保护整定计算(新集)

1、继电保护整定计算继电保护整定计算国投新集实验室朱朱 涛涛主要内容主要内容6KV高压开关柜的保护整定计算高压开关柜的保护整定计算n馈线开关带变压器馈线开关带变压器n馈线开关带电动机馈线开关带电动机n馈线开关带电容器馈线开关带电容器n馈线开关带电容器馈线开关带电容器国投新集实验室主要内容主要内容图一图一国投新集实验室前前 言言n常见的主要故障是相间和接地短路，以常见的主要故障是相间和接地短路，以及变压器、电动机和电力电容器等可能发及变压器、电动机和电力电容器等可能发生的匝间或层间局部短路故障。生的匝间或层间局部短路故障。 n 不正常运行状态主要指过负荷、一相断不正常运行状态主要指过负荷、一相断线、

2、一相接地及漏电等不正常工作情况。线、一相接地及漏电等不正常工作情况。国投新集实验室前前 言言 继电保护承担的任务继电保护承担的任务n被保护的电气设备及线路发生故障时，有选被保护的电气设备及线路发生故障时，有选择的将故障部分断开，以减轻故障危害，防择的将故障部分断开，以减轻故障危害，防止事故蔓延。止事故蔓延。n被保护的电气设备及线路异常运行时，发出被保护的电气设备及线路异常运行时，发出告警信号，提醒运行值班人员及时采取措施告警信号，提醒运行值班人员及时采取措施进行处理，防止事故的发生。进行处理，防止事故的发生。国投新集实验室前前 言言 继电保护的四个基本要求继电保护的四个基本要求n选择性是指系统

3、发生故障时，保护装置应使离选择性是指系统发生故障时，保护装置应使离故障点最近的断路器首先跳闸，使停电范围尽量故障点最近的断路器首先跳闸，使停电范围尽量缩小，从而保证非故障部分继续运行。缩小，从而保证非故障部分继续运行。n快速性快速切除故障的能力。快速性快速切除故障的能力。n灵敏性是指保护装置对故障的反应能力。灵敏性是指保护装置对故障的反应能力。n可靠性是指在保护范围内发生故障，保护装置可靠性是指在保护范围内发生故障，保护装置应正确动作，不应误动也不应拒动。应正确动作，不应误动也不应拒动。国投新集实验室前前 言言 6KV高压开关柜要整定的保护定值高压开关柜要整定的保护定值n主要量主要量 1.过电

4、流；过电流；2.电流速断；作用于跳闸的量。电流速断；作用于跳闸的量。n辅助量辅助量 如过负荷、接地等；作用于告警如过负荷、接地等；作用于告警(信号信号)。国投新集实验室一、变压器保护整定计算一、变压器保护整定计算 1.变压器过流保护变压器过流保护n变压器的过电流保护，是变压器主保护的近后变压器的过电流保护，是变压器主保护的近后备保护，是下一级设备的远后备保护。备保护，是下一级设备的远后备保护。n是反应变压器外部短路故障的电流量。是反应变压器外部短路故障的电流量。n整定原则：整定原则： 躲过变压器有可能出现的最大工作电流躲过变压器有可能出现的最大工作电流Ig.max。国投新集实验室一、变压器保护

5、整定计算一、变压器保护整定计算 1.变压器过流保护变压器过流保护nIdzj=Kk*Kjx*Ig.max /Kf*nl式中：式中： Kk可靠系数，取可靠系数，取1.11.3 Kjx保护装置的接线系数，保护装置的接线系数，Y形接线为形接线为1；接线为接线为nKf保护装置的返回系数，取保护装置的返回系数，取0.9国投新集实验室一、变压器保护整定计算一、变压器保护整定计算 1.变压器过流保护变压器过流保护n接线系数：电流互感器二次接线形式不同，使得接线系数：电流互感器二次接线形式不同，使得LH二次电流与通过保护装置的电流是不同的，二次电流与通过保护装置的电流是不同的，接线系数接线系数Kjx是通过保护装

