电力变压器的继电保护整定值计算10-30

1、电力系统继电保护整定值计算【流莽】整理3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配置变压器容量(kVA)保护装置名称备注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<400一一一一一> 315 kVA 的车间内 油浸变压 器装设一般用同 压熔断器 保护400630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 时装设一装设并列运 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 装设一一般用 GL型继 电器兼作 过电流及 电流速断 保护800一装设一100

2、01600装设过电流保 护时限>0.5s 时装设一装设20005000当电流速 断保护不 能满足灵 敏性要求 时装设一63008000单独运行 的变压器 或负荷/、并列运行 的变压器一>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 装设太重要的 变压器装 设>10000装设一装设一装设装设注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

3、设变压器中性线上的零序过电流保护。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2: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

4、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3: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

5、.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。最大运行方式一是指在被保护对象末端短路时，系统 等值阻抗最小，通过保护装置的 短路电流为最大的运行方式 最小运行方式一是指在上述同样短路情况下， 系统等值阻抗最大，通过保护装置的 短路电

6、流为最小的运行方式(1) Sr T 变压器的额定容量，kVA(2) U irT 变压器的高压侧额定电压，kV(3) U 2rT 变压器的低压侧额定电压，kV(4) IirT 变压器的高压侧额定电流，A(5) I 2r T 变压器的低压侧额定电流，A(6) uk% 变压器的短路电压(即阻抗电压)百分值(7) Krei 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 ; 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1.051.1 ,而 微机保护的可靠系数大约为1.051.

7、2注：继电保护整定可靠系数Krel的选取应考虑的因素 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) K jx 接线系数，接于相电流时取1,接于相电流差时取33(9) Kr 继电器返回系数，取0.85 (动作电流)注：返回系数K r是指返回量与动作量的比值。因

8、此对于用于过量动作的继电器 K r<1;对于用于欠量动作的继电器 K r >1.返回系数Kr与继电器的类型有关。 电磁型继电器 的返回系数大约为0.85 ;而微机保护的返回系数大约为0.90.95.(10) K gh 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 23, 当无自起动电动机时取1.31.5 ;而微机保护的过负荷保护系数(工业配电)取3, 民用配电取1.52(11) KT 变压器的高、低压侧额定电压比(线电压)。(12) K sen 灵敏系数(13) nTA 电流互感器变比(14) I op 保护装置一次动作电流(15) I op k 保护装置动作电流(16

9、) 12k2 min 最小运行方式下，变压器低压侧两相短路时流过高压侧(保护安装处)的稳态电流(17) I k3 max 三相对称短路电流初始值(超瞬态短路电流)(18) I 2k3 max 最大运行方式下，变压器低压侧三相短路时流过高压侧(保护安装处)的超瞬态电流(19) I 1k 2 min 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涉及到的计算公式(1)核压器的额定容量计算公式S r T = 3*U1rT*I1rTS r T = <3*U2rT * I2rT(2) :压器低压侧三相短路电流经验计算公式一00100 I2rT k 3 max(3)回流保护整定值计算公式保护装

10、置的动作电流Iopk应躲过可能出现的过负荷电流，其计算公式为K gh I 1r T I op k = K rel - K jx -K r nTA电力系统继电保护整定值计算【流养】整理保护装置的灵敏系数按电力系统最小运行方式下, 验，其校验公式为I 2 k 2 mnK sen 二一 1.5I op其中保护装置一次动作电流为I op ,其计算公式为I op = I op knTAKjx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 0.50.7s（4）电流速断保护整定值计算公式保护装置的动作电流Iopk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I K Kop kreljx

11、12k 3 maxnTA保护装置的灵敏系数KsenKsen低压侧两相短路时流过高压侧（保护安装处）的短路电流校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I1 k2 min oK = 2I opsen其中保护装置一次动作电流为I op ,其计算公式为nTAI 二 Iop op kK jxt=0s （速断跳闸）和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=0.5s （延时速断跳闸）两种。（5）他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I

12、二一1 k3 maxI k 2 minI k1 min流过 高压 侧（保 护安 装处） 的折 算值112k 3 max _1 k 3 maxKT（变压器组别Yyn0 ）1I 2 k2 min 一冲 I k 2 minK T（变压器组别Yyn0 ）2I 2k1 min 一州 I k min3KT（变压器组别Yyn0 ） r_1山1 2k 3 max 1 k 3 maxKT（变压器组别Dyn11 ）2I 2k 2 min -i-* I k 2 minV3 * KT（变压器组别Dyn11 ）1I 2k1 min 一厂* I k minJ3 中 K t（变压器组别Dyn11 ）L. “I 2k 3 m

13、ax I k 3 maxKT（变压器组别Yd11 ）2I=I I12k 2 min厂1 k2 min73 冰 KT（变压器组别Yd11 ）（6），氏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）c*U nI k 3 -1V3 * J（ R2工 + X 2工）实U n 一短路计算点所在 电网的标称电压（380V）X K p 峰值系数R. . -H * Ry / X yK p = 1 + e工 乙x c短路计算电压系数,取平均值1.052三相对称开断电 流（流效值）（kA）对远离发电机端短路，I b3 - I k33三相短路电流峰 值（kA）ip3 = A

