0 50 5 秒秒 本例取 0 6 秒 4 接地保护 当接地电流大于 10A 时 才需设单相接地保护 公式为 ckdz IKI 式中 可靠系数 若取不带时限的接地保护 取 4 5 若带 0 5 秒延 k K k K 时 取 1 5 2 该回路的电容电流 k K c I 对本例 拟取带延时的接地保护 延时 0 5 秒 AIdz20102 注意 为一次零序电流 但保护装置要求输入的定值是二次侧定AIdz20 值 故应将 20A 换算成二次电流 由于零序 CT 变比不明 故需用户实际整定时 按计算的一次电流实测二次零序电流 将测得的值输入保护装置 接地保护 本例 本例取 0 5S 倍实测值1 1 dz I 5 低电压保护 低电压保护的整定条件有以下几条 按保证电动机自起动的条件整定 即 sk dz KK U U min 保证电动机自起动时 母线的允许最低电压一般为 0 55 0 65 Ue min U 10 Kk 可靠系数 取 1 2 Kf 返回系数 取 0 9 按切除不允许自起动的条件整定 一般取 0 6 0 7 Ue 以上两种整定值均取 0 5 秒的延时 以躲过速断保护动作及电压回路断线 引起的误动作 根据保安条件 在电压长时间消失后不允许自起动的电动机 电压保护动 值一般取 0 25 0 4 Ue 失压保护时限取 6 10 秒 具有备用设备而断开的电动机 失压保护整定为 0 25 0 4 Ue 动作时 限取 0 5 秒 用户根据实际电动机的用途 自起动与否 自行选择整定条件 低电压保护 本例 本例取 0 5SVUdz70 6 堵转保护 堵转电流按躲过电动机最大过负荷电流整定 推荐使用下式 l e kjdz n I KI 式中 可靠系数 取 2 5 k K 则 对应值 3 85AAI jdz 76 5 10 03 23 5 2 堵转延时推荐使用 1 秒 本例取 1S 7 过负荷 过热 保护 本公司微机保护的过负荷判据为 2 2 2 2 2 1 1 1 05 1 ss I I K I I K t 式中 t 保护动作时间 s 发热时间常数 1 电动机运行电流的正序分量 A 1 I 电动机运行电流的负序分量 A 2 I 装置的设定电流 电动机实际运行额定电流反应到 CT 二次侧的值 s I 11 正序电流发热系数 启动时间内可在 0 1 范围内整定 级差 1 K 0 01 启动时间过后自动变为 1 负序电流发热系数 可在 0 10 的范围内整定 若无特殊说明 2 K 出厂时整定为 1 对采用本公司微机保护的电动机 过负荷保护需整定的参数有以下几个 发热时间常数 1 发热时间常数 1 应由电动机制造厂提供 否则 可有下列方法估算 a n2 1 052 t 其中 t 为过负荷电流 为 n 倍时的允许运行时间 b 据电动机运行规程估算 冷态起动 2 0 5n2 1 052 Tqd 热态起动 n2 1 052 Tqd 式中 Tqd 为电动机起动时间 如以上参数都未知的情况下可先设 99 返回时间 t 电动机过负荷时 热继电器启动 未到跳闸时间电动机 过负荷消失 此时热继电器返回时间为 t 一般 t 整定为 10s 热报警系数 alarm 电动机过负荷时 热告警发信号时间与过热跳闸 时间的比值为热报警系数 alarm 一般 alarm整定为 0 5 0 7 K1 的整定 由于起动时间内电动机起动电流较大 为防止起动过程中 电动机过负荷保护动作 一般 K1 整定为 0 2 K2 的整定 由于一般情况下电动机负序阻抗与正序阻抗之比为 1 故 一般情况下设为 1 用户也可根据具体实例正序阻抗之比来整定 8 起动时间 按电动机起动时间乘 1 2 可靠系数整定 qddz tt 2 1 四 进线保护的整定计算四 进线保护的整定计算 已知 CT 变比 120 5 600 l n 1 限时电流速断保护 1 保护动作电流 进线限限时电流速断保护 a 按躲过相邻元件末端短路时的最大三相短路时的 电流整定 则保护装置动作电流 12 A n I KKI l d jxkjdz 15 120 1500 12 1 3 max 3 式中 为系统最大运行方式下 1600KVA 动力变压器低压侧三相短路时 3 max 3 d I 流过高压侧的短路电流 b 与相邻元件的电流速断保护的动作电流相配合 与变压器的配合 A n I KI l dzB phjdz 25 16 120 1950 1 1 其中 为配合系数 取 1 1 ph K 为变压器电流速断保护定值 dzB I 根据灵敏度要求取 对应值 16AAI jdz 25 16 保护一次动作电流 KAnII ljdzdz 95 1 12025 16 定时限电流速断保护的灵敏系数按系统最小运行方式下 本线路末端两相短路 电流校验 259 3 95 1 7 2 min 1 dz d lm I I K 灵敏度满足要求 限时电流速断保护动作延时建议取 0 5s 本例取 0 5S 2 过电流保护 过电流保护按躲过线路的过负荷电流整定 对应值 26A 12085 0 2 1 gh l gh h k jdz I n I K K I 其中 为电动机起动时的线路过负荷电流 gh I 保护的一次动作电流 ljdzdz nII 线路过电流保护的灵敏系数按系统最小运行方式下 本线路末端两相短路电流 