电力变压器的继电保护整定值计算10-6-30

电力系统继电保护整定值计算电力系统继电保护整定值计算 流莽流莽 整理整理 1 1 电力变压器的继电保护整定值计算电力变压器的继电保护整定值计算 一 一 电力变压器的继电保护配置电力变压器的继电保护配置 保护装置名称变压器容量 kVA 带时限的 过电 流保护 电流速断 保护 纵联差动 保护 低压侧单 相接地保 护 过负荷 保护 瓦斯保护 温度保护 备注 400 315 kVA 的车间内 油浸变压 器装设 一般用高 压熔断器 保护 400 630 800 高压侧采 用断路器 时装设 高压侧采 用断路器 且过电流 保护时限 0 5s 时装设 1000 1600 装设一般用 GL 型继 电器兼作 过电流及 电流速断 保护 2000 5000 过电流保 护时限 0 5s 时装设 当电流速 断保护不 能满足灵 敏性要求 时装设 6300 8000 装设 单独运行 的变压器 或负荷不 太重要的 变压器装 设 并列运行 的变压器 或重要变 压器或当 电流速断 保护不能 满足灵敏 性要求时 装设 装设 装设 10000 装设 装设 并列运 行的变 压器装 设 作 为其他 备用电 源的变 压器 根据过 负荷的 可能性 装设 装设装设 5000 kVA 的单 相变压器 宜装设远 距离测温 装置 8000 kVA 的变 压器宜装 设远距离 测温装置 注注 1 1 当带时限的过电流保护不能满足灵敏性要求时 应采用低电压闭锁的 带时限的过电流保护 当利用高压侧过电流保护及低压侧出线断路器保护不能满足灵敏性要求时 应装 设变压器中性线上的零序过电流保护 电力系统继电保护整定值计算电力系统继电保护整定值计算 流莽流莽 整理整理 2 2 低压电压为 230 400V 的变压器 当低压侧出线断路器带有过负荷保护时 可不装 设专用的过负荷保护 密闭油浸变压器装设压力保护 干式变压器均应装设温度保护 注注 2 2 电力变压器配置保护的说明电力变压器配置保护的说明 1 配置保护变压器内部各种故障的瓦斯保护 其中轻瓦斯保护瞬时动作发出信号 重瓦斯保护瞬时动作发出跳闸脉冲跳开所连断路器 2 配置保护变压器绕组和引线多相短路故障及绕组匝间短路故障的纵联差动保护或 者电流速断保护 瞬时动作跳开所连断路器 3 配置保护变压器外部相间短路故障引起的过电流保护或复合电压启动过电流保护 4 配置防止变压器长时间的过负荷保护 一般带时限动作发出信号 5 配置防止变压器温度升高或冷却系统故障的保护 一般根据变压器标准规定 动 作后发出信号或作用于跳闸 6 对于 110kV 级以上中性点直接接地的电网 要根据变压器中性点接地运行的具体 情况和变压器的绝缘情况装设零序电流保护或零序电压保护 一般带时限动作 作用于跳闸 注注 3 3 过流保护和速断保护的作用及范围过流保护和速断保护的作用及范围 过流保护 可作为本线路的主保护或后备保护以及相邻线路的后备 保护 它是按照躲过最大负荷电流整定 动作时限按阶段原则选择 速断保护 分为无时限和带时限两种 a 无时限电流速断保护装置是按照故障电流整定的 线路有故障时 它能瞬时动作 其保护范围不能超出本线路末端 因此只能保护线路的一部分 b 带时限电流速断保护装置 当线路采用无时限保护没有保护范围时 为使线路全 长都能得到快速保护 常常采用略带时限的电流速断与下级无时限电流速断保护 相配合 其保护范围不仅包括整个线路 而且深入相邻线路的第一级保护区 但 不保护整个相邻线路 其动作时限比相邻线路的无时限速断保护大一个时间级 二 电力变压器的继电保护整定值计算二 电力变压器的继电保护整定值计算 计算公式中所涉及到的符号说明 在继电保护整定计算中 一般要考虑电力系统的最大与最小运行方式 最大运行方式最大运行方式 是指在被保护对象末端短路时 系统等值阻抗最小等值阻抗最小 通过保护装置的 短路电流为最大短路电流为最大的运行方式 最小运行方式最小运行方式 是指在上述同样短路情况下 系统等值阻抗最大等值阻抗最大 通过保护装置的 短路电流为最小短路电流为最小的运行方式 电力系统继电保护整定值计算电力系统继电保护整定值计算 流莽流莽 整理整理 3 3 1 变压器的额定容量 kVA Tr S 2 变压器的高压侧额定电压 kV Tr U 1 3 变压器的低压侧额定电压 kV Tr U 2 4 变压器的高压侧额定电流 A Tr I 1 5 变压器的低压侧额定电流 A Tr I 2 6 变压器的短路电压 即阻抗电压 百分值 0 0 k u 7 可靠系数 