6、置的电流与是通过保护装置的电流与LH二次电二次电流比值，即流比值，即nKjxIj/Ih2国投新集实验室一、变压器保护整定计算一、变压器保护整定计算 1.变压器过流保护变压器过流保护n返回系数：返回系数：KfIf/Idz；n通过保护装置的电流大于保护装置的动作电流时，通过保护装置的电流大于保护装置的动作电流时，继电器可靠启动；保护装置的电流小于保护装置继电器可靠启动；保护装置的电流小于保护装置的动作电流时，继电器可靠返回。的动作电流时，继电器可靠返回。n常规保护常规保护Kf取取0.8-0.85，微机保护，微机保护Kf取取0.9。国投新集实验室一、变压器保护整定计算一、变压器保护整定计算 1.变压

7、器过流保护变压器过流保护n变压器最大工作电流变压器最大工作电流Ig.max的选取是过电流保的选取是过电流保护整定计算的关键，变压器负荷系数不同，但无护整定计算的关键，变压器负荷系数不同，但无论怎样，过电流整定都要保证故障时可靠动作，论怎样，过电流整定都要保证故障时可靠动作，正常工作时，不误动作。变压器最大工作电流一正常工作时，不误动作。变压器最大工作电流一般允许般允许20%过负荷，即过负荷，即1.2Ie。国投新集实验室一、变压器保护整定计算一、变压器保护整定计算 1.变压器过流保护变压器过流保护n例：例：6KV高压开关高压开关DL3带一台变压器，变压器型带一台变压器，变压器型号为号为S9800

8、/6变压器，变压器，LH变比变比100/5，接线，接线不完全星形接线；不完全星形接线；DL1是微机保护，其过流时限是微机保护，其过流时限是是2s。国投新集实验室一、变压器保护整定计算一、变压器保护整定计算 1.变压器过流保护变压器过流保护n800KVA变压器额定电流变压器额定电流 Ie=Se/ *Ue=800/ *6=76.98AnIdzj=Kk*Kjx*Ig.max /Kf*nl =1.3*1*76.98/0.9*20=5.56An过流时限过流时限t取取1.4s国投新集实验室一、变压器保护整定计算一、变压器保护整定计算 2.变压器过负荷保护变压器过负荷保护n变压器若过负荷运行，会使其绕组、硅

9、钢片过热，变压器若过负荷运行，会使其绕组、硅钢片过热，绝缘老化，缩短设备使用寿命。因此应尽量避免绝缘老化，缩短设备使用寿命。因此应尽量避免过负荷运行。变压器在实际运行时，一旦出现过过负荷运行。变压器在实际运行时，一旦出现过负荷，保护装置延时告警，提醒运行值班人员及负荷，保护装置延时告警，提醒运行值班人员及时采取措施，调整运行方式或压限负荷。时采取措施，调整运行方式或压限负荷。 国投新集实验室一、变压器保护整定计算一、变压器保护整定计算 2.变压器过负荷保护变压器过负荷保护n过负荷整定：过负荷整定：nIdzj=Kk*Kjx*Ie/Kf*nlnKk可靠系数，取可靠系数，取1.05 一般可直接取变压

10、器额定电流一般可直接取变压器额定电流 国投新集实验室一、变压器保护整定计算一、变压器保护整定计算 2.变压器过负荷保护变压器过负荷保护n例：例：800KVA变压器过负荷整定变压器过负荷整定nIdzj=Kk*Kjx*Ie /Kf*nl =1.05*1*76.98/0.9*20 =4.49A 取取4.5A国投新集实验室一、变压器保护整定计算一、变压器保护整定计算 2.变压器过负荷保护变压器过负荷保护n注意两点：注意两点： 1.外部短路时，错误的发出过负荷告警信号；外部短路时，错误的发出过负荷告警信号； 2.瞬时过负荷即发出信号。瞬时过负荷即发出信号。n应将过负荷保护动作时间，大于变压器过流保护应将

