煤矿供电整定保护计算_图文

1、一、电力变压器的继电保护配置 二、电力变压器的电流保护整定计算 三、 示例【例7-1】 10/0.4KV 车间配电变压器的保护。已知条件:变压器为S9型630KVA ,高压测额定电流为36.4A ,过负荷系数取3。最大运行方式下变压器低压侧三项短路时,流过高压测的超瞬态电流max 32''k I 为664.6A 。最小运行方式下变压器高压侧三相短路超瞬态电流min 31''k I 为2750A ,低压侧三相短路时流过高压侧的超瞬态电流min 32''k I 为565A 。最小运行方式下变压器低压侧母线单项接地稳态短路电流min 122k I 为8

2、220A (对于Y ,yn0接线、14060A (对于D ,yn11接线。计算中可假定系统电源容量为无穷大,稳态短路电流等于超瞬态短路电流。解(1电力变压器的保护配置。1 装设三个LL-11A 型过流继电器和三个变化为100/5的电流互感器TA1TA3,组成过电流保护兼作电流速断保护。2 装设一个LL-11A 型过流继电器和一个变化为1000/5的电流互感器TA4,组成低压侧单相接地保护(当仅按躲过不平衡电流整定时TA4变比应为300/5。 保护原理见下图。 配电变压器保护原理 (2整定计算。1过电流保护:保护装置的动作电流r rT gh jxre Kop=取9A保护装置一次动作电流(1801

3、209A K n I I jxTAkopop =保护装置的灵敏系数565866.0''866.0''min32min22>=opk opk sen I I I I K保护装置的动作时限取0.5s2电流速断保护:保护装置的动作电流(8.492032A n I K K I TA k jxrel Kop=瞬动作电流倍数(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为54.598.49=,取6倍保护装置的灵敏系数22.261802750866.0''866.0''min31min21>=opk opk sen I I

4、I I K根据上述计算,装设LL-11A/10型过流继电器。3低压侧单相接地保护:利用高压侧三相式过流保护兼作单相接地保护,其灵敏系数(对于Y ,yn0接线变压器5.116.13812<=Top k opk sen n I I I I K不满足要求,故应装设专用的零序过流保护,其动作电流:按躲过不平衡电流整定 (55.45rTrelKop =,取5A保护装置的一次动作电流 TA K op op n I I =3005/3005=(A 按与低压出线断路器保护配合整定(见图7-1410=KopI (A TA 的变比1000/5,故保护装置一次动作电流(20005/100010A I op =

5、保护装置的灵敏系数5.111.420008220min122>=opk sen I I K故装设LL-11A/10型过流继电器,保护装置的动作时限采用0.5S 。利用高压侧三相式过电流保护兼作低压侧单相接地保护(对于D,yn11 接线变压器,其灵敏系数12>=Top k opk sen n I I I I K满足要求。【例7-2】 35/6.3kV 降压变压器的差动保护。 已知条件:变压器为SF9-16000型16000kVA 。高压侧额定电压为35kV ,低压侧额定电压为6.3kV ,Y ,d11接线,8%=k U 。35kV 母线归算至平均电压37kV 的三相短路电流:最大运行

6、方式为3570A ,最小运行方式为2140A 。最小运行方式下6.3kV 母线两相短路,归算至平均电压6.3kV 的短路电流为9786A 。最小运行方式下6.3kV 母线两相短路,归算至35kV 侧的短路电流为1099A 。6.3kV 侧最大负荷电流为1000A 。解 (1差动保护配置。装设三个BCH-2型差动继电器和高压侧三个变比为600/5的电流互感器,低压侧装设三个1500/5的电流互感器。(2整定计算。1算出变压器各侧额定电流,选出电流互感器和确定其二次回路额定电流。计算结果见表 由上表可看出,6.3kV 侧电流互感器的二次回路额定电流大于35kV 侧,因此6.3kV 侧为基本侧(第I

7、 侧。2计算保护装置6.3kV 侧的一次动作电流:按躲过最大不平衡电流条件max'(+=ktx rel op I f U f k K I=1.3(10.1+0.05+0.059786=2544 (A按躲过励磁涌流条件19061300=fhop I I (A 因此,应该按躲过外部故障最大不平均电流条件,选用6.3kV 侧一次动作电流A I op 2544=。一、610kV线路的继电器保护配置 二、610kV线路的继电器保护整定计算 三、示例 【例7-3】总降压变电所引出的10kV电缆线路的保护,线路接线如上图所示。已知条件:考虑电动机起动时的线路过负荷电流gh I 为350A 。最大运行