用于过电流保护时 DL 型继电器取 1 2 和 GL 型继电器取 1 3 rel K 用于电流速断保护时 DL 型继电器取 1 3 和 GL 型继电器取 1 5 用于低压侧单相接 地保护时 在变压器中性线上装设的 取 1 2 用于过负荷保护时取 1 05 1 1 而微机保护微机保护的可靠系数大约为 1 05 1 2 注 注 继电保护整定可靠系数继电保护整定可靠系数的选取应考虑的因素的选取应考虑的因素 rel K 按照短路电流整定的无时限保护 应选用较小的系数 按照与相邻保护的整定值配合整定的保护 应选用较小的系数 保护动作速度较快时 应选用较大的系数 不同原理或不同类型的保护之间整定配合时 应选用较大的系数 运行中设备参数有变化或难以准确计算时 应选用较大的系数 在短路计算中 当有零序互感时 因为难以精确计算 故应选用较大的系数 在整定计算中有误差因素时 应选用较大的系数 8 接线系数 接于相电流时取 1 接于相电流差时取 jx K 3 9 继电器返回系数 取 0 85 动作电流 r K 注 注 返回系数是指返回量与动作量的比值 因此对于用于过量动作的继电器 r K 1 对于用于欠量动作的继电器 1 r K r K 返回系数与继电器的类型有关 电磁型继电器电磁型继电器的返回系数大约 r K 为 0 85 而微机保护微机保护的返回系数大约为 0 9 0 95 10 过负荷保护系数 包括电动机自起动引起的过电流倍数 一般取 2 3 gh K 当无自起动电动机时取 1 3 1 5 而微机保护微机保护的过负荷保护系数 工业配电 取 电力系统继电保护整定值计算电力系统继电保护整定值计算 流莽流莽 整理整理 4 4 3 民用配电取 1 5 2 11 变压器的高 低压侧额定电压比 线电压 T K 12 灵敏系数 sen K 13 电流互感器变比 TA n 14 保护装置一次动作电流op I 15 保护装置动作电流 kop I 16 最小运行方式下 变压器低压侧两相短路时流过高压侧 保护安装 min22 k I 处 的稳态电流 17 三相对称短路电流初始值 超瞬态短路电流 max3 k I 18 最大运行方式下 变压器低压侧三相短路时流过高压侧 保护安装 max32 kI 处 的超瞬态电流 19 最小运行方式下 保护装置安装处两相短路时的超瞬态电流 min21 kI 涉及到的计算公式涉及到的计算公式 1 1 变压器的额定容量计算公式变压器的额定容量计算公式 TrTrTr IUS 11 3 TrTrTr IUS 22 3 2 2 变压器低压侧三相短路电流经验计算公式变压器低压侧三相短路电流经验计算公式 0 0 100 2 max3 k Tr k u I I 3 3 过电流保护过电流保护整定值计算公式整定值计算公式 保护装置的动作电流保护装置的动作电流kop I 应躲过可能出现的过负荷电流 其计算公式为 TAr Trgh jxrelkop nK IK KKI 1 电力系统继电保护整定值计算电力系统继电保护整定值计算 流莽流莽 整理整理 5 5 保护装置的灵敏系数保护装置的灵敏系数 sen K 按电力系统最小运行方式下 低压侧两相短路时流过高压侧 保护安装处 的短路电流 校验 其校验公式为 5 1 min22 op k sen I I K 其中保护装置一次动作电流为 其计算公式为 op I jx TA kopop K n II 保护装置的动作时限保护装置的动作时限 应与下一级保护动作时限相配合 一般取 0 5 0 7s 4 4 电流速断保护电流速断保护整定值计算公式整定值计算公式 保护装置的动作电流保护装置的动作电流kop I 应躲过低压侧短路时 流过保护装置的最大短路电流 其计算公式为 TA k jxrelkop n I KKI max32 保护装置的灵敏系数保护装置的灵敏系数 sen K 按电力系统最小运行方式下 保护装置安装处两相短路电流校验 其校验公式为 2 min21 op k sen I I K 其中保护装置一次动作电流为 其计算公式为 op I jx TA kopop K n II 保护装置的动作时限保护装置的动作时限 变压器电流速断保护装置动作时限分为 t 0s 速断跳闸 和 t 0 5s 延时速断跳闸 两种 电力系统继电保护整定值计算电力系统继电保护整定值计算 流莽流莽 整理整理 6 6 5 5 电力变压器低压侧短路时流过高压侧的最大一相电流值电力变压器低压侧短路时流过高压侧的最大一相电流值 采用三相式保护 计算 点 三相短路电流 A 二相短路电流 A 单相 接地 