11、过负荷保护动作时间，大于变压器过流保护时间。时间。 取为取为10s。 国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护n 保护的动作值应按故障时能可靠动作，而在正保护的动作值应按故障时能可靠动作，而在正常工作时，可靠不动作的原则来整定。常工作时，可靠不动作的原则来整定。n 整定原则：躲过电动机正常工作有可能出现的整定原则：躲过电动机正常工作有可能出现的最大工作电流最大工作电流Ig.max及最小工作电压。及最小工作电压。国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电

12、流保护n 电动机启动特性电动机启动特性国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护n电动机启动特性电动机启动特性n电流变化很大。电动机在启动的瞬间，电流值迅电流变化很大。电动机在启动的瞬间，电流值迅速升高至最大值，且迅速减小，基本上在速升高至最大值，且迅速减小，基本上在1-1.5秒内完成了电流的变化。秒内完成了电流的变化。n电压基本不变。电动机启动时系统电压应能满足电压基本不变。电动机启动时系统电压应能满足电动机最小工作电压。电动机最小工作电压。国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 1.电动机低电压闭

13、锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护n电动机的启动过程使得在整定电动机过电流定值电动机的启动过程使得在整定电动机过电流定值时受到了严格的限制：时受到了严格的限制：n1.电动机启动电流大，若过流值躲启动电流时，电动机启动电流大，若过流值躲启动电流时，则过电流保护的灵敏度将不能满足要求。则过电流保护的灵敏度将不能满足要求。n2.电动机启动时间长，过流时限不能满足上下级电动机启动时间长，过流时限不能满足上下级过流保护的时限阶梯特性。过流保护的时限阶梯特性。国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护n 系统发生短路时，电流、电

14、压量的变化系统发生短路时，电流、电压量的变化 发生短路时，由于系统总阻抗大大减少，短路电发生短路时，由于系统总阻抗大大减少，短路电流急剧增大；同时短路点的电压降到零，短路点流急剧增大；同时短路点的电压降到零，短路点附近的电压也相应地显著降低。附近的电压也相应地显著降低。国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护n 我们来比较一下电动机启动时电流、电压的变我们来比较一下电动机启动时电流、电压的变化与系统短路时电流、电压的变化，显然有很大化与系统短路时电流、电压的变化，显然有很大的不同。的不同。n 电动机保护整定：增加了一个

15、低电压闭锁量，电动机保护整定：增加了一个低电压闭锁量，使得电流、电压联锁共同躲过电动机启动过程。使得电流、电压联锁共同躲过电动机启动过程。国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护n低电压整定原则：低于电网最低工作电压低电压整定原则：低于电网最低工作电压nUdzj=Umin/(Kk*Kf*ny)=(0.7-0.6)Ue国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护n式中：式中：Umin电网最小工作电压，取电网最小工作电压，取0.95Ue；nUe电压互感

16、器二次额定电压；电压互感器二次额定电压；nKk可靠系数，取可靠系数，取1.1-1.25nKf返回系数，取返回系数，取1.25nny电压互感器变比电压互感器变比国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护n过流整定原则：躲过电动机有可能出现的长时最过流整定原则：躲过电动机有可能出现的长时最大工作电流大工作电流Ig。nIdzj=Kk*Kjx*Ig /Kf*nl国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护n式中：式中：Kk可靠系数，取可靠系数，取1.11.3

17、nKf保护装置的返回系数，取保护装置的返回系数，取0.95nnlLH变比变比 国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护n低电压闭锁过电流时限低电压闭锁过电流时限 n若是微机保护，上级过流时限减小若是微机保护，上级过流时限减小0.3 s； 若是常规保护，上级过流时限减小若是常规保护，上级过流时限减小0.5 s。国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护n 物理意义：通过保护装置的电流高于整定值物理意义：通过保护装置的电流高于整定值Idzj、电压低于

18、整定值、电压低于整定值Udzj，经过一时限保护动，经过一时限保护动作，开关跳闸。作，开关跳闸。n 过电流与低电压是逻辑与的关系，也就是乘的过电流与低电压是逻辑与的关系，也就是乘的关系；条件满足为关系；条件满足为1，不满足为，不满足为0，两条件同时满，两条件同时满足为足为1，积为，积为1，保护装置动作，延时跳闸，保护装置动作，延时跳闸。国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护n 例：例： 6KV高压开关高压开关DL4带一台电动机，功率为带一台电动机，功率为380KW，LH变比变比50/5，接线不完全星形接线；，接线不完全