14、* Kp* Ik34三相稳态短路电 流（流效值）（kA）对远离发电机端短路，I k3 - I k35两相稳态短路电 流（流效值）（kA）对远离发电机端短路，Ik2 =0.866 Ik3(7)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)I “ - I d 1k3 *X工X U n 一短路计算点所在电 网的标称电压(kV)X K p 峰值系数K D =1+卬运/ X工 p对高压电路：1Ri远远小于T* XI, 3可取K p =1.8,则ip3 = 2.55 * 心X Id 一短路计算点基电流2三相对称开断 电流(后效值)(kA)对远离发电机端短路，

15、1b3 = 1 k33三相短路电流 峰值(kA)ip3 = ewKpTk'34三相稳态短路 电流(后效值)(kA)对远离发电机端短路，1k3 = Ik35两相稳态短路 电流(后效值)(kA)对远离发电机端短路，Ik2 = 0.866 -鼠36对称短路容量 初始值(MVASk'3 =而" C*U n*Ik'3二.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 S,t =1600 kVA变压器的短路电压(即阻抗电压)Uk °。= 6接线组别Dyn11 变压器的短路损耗APk=10.2KW(2)高

16、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)根据变压器额定容量可计算出低压侧额定电流I2rTSrT =，3*U2,t* LrTSrT1600 kVA.I 2rT .2309 . 5 AX 3 U 2rT 、30.4kV电力系统继电保护整定值计算【流养】整理11(2)根据变压器额定容量可计算出高压侧额定电流Iir TSrT = 3*Ui,t * 1.SrT1600 kVA=11r T ： -=

17、92.38 A一'3 U 1r T 3 10 kV(3)计算变压器低压侧三相短路电流Ik3 max100 I 2rT 100 - 2309 .5 =38.49 kAUk00(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1112k3max =I k3max = 38 .49 kA = 1539 .6A2k 3 maxk 3 maxKT10 kV0.4kV(5)以微机保护装置DMR20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:Krel =1.05K jx =1Kr =0.95K gh =3 * 5计算过电流保护整定值(a)计算过电流保护动作电流整定值(

18、二次电流)K Igh 1r TI 二 K K op kreljx=1 .05 1K r - nTA(b)验算保护装置的灵敏系数Ksen保护装置一次动作电流为150n TA5= Iop =Iopk 以=9.7 3= 291 AKjx1变压器组别为Dyn11,对远离发电机端短路则I k3 = I k'3 , I k2 = 0.866 * I k3 I 2k2 min21, Ik 2 min 3 K22 0.866 I0.866 I”K 3-K 3X 3 K T 3 K T0.866 38490 = 0.0461890.866 38490 =1539 .6A 10 kV 、3 0.4kV验算

19、灵敏系数KsenI 2k 2 minI op1539 .6A =5.3> 1.5291 A经验算K sen满足要求。(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)计算电流速断保护动作电流整定值(二次电流)Ic -2k3 maxI K 1K op kreljxnTA1539 .6= 1.05 153 .89 A150(b)验算保护装置的灵敏系数Ksen保护装置一次动作电流为150I = I k-nAop op kK jx=53.89 5 = 1616 .7 A1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

20、)保护装置的动作时限取无动作时限t=0s电力系统继电保护整定值计算【流莽】整理15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89A;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4550A;保护装动作时限取0s（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DLKrel =1.2（过电流保护）K jx = 1 K =0.85 JxI过流继电器GLKrel =1.3（过电流保护）K jx -1 Kr = 0.8

21、5计算方法同上（略）Krel =1.3（电流速断保护）K gh - 3K rel =1.5（电流速断保护）Kgh =3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。速断I op k过流Iop k瞬动电流倍数 二"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Sd =100 MVAX U n 一短路计算点所在电网的标称电压（kV）X I d 一短路计算点基准电流（kA）派c 短路计算电压系数，取平均值1.052基准电压U d = c* U n3基准电流

22、I _Sd_SdV3*U dy3* c * U n常用基准值（Sd =100MVA ）系统标称电压U n （单位：kV）0.38361035110基准电压Ud （单位：kV）0.43.156.310.537115基准电流I d （单位：kA）144.318.39.165.51.560.5（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*SdX s =S ”S k 32电力线路WSdX w = x0 * J 22(c* Un )23配电变压器x，Uk*

23、SdX T -100 * Sr T4限流电抗器丫 *1X L / 0U r .Ls dX L = +.用100v3 * I r L (c * U n )2符号说明:（1） Sk'3 电力系统变电所高压馈电出口处短路容量（MVA，取具体工程的设计规 划容量（供电部门提供）（2） x 0电力线路单位长度的电抗（Q /km）注1:当线路结构数据不详时，xo可取其近似值, 对6kV电缆线路X0=O.O7 Q/km;对 10kV电缆线路 xo =0.08 Q/km；对6kV架空线路 xo=0.35 Q/km；对 10kV架空线路 xo = 0.35 Q/km；其它参数见下面表-1（3） l电力线路的长度（km）（4） U n元件所在电网的标称电压（kV）（5） Uk% 变压器的短路电压（即阻抗电压）百分值（6）