短路电流 A 低压 侧短 路时 的实 际值 max3 k I min2 k I min1 k I max3max32 1 k T k I K I 变压器组别 Yyn0 min2min22 1 k T k I K I 变压器组别 Yyn0 minmin12 3 2 k T k I K I 变压器组别 Yyn0 max3max32 1 k T k I K I 变压器组别 Dyn11 min2min22 3 2 k T k I K I 变压器组别 Dyn11 minmin12 3 1 k T k I K I 变压器组别 Dyn11 流过 高压 侧 保 护安 装处 的折 算值 max3max32 1 k T k I K I 变压器组别 Yd11 min2min22 3 2 k T k I K I 变压器组别 Yd11 6 6 低压三相和二相短路电流的计算低压三相和二相短路电流的计算 序 号 物理量名称计算公式说明 1 三相对称短路电 流初始值 kA 3 22 3 XR Uc I n k 2 三相对称开断电 流 有效值 kA 对远离发电机端短路 33kb II 3 三相短路电流峰 值 kA 33 2 kpp IKi 4 三相稳态短路电 流 有效值 kA 对远离发电机端短路 33kk II 短路计算点所在n U 电网的标称电压 380V 峰值系数 p K XR p eK 1 短路计算电压系 c 数 取平均值 1 05 电力系统继电保护整定值计算电力系统继电保护整定值计算 流莽流莽 整理整理 7 7 5 两相稳态短路电 流 有效值 kA 对远离发电机端短路 32 866 0 kk II 7 7 高压三相短路电流与短路容量的计算高压三相短路电流与短路容量的计算 序 号 物理量名称计算公式说明 1 三相对称短路 电流初始值 kA 3 X I I d k 2 三相对称开断 电流 有效值 kA 对远离发电机端短路 33kb II 3 三相短路电流 峰值 kA 33 2 kpp IKi 4 三相稳态短路 电流 有效值 kA 对远离发电机端短路 33kk II 5 两相稳态短路 电流 有效值 kA 对远离发电机端短路 32 866 0 kk II 6 对称短路容量 初始值 MVA 33 3 knk IUcS 短路计算点所在电n U 网的标称电压 kV 峰值系数 p K XR p eK 1 对高压电路 远远小于 R X 3 1 可取 则 8 1 p K 33 55 2 kp Ii 短路计算点基电流 d I 二 运用举例二 运用举例 1 已知变压器参数为 SCB10 1600 10 1 2 5 0 4 kV 额定容量 1600 kVA Tr S 变压器的短路电压 即阻抗电压 6 0 0 k u 接线组别 Dyn11 变压器的短路损耗 KWPk2 10 2 高压电流互感器参数为 3 只 LZZJB12 10A 变比 150 5 额定输出 20 15 VA 准确级 0 5 10P15 3 微机保护装置 DMR201 4 过流继电器 GL 15 10 5 过流继电器 DL 试概略计算过电流保护与电流速断保护整定值 解 1 1 根据变压器额定容量可计算出低压侧额定电流Tr I 2 电力系统继电保护整定值计算电力系统继电保护整定值计算 流莽流莽 整理整理 8 8 TrTrTr IUS 22 3 A kV kVA U S I Tr Tr Tr 5 2309 4 03 1600 3 2 2 2 2 根据变压器额定容量可计算出高压侧额定电流 Tr I 1 TrTrTr IUS 11 3 A kV kVA U S I Tr Tr Tr 38 92 103 1600 3 1 1 3 3 计算变压器低压侧三相短路电流 kA u I I k Tr k 49 38 6 5 2309100 0 0 100 2 max3 4 4 计算变压器低压侧三相短路时流过高压侧的超瞬态电流的折算值 AkA kV kV I K I k T k 6 153949 38 4 0 10 11 max3max32 5 5 以微机保护装置 DMR201 为例 概略计算过电流保护与电流速断保护 整定值 其中参数取值如下 05 1 rel K1 jx K95 0 r K3 gh K 计算过电流保护整定值 a a 计算过电流保护动作电流整定值 二次电流 A nK IK KKI TAr Trgh jxrelkop 7 9 5 150 95 0 38 923 105 1 1 b b 验算保护装置的灵敏系数 sen K 保护装置一次动作电流为 