8、方式下,总降压变电所母线三相短路超瞬态电流max 31''k I 为5500A ,配电所母线三相短路超瞬态电流max 32''k I 为5130A ,配电变压器低压侧三相短路时流过高压侧的超瞬态电流max 33''k I 为820A 。最小运行方式下,总降压变电所母线三相短路超瞬态电流min 31''k I 为4580A ,配电所母线三相短路超瞬态电流min 32''k I 为4320A ,配电变压器低压侧三相短路时流过高压侧的超瞬态电流min 33''k I 为796A 。10kV 电网的总单相接

9、地电容电流C I 为15A 。10kV 电缆线路电容电流C I 为1.4A 。下一级配电变压器过电流保护装置动作电流3op I 为150A 。计算中可假定系统电源容量为无穷大,稳态短路电流等于超瞬态短路电流。解 (1保护装置1由于无时限电流速断保护不能满足灵敏系数要求,故装设三个DL-31型电流继电器、一个SS-94/22型时间继电器和三个变比为300/5的电流互感器组成带时限电流速断保护。2装设三个DL-31型电流继电器,一个SS-94/22型时间继电器和三个变比为300/5的电流互感器组成过电流保护。3装设零序电流互感器及与其配合的继电器组成单相接地保护,动作于信号。 (2整定计算 10k

10、v 线路保护原理 1无时限电流速断保护:保护装置的动作电流11160513013.1max331=TAk jxre K op n I KK I (A 取110A保护装置一次动作电流6600160110=jxTA op op Kn KI I (A 保护装置的灵敏系数2601.066004580866.0''866.0''min31min21<=opk opk sen I I I I K无时限电流速断保护不能满足灵敏系数要求,故应装设带时限限流速断保护。 2带时限电流速断保护:保护装置的动作电流8.176082013.1''max33max33

11、1=TAk jxrel TAk jxre K op n I KK n I KK I (A 取110A取20A 。保护装置一次动作电流120016020=jxTA op op Kn KI I (A 保护装置的灵敏系数23.312004580866.0''866.0''min31min21>=opk opk sen I I I I K装设DL-31/20型电流继电器。 保护装置动作时限取0.5s 。3过电流保护:按躲过过负荷电流条件计算保护装置的动作电流2.860=TAr ghjxre K op n K I KK I (A 按与下一级配电变压器过电流保护装置的

12、动作电流相配合条件计算保护装置的动作电流75.26015011.13=TAop jxco K op n I KK I (A 由于前者计算结果较大,故按该计算结果整定,取9A 。 保护装置一次动作电流5401609=jxTA op op Kn KI I (A 保护装置的灵敏系数: 在线路末端发生短路时4320866.0''866.0''min32min22min22>=opk opk opk sen I I I I I I K在配电变压器低压侧发生短路时(后备保护2.128.1540796866.0''866.0''min33

13、min23min 23>=opk opk opk sen I I I I I I K装设DL-31/10型电流继电器。保护装置的动作时限应与配电变压器(800kVA 的LL 型过电流继电器的反时限部分相配合,取1.2s 。4单项接地保护:按躲过被保护线路电容电流条件计算的保护装置动作电流74.151=CX re op I K I (A 按满足最小灵敏系数条件计算的保护装置动作电流9.1025.14.115=-=-senCXc op K I I I (A保护装置的动作电流取10(A ,满足LJ-75型零序电流互感器及DD-11/60型继电器的灵敏系数要求。一、610kV 母线分段断路器的保

14、护配置 二、610kV 母线分段断路器的继电保护整定计算 三、示例【例7-4】 配电所6kV 母线分段断路器的保护。 已知条件一段母线最大负荷(包括电动机起动所引起的电流fh I 为350A 。最大运行方式下母 线三相短路超瞬态电流''max 3k I 为5130A 。最小运行方式下母线三相短路超瞬态电流''max3k I 为4320A ,相邻元件末端三相短路时,流过保护装置的三相短路超瞬态电流max 3k I 为7 % A 。计算中可假定系统电源容量为无穷大,稳态短路电流等于超瞬态短路电流。解 (1保护配置。装设三个LL-llA 型过电流继电器和三个变比为30