19、星形接线；DL1是微机保护，其过流时限是是微机保护，其过流时限是2s。计算高压开。计算高压开关关DL4过流保护值，过流保护值，DL4采用微机保护装置。采用微机保护装置。国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护n a.电流元件整定电流元件整定 380KW电动机电动机Ie=Se/cos *Ue=40.63A Idzj=Kk*Kjx*Ig /Kf*nl =1.3*1*40.63/0.9*20=2.93A国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护nb.低

20、电压元件整定低电压元件整定 取取0.6Ue， Udzj=60Vnc.时间元件整定时间元件整定 t=1.4s国投新集实验室二、电动机保护整定计算二、电动机保护整定计算 2.电动机过负荷保护电动机过负荷保护n 同变压器过负荷保护整定一样，不再赘述。同变压器过负荷保护整定一样，不再赘述。国投新集实验室三、电容器保护整定计算三、电容器保护整定计算 1.电容器过流保护电容器过流保护 整定原则：按可靠躲过电容器组的额定电流整定整定原则：按可靠躲过电容器组的额定电流整定 Idzj=Kk*Kbw*Kjx * Iec /Kf*nl 式中：式中：Kbw电容器波纹系数，取电容器波纹系数，取1.25； Kf保护装置的

21、返回系数，取保护装置的返回系数，取0.9 nlLH变比变比国投新集实验室三、电容器保护整定计算三、电容器保护整定计算 2.过电压保护过电压保护n整定原则：不超过整定原则：不超过1.1倍电容器额定电压。倍电容器额定电压。n动作电压：动作电压：Udzj=1.1Ue 即为即为110V n时限：躲系统电压波动，取时限：躲系统电压波动，取0.5s国投新集实验室三、电容器保护整定计算三、电容器保护整定计算 3.低电压保护低电压保护n整定原则：电容器所接母线失压后保护装置可整定原则：电容器所接母线失压后保护装置可靠动作，母线电压恢复正常保护装置可靠返回。靠动作，母线电压恢复正常保护装置可靠返回。n动作电压：

22、动作电压：Udzj=0.5Ue 即为即为50V n时限：躲系统电压波动，取时限：躲系统电压波动，取0.5s国投新集实验室三、电容器保护整定计算三、电容器保护整定计算 例：例：6KV高压开关高压开关DL5带一组电容器，带一组电容器，6KV、720Kvar电力电容器组，电容器为双星形接线，电力电容器组，电容器为双星形接线，单台容量单台容量24Kvar,共共30台。电容器组额定电流台。电容器组额定电流为为69.3A；LH=100/5；计算；计算DL5保护值，保护值，DL5采用微机保护装置。采用微机保护装置。 国投新集实验室三、电容器保护整定计算三、电容器保护整定计算 n过流定值：过流定值： Idzj

23、=Kk*Kbw*Kjx * Iec /Kf*nl =1.25*1.25*1*69.3/0.9*20 =6.01A 取取6A t=1.4s n电容器过电压电容器过电压 Udzj=110V t=0.5s n电容器低电压电容器低电压 Udzj=50V t=0.5s国投新集实验室四、综合设备整定计算四、综合设备整定计算 1.低电压闭锁过电流保护低电压闭锁过电流保护n综合设备：指带有电动机、变压器等多个电综合设备：指带有电动机、变压器等多个电气设备的馈线开关气设备的馈线开关na.过流整定原则：躲过线路最大工作电流。过流整定原则：躲过线路最大工作电流。 Idzj=Kk*Kjx*Ig.max /Kf*nl