电力系统继电保护整定值计算电力系统继电保护整定值计算 流莽流莽 整理整理 9 9 A K n II jx TA kopop 291 1 5 150 7 9 变压器组别为 Dyn11 对远离发电机端短路则 33kk II 32 866 0 kk II 33min2min22 866 0 3 2 866 0 3 2 3 2 K T K T k T k I K I K I K I A kV kV 6 153938490866 0046189 038490866 0 4 0 10 3 2 验算灵敏系数 5 13 5 291 6 1539 min22 A A I I K op k sen 经验算满足要求 sen K c c 保护装置的动作时限 应与下一级保护动作时限相配合 一般取 t 0 5 0 7s 计算电流速断保护整定值 a a 计算电流速断保护动作电流整定值 二次电流 A n I KKI TA k jxrelkop 89 53 5 150 6 1539 105 1 max32 b b 验算保护装置的灵敏系数 sen K 保护装置一次动作电流为 A K n II jx TA kopop 7 1616 1 5 150 89 53 电力系统继电保护整定值计算电力系统继电保护整定值计算 流莽流莽 整理整理 1010 因上一级主变系统参数不能确定 故无法验算灵敏系数是否满足要求 c c 保护装置的动作时限 取无动作时限 t 0s 注 上述概略 无准确的系统参数 计算出的过电流保护与电流速断保护 整定值要适当偏小取值 如 上述过电流保护整定值为 9 7A 可适当偏小取值为 8 9A 保护装置的动作时限约为 0 6s 电流速断保护整定值为 53 89A 可适当偏小取值为 45 50A 保护装动作时限取 0s 6 6 以过流继电器以 GL 或 DL 为例 概略计算过电流保护与电流速断保护 整定值 其中参数取值如下 过流继电器 DL 过电流保护 电流速断保护 2 1 rel K3 1 rel K 1 jx K85 0 r K3 gh K 过流继电器 GL 过电流保护 电流速断保护 3 1 rel K5 1 rel K 1 jx K85 0 r K3 gh K 计算方法同上 略 注 电流速断保护瞬动电流倍数 电流速断保护装置动作电流与过电流保护装置动作电流 之比 取整数倍如 4 倍 6 倍等 kop kop I I 过流 速断 瞬动电流倍数 电力系统继电保护整定值计算电力系统继电保护整定值计算 流莽流莽 整理整理 1111 附注 附注 补充一些有关三相对称短路电流的计算知识 采用标幺值法计算 一 确定基准值 序 号 基准值计算公式符号说明 1 基准容量MVASd100 2 基准电压 nd UcU 3 基准电流 n d d d d Uc S U S I 33 短路计算点所在电网的n U 标称电压 kV 短路计算点基准电流d I kA 短路计算电压系数 取 c 平均值 1 05 常用基准值 MVASd100 系统标称电压 单位 n U kV 0 38361035110 基准电压 单位 kV d U 0 43 156 310 537115 基准电流 单位 kA d I 144 318 39 165 51 560 5 电力系统继电保护整定值计算电力系统继电保护整定值计算 流莽流莽 整理整理 1212 二 短路计算点应根据计算目的选取 一般为高压电源引入处 高压配电所 母线 车间变电所变压器一次侧和二次侧等处 三 计算高压短路回路各元件的电抗标幺值 序 号 元件名称电抗标幺值计算公式 1 电力系统 3k d s S S X 2 电力线路 2 0 Unc S lxX d w 3 配电变压器 Tr dk T S SU X 100 0 0 4 限流电抗器 2 3 100 0 0 n d Lr Lr L L Uc S I U X X 符号说明 符号说明 1 电力系统变电所高压馈电出口处短路容量 MVA 取具体工程的设计3k S 规划容量 供电部门提供 2 电力线路单位长度的电抗 km 0 x 注注 1 1 当线路结构数据不详时 可取其近似值 0 x 对 6kV 电缆线路 km 07 0 0 x 对 10kV 电缆线路 km 08 0 0 x 对 6kV 架空线路 km 35 0 0 x 对 10kV 架空线路 km 35 0 0 x 其它参数见下面表 1 3 电力线路的长度 km l 4 元件所在电网的标称电压 kV n U 电力系统继电保护整定值计算电力系统继电保护整定值计算 流莽流莽 整理整