15、0/5 的电流互感器组成过电流保护,过电流继电器瞬动部分解除。 6kV 母线分段断路器保护原理见图。 6kv 线路保护原理 (2整定计算。过电流保护:按躲过任一母线段的最大负荷电流条件,计算保护装置动作电流(9.860KK I TAr fhjxrel k op =取9A 。保护装置一次动作电流(5401609A Kn I I jxTA kop op =保护装置的灵敏系数5.19.65404320'min3min 2>=796866.0min23''min23>=opk opk sen I II I K装设LL-llA / 10 型过电流继电器。保护装置的动作

16、时限应较相邻元件的过电流保护大一时限阶段,取1.0s 。一、610kV 电力电容器的保护配置 二、610kV 电力电容器组的继电保护整定计算 三、示例【例7-5】10kv 、750kvar 电力电容器组的保护。已知条件:电容器为BWF10 . 5-25 -1型单台容量25kvar ,共30 台。电容器组额定电流为43 . 3A 。最小运行方式下,电容器组端部三相短路超瞬态电流''min 2k I 为2750A 。10kV 电网的总单相接地电容电流c I 为10A 。解 (1保护配置。1装设三个DL-31 型电流继电器,一个SS-94 / 22 型时间继电器和三个变比为50 /

17、5 的共用电流互感器组成的短延时速断保护。2装设三个DL-31 型电流继电器,一个SS-94 / 22 型时间继电器和三个变比为50 / 5 的共用电流互感器组成的过电流保护。3装设一个DL-31 型电流继电器,一个SS-94 / 22 型时间继电器和三个变比为50 / 5 的共用电流互感器组成的过负荷保护。4装设零序电流互感器及相应的继电器组成单相接地保护,动作于跳闸或动作于信号。5装设DJ-31 / 200 型电压继电器作为过电压保护,延时动作于跳闸或动作于信号。10kV 电容器组保护原理下图。(2整定计算。1短延时速断保护:保护装置的动作电流(1192102750866.01'&

18、#39;min2A K n I KI senTA k jxk op =保护装置的一次动作电流(1190110119A Kn I I jxTAk op op =动作时限应大于电容器组合闸涌流时间t 0.2s 。 2过电流保护:保护装置的动作电流。取A A n K I K KK I TAr rcgh jxrel k op 8(95.710= 保护装置的一次动作电流801108A Kn I I jxTAk op op (=保护装置灵敏系数2750866.0''min 2>=opk sen I I K(6.510K I TAr rcjxrel k op =,取6A 。动作时限应较

19、过电流保护大一时限阶段t =0.30-0.5s 。 4 单相接地保护:保护装置一次动作电流(65.110A K I I senc op =保护装置的动作电流大于LJ-2 型零序电流互感器及配用DD-11 /60 型接地继电器一次。 10kV 电容器组保护原理(三角形接线 一、310kV电动机的继电保护配置 二、310kV电动机的继电保护整定计算 三、示例【例7-7】传动风机用同步电动机的保护。电动机直接启动,不需要自启动,生产过程中没有过负荷的可能性。已知条件:6kV 电动机为TD173/66-10型,2500kW, rM I =279A, st K =6.5, k X "=0.15

20、4,cos r =0.9, 短路比M k K .=0.94。最小运行方式下电动机接线端三相短路超瞬态电流min.3"k I 为7330A 。6kV 电网的总单相接地电容电流C I 为9.5A 。同步电动机单相接地电容电流CM I 为0.05A 。 解 (1保护装置1装设三个BCH-2型差动继电器和六个变比为400/5的电流互感器组成纵联差动保护。2装设LJ-2型零序电流互感器和DD-11/60型接地继电器组成单相接地保护,动作于信号。3装设一个GL-12型(或LL12A/10型过流继电器和其中一个变比为400/5的电流互感器组成失步保护。由于系统接线中不考虑重合闸和备用电源自动投入装

21、置,故不装设防止断电后非同步冲击的成组保护。同步电动机保护原理见下图 (2整定计算1纵联差动保护:外部三相短路时,同步电动机输出的超瞬态电流 rM r k Mk I X I +=sin 95.0"05.1"32018.1=+=(A保护装置的动作电流,按躲过外部短路时同步电动机输出的超瞬态电流条件计算为TAm k n I jxtx rel k op fKK K L 3".=64.180=(A 按躲过电流互感器二次回路断线条件计算为TArM ST n K K jxtx rel k op fK.180279(A按躲过电流互感器二次回路断线条件计算为TArM n I jx