24、式中：式中：Ig.max线路最大工作电流；线路最大工作电流； 国投新集实验室四、综合设备整定计算四、综合设备整定计算 1.低电压闭锁过电流保护低电压闭锁过电流保护n灵敏度校验：灵敏度校验： Kl=Id.jmin/Idz.j 式中：式中：Kl灵敏系数，主保护灵敏系数，主保护Kl1.5，后备保，后备保Kl1.2nId.jmin最小运行方式下，保护范围末端两最小运行方式下，保护范围末端两相金属性短路，流过保护装置的电流。相金属性短路，流过保护装置的电流。国投新集实验室四、综合设备整定计算四、综合设备整定计算 1.低电压闭锁过电流保护低电压闭锁过电流保护n图一的例题中，图一的例题中，DL1的的LH=3

25、00/5，线路长时，线路长时工作电流工作电流280A，其过电流定值：，其过电流定值：nIdzj=Kk*Kjx*Ig.max /Kf*nl =1.3*1*280/0.9*60=6.74A 取取7A国投新集实验室四、综合设备整定计算四、综合设备整定计算 1.低电压闭锁过电流保护低电压闭锁过电流保护nb.低压整定原则：低于电气设备正常工作电压低压整定原则：低于电气设备正常工作电压 nUdzj=Umin/(Kk*Kf*ny)=(0.7-0.6)Ue式中：式中：Ue电压互感器二次额定电压电压互感器二次额定电压 Kk可靠系数，取可靠系数，取1.3-1.5国投新集实验室四、综合设备整定计算四、综合设备整定计

26、算 2.过负荷保护过负荷保护n变配电设备过负荷运行，将使设备过热，绝缘变配电设备过负荷运行，将使设备过热，绝缘老化，缩短使用寿命。因此严禁设备过负荷运老化，缩短使用寿命。因此严禁设备过负荷运行。设备过负荷运行时，保护装置延时告警。行。设备过负荷运行时，保护装置延时告警。n保护装置过负荷整定电流为：保护装置过负荷整定电流为： Idzj=Kk*Kjx* Ig /Kf*nl国投新集实验室四、综合设备整定计算四、综合设备整定计算 n例题中例题中DL1开关过负荷整定值取其线路长时开关过负荷整定值取其线路长时工作电流，工作电流， 即：即：280A/60=4.7A国投新集实验室四、综合设备整定计算四、综合设

27、备整定计算 3.速断保护速断保护na.无时限电流速断无时限电流速断(IdzIj) n整定原则：躲过保护区外部最大短路电流来整整定原则：躲过保护区外部最大短路电流来整定。定。n按下式整定按下式整定nIdzI jkk* kjx*d2max/ni n式中式中Id2max被保护线路末端的最大短路被保护线路末端的最大短路电流；即：大运行方式下电流；即：大运行方式下d2点三相短路电流。点三相短路电流。 ni电流互感器变比。电流互感器变比。国投新集实验室四、综合设备整定计算四、综合设备整定计算 3.速断保护速断保护na.无时限电流速断无时限电流速断(IdzIj) n速断保护的灵敏度通常用保护区长度与被保护速

28、断保护的灵敏度通常用保护区长度与被保护线路全长的百分比来表示，在线路全长的百分比来表示，在1520。n主要缺点：不能保护线路全长，有较大的非保主要缺点：不能保护线路全长，有较大的非保护区护区(死区死区)，因此需要考虑装设时限电流速断保，因此需要考虑装设时限电流速断保护进行配合。护进行配合。国投新集实验室四、综合设备整定计算四、综合设备整定计算 3.速断保护速断保护nb.时限电流速断时限电流速断n在无时限电流速断保护的基础上增加适当的在无时限电流速断保护的基础上增加适当的延时延时(一般为一般为0.5s)，便构成时限电流速断。，便构成时限电流速断。它的保护范围应包括线路的全长，而且必须它的保护范围应包括线路的全长，而且必须延伸至下一段线路。延伸至下一段线路。国投新集实验室四、综合设备整定计算四、综合设备整定计算 3.速断保护速断保护nb.时限电流速断时限电流速断(IdzIIj) n按下式整定计算，按下式整定计算，nIdzII jkp* kk*Id3max/nin式中式中Id3max保护线路末端的最大短路保护线路末端的最大短路电流；即：大运行方式下电流；即：大运行方式下d3点三相短