校验 2 3198 5 2 min 1 dzdz d lm II I K 13 过电压保护动作时限与本线路相邻元件相关保护动作时限相配合 本例取 1S 五 发电机的整定计算五 发电机的整定计算 已知发电机额定容量 额定电流 额定电压MWP75 3 AIe206 功率因数 CT 变比 PT 变比KVUe5 10 8 0cos 60 5 300 l n 发电机暂态电抗 16 22 发电机同步电抗 175 100 1 0 10 y n d X d X 一 一 发电机差动保护整定计算 发电机差动保护整定计算 1 突变量启动电流 该定值为一定时间内电流变化与时间的比值 一般取 0 7 0 9 建议取 0 8 2 比率制动的差动保护定值计算 最小动作电流 保护采用比率制动特性 保护动作电流只需按躲过最大负荷条件下差回路 的不平衡电流 运行中的设备可由实测决定 但不能小于继电器的固有动作电 流 规程规定具有比率制动的发电机差动保护 一般取 l e zd n I I 3 0 1 0 0 2 对应值 0 7AA n I I l e zd 69 0 60 2062 0 3 0 1 0 3 比率制动拐点的整定 因为在负荷电流下 CT 误差很小 不平衡电流也很小 因此即使无制动电 流也不会误动 则拐点应取 1 0 考虑一定的可靠性取 0 8 l e n I l e n I 对应值 2 75AA n I I l e dz 75 2 60 2068 08 0 4 比率制动系数 比率系数选择得当是防止外部短路误动作的保证 根据定义 zd dz zd I I K 14 根据经验一般取 0 5 本例取 0 5 5 CT 断线负荷电流 该整定的意义是当保护电流大于正常运行时的最大负荷电流 一般取 1 2 时认为是短路电流 此时保护装置不再判断 CT 断线 而根据差动保护电流定 值直接动作于跳闸 对应值 4 12AA n I I l e jdz 12 4 60 2062 12 1 二 二 发电机后备保护整定计算 发电机后备保护整定计算 1 复合电压闭锁过电流保护 1 保护动作电流 对应值 4 85AAI nK K I e lh k dz 58 4 609 0 2062 1 式中 发电机额定电流 fe I 可靠系数 采用 1 2 k K 返回系数 采用 0 9 h K 2 负序电压按躲过正常运行时的不平衡电压整定 对应值 7VVUU edz 3 6 5 1006 0 06 0 2 其中 发电机额定线电压 e U 3 低电压元件 对于汽轮发电机 按躲过电动机自起动或发电机失磁而出现非同步运行方 式时的最低电压定值 通常可取 对应值 60VVUU edz 60 50 100 6 0 5 0 6 0 5 0 复合电压过电流保护动作延时建议取 0 5s 本例取 2S 2 失磁保护 1 阻抗元件整定 本公司保护为异步边界阻抗判据 采用下式 0 2 2 9043 1 100 60 75 3 5 10 1622 0 2 1 2 1 jnnSUXjX yleeda 0 2 2 9004 37 100 60 75 3 5 10 75 1 2 1 jnnSUXjKX yleedkb 15 式中 发电机额定容量 3 75MVA e S 发电机额定电压 10 5KV e U 发电机 CT 变比 60 l n 发电机 PT 变比 100 y n 可靠系数 取 1 2 k K 发电机暂态电抗 16 22 d X 发电机同步电抗 175 d X 延时一般取 0 5 1s 用以躲开系统振荡误动 推荐延长 1S 2 闭锁元件动作值 a 低电压元件整定 V n U U y e dz 84 100 10500 8 0 8 0 7 0 建议取 0 8 b 负序电压元件整定值 V n U U y e dz 3 6 100 10500 06 0 06 0 05 0 2 建议取 0 06 3 过负荷保护 对称过负荷按发电机长期允许的负荷电流条件下能可靠返回的条件来整 定 对应值 4 24AA nK IK I lh ek dz 01 4 609 0 20605 1 式中 Ie 发电机额定电流 Kk 可靠系数 采用 1 05 Kh 返回系数 采用 0 90 动作时限 应与发电机过电流保护动作时限大 1 2 t 4 负序过流保护 两段式保护 1 过负荷部分 16 动作于信号 按躲过发电机长期允许的负序电流值和躲过最大负荷下负序 电流滤过器的不平衡电流整定 对应值A n I I l e dz 69 0 60 2062 02 0 2 0 7A 按延时 5 10s 发信号 本例取 1S 2 过电流部分 按转子发热条件 采用定时限特性的负序电流保护 其负序电流保护的动 作值为 A n I I l e dz 72 1 60 2065 05 0 2 延时取 1s 负序电流动作值与延时时间应与发电机短时间允许的负序电流特性配合 5 零序电流保护 按规程规定 50MW 以下发电机组允许的接地电流值为 4A 根据零序 CT 给 的参数 将 4A 换算成二次值 乘以 1 1 倍可靠系数即可 6 过电压保护 保护动作电压整定值 对应值 130VVUU edz 1303 1 保护动作延时一般取 0 5s 7 低电压保护 保护动作电压整定值 对应V n U U y e dz 84