22、rel k op KK L =.53.48027913.1=(A 由于按躲过电流互感器二次回路断线条件计算的结果最大,故取4,53A 。 BCH-2型继电器的计算匝数2.1353.460.0=KOP C I AW W (匝第一平衡线圈实用匝数sy ph I W .为8匝,差动线圈实用匝数sy c W .为5匝(8+5<13.2, 第二平衡线圈实用匝数sy ph W .为8匝,短路线圈抽头选2-2。 保护装置的灵敏系数19016058min .20.=+=+=I TAk jxsyc sy ph sen n I KAW W W K2单相接地保护:保护装置的动作电流5

23、6.725-=senCMc op K I I I (A 保护装置的动作电流7.56A ,满足LJ-2型零序电流互感器和DD-11/60型继电器的灵敏系数要求。3失步保护:保护装置的动作电流92.480=TAr rMjxrel k op n k I KK I (A 取5A 。保护装置的动作时限2.s IK n I t rM jx TA k op gh =- =-=ght 为两倍动作电流的时间,由GL 型继电器特性曲线,查得10倍动作电流的动作时间为10s ,故装设GL-12/10型继电器。一、变压器微机保护装置的特点(1变压器微机保护所用的电流互感器二次侧采用Y 接线,其相位补偿和电流补偿系数由

24、软件实现,在正常运行中显示差流值、防止极性、变比、相别等接错,并具有差流超限报警功能。(2气体继电器保护跳闸回路不接入微机保护装置,可直接作用于跳闸,以保证可靠性,但可经触点向微机保护装置输入动作信息,进行显示并打印。或进入单独的非电量微机保护装置。(3设有液晶显示,便于整定、调试,同时可实现运行监视和故障,异常状态显示。(4具有高速数据通信网接口及打印功能。二、变压器微机保护的电流平衡调整变压器的各侧电流互感器二次侧按Y 接线,由软件进行相位校正后,由于变压器各侧额定电流及各侧电流互感器变比不等,还应对各侧计算电流值进行平衡调整,才能消除不平衡电流对变压器差动保护的影响。1、计算变压器高、低

25、压侧的一次额定电流r r I I 21,r I 1= r U S 13/ A=r I 2r U S 23/ A式中 S 变压器额定容量,KVA ;r U 1,r U 2变压器高、低压侧额定线电压,有调压分接头的,应取中间接头电压,KV 。2、计算变压器高、低压侧电流互感器二次计算电流11121/(jx TA r C Kn I I = A22222/(jx TA rC K n I I = A式中 1TA n 、2TA n 高、低压侧电流互感器变比;1jx K ,2jx K 高、低压侧电流互感器接线系数,由于微机保护要求变压器高压侧(Y 侧电流互感器也接成Y 形,由软件内部进行Y/转换,因此变压器

26、Y 侧1jx K = 3,侧2jx K =1.3、计算电流平衡调整系数b K以变压器高压侧的电流互感器二次计算电流21C I 为电流基准值,然后对低压侧的电流互感器二次计算电流22C I 进行计算调整b K =2221C C I I由于微机保护取值一般是按二进制方式取值,调整系数取值是分级的,如每级差为0.0625,则按级差取值的调整系数,不可能使差动保护完全达到平衡,但误差已很小。同时也有连续取值的,连续取值可无误差。【例7-8】 35/6kv 降压变压器的差动保护电流平衡调整。 已知条件:变压器为SF9-16000型,16000KVA ,高压侧额定电压为35KV ,低压侧额定电压为6.3K

27、V ,Y ,d11接线,电流互感器二次额定电流为5A 。解 (1计算变压器高、低压侧的一次额定电流r I 1,r I 2(26435316000311A U S I r r=,电流互感器变比1TA n =300/5=60(14663.6316000322A U SI rr =,电流互感器变比2TA n =1500/5=300(2计算变压器高、低压侧电流互感器二次计算电流:软件相位校正及计算的各侧二次计算电流为11121/TA r jx C n I K I =62.760/2643=(A 22222/TA r jx C n I KI =89.4300/14661=(A(3计算电流平衡调整系数b Kb K =558.189.462.72221=C C I I如按0.0625级差,则250.0625=1.563,实际平衡调整系数563.1'=b K , 相对误差=%3.0%10062.7643.762.7%10062.789122'21-=-=-=-c c b c I I K I ,并不影响保护的正常工作。三、变压器、电动机微机差动保护