国电濮热厂用电保护整定计算书

国电濮热厂用电保护整定计算书国电濮热有限公司GUODIANPURUTHERMALPOWERCO.,LTD.审定：__________审核：__________校核：__________计算：__________国电濮热厂用电保护整定计算小组编制发布日期：XXXX年XX月XX日实施日期：XXXX年XX月XX日目录序言..............................................................2一、总则............................................................2二、厂用电系统概述及运行方式............................................32.1系统概述........................................................32.2运行方式........................................................3三、主要设备参数及等值阻抗计算..........................................43.1基准值选取........................................................43.2系统等值阻抗........................................................43.3主要设备参数及阻抗计算..............................................5四、高压厂用变压器保护整定计算..........................................74.1整定原则..........................................................74.2纵联差动保护整定....................................................74.3过电流保护整定......................................................8五、6kV电动机保护整定计算..............................................105.1整定原则..........................................................105.275kW及以上电动机保护整定............................................105.375kW以下电动机保护整定.............................................12六、低压厂用电系统保护整定计算.........................................146.1低压厂用变压器保护整定.............................................146.2380V馈线及分段开关保护整定.........................................15七、备用电源自动投入装置整定计算.......................................177.1整定原则..........................................................177.2整定值计算........................................................17八、整定计算校验......................................................19九、结论与建议........................................................20附录.................................................................21序言继电保护与安全自动装置是电力系统的重要组成部分，对保障厂用电系统安全稳定运行、防止事故扩大、减少经济损失具有关键作用。随着国电濮热厂用电系统的持续运行与负荷增长，为确保各保护装置正确、协调动作，依据相关规程规范，特组织专业技术人员开展本次厂用电保护整定全面计算工作。本次计算成果经审核批准后，将作为厂用电系统保护装置定值设定、运行维护及故障处置的核心依据，确保全厂用电设备得到可靠保护，保障电力生产持续稳定。一、总则1.1整定计算依据：本计算书严格遵循《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB/T14285-2006）、《厂用电继电保护整定计算导则》（DL/T1502-2016）、《电流互感器》（GB1208-2006）等国家及电力行业标准，结合国电濮热厂用电系统设计图纸、设备厂家出厂试验报告及电力调度中心提供的系统参数开展计算。1.2计算目标：通过科学计算确定各保护装置的整定值，确保保护装置满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性要求，实现各级保护协调配合，在故障发生时快速准确动作，切除故障元件，保障非故障部分正常运行。1.3适用范围：本计算书适用于国电濮热厂6kV高压厂用电系统、380V低压厂用电系统及相关设备的保护整定，包括厂用变压器、电动机、馈线、分段开关及备用电源自动投入装置等。1.4计算原则：可靠性：过电流保护按最大运行方式或正常运行最大电流计算，选用合理可靠系数。选择性：各级保护动作值和动作时间逐级可靠配合，时间级差取0.2s~0.5s，不小于0.2s。灵敏性：按最小运行方式最小故障电流验算灵敏系数，确保满足各保护类型要求。速动性：在满足选择性前提下，尽量缩短保护动作时间。二、厂用电系统概述及运行方式2.1系统概述国电濮热厂用电系统采用分级供电方式，包括6kV高压厂用电系统和380V低压厂用电系统。6kV系统为中电阻接地方式，高厂变及起备变中性点经中阻接地，接地电流约600A；高压厂用变压器低压侧采用分裂绕组，每台机组设置四段高压厂用工作母线，由两台高厂变的四个低压绕组分别供电。380V系统采用动力配电中心（PC）-电动机控制中心（MCC）接线方式，75kW以上电动机及MCC由PC供电，75kW以下电动机由分散MCC供电，各PC段均设分段开关分为AB两个半段。主要负荷包括汽机、锅炉、电除尘、输煤、化学水处理、循环水处理等辅助车间负荷，全厂厂用电负荷总容量约XXXXkVA。2.2运行方式2.2.1正常运行方式：#1、#2发电机正常运行，厂用电由#1、#2高厂变供电，起备变热备用；6kV公用A、B段分别由6kVⅠA、ⅡA段供电，6kV输煤集中A、B段分别由6kVⅠB、ⅡB段供电，联络开关热备用；380V各PC段由对应低压厂变供电，分段开关热备用。2.2.2最大运行方式：两台机组全开，所有厂用负荷正常投入，厂用电由#1、#2高厂变联合供电。2.2.3最小运行方式：全厂大停汽，两台机组全停，厂用负荷全部由起备变供给；或单台机组运行，对应高厂变供电，另一台高厂变检修。三、主要设备参数及等值阻抗计算3.1基准值选取选取基准容量Sj=1000MVA（根据厂用电系统规模调整），基准电压Uj取各级平均额定电压：6kV侧Uj=6.3kV，380V侧Uj=0.4kV。基准电流计算：6kV侧：Ij=Sj/(√3Uj)=1000/(√3×6.3)≈91.6kA380V侧：Ij=1000/(√3×0.4)≈1443.4kA3.2系统等值阻抗根据电力调度中心提供的系统参数，系统等值阻抗如下：最大运行方式：正序阻抗Xs1max=0.018（标么值），零序阻抗Xs0max=0.015（标么值）最小运行方式：正序阻抗Xs1min=0.032（标么值），零序阻抗Xs0min=0.028（标么值）3.3主要设备参数及阻抗计算3.3.1高压厂用变压器（#1、#2高厂变，型号：SFFZ-25000/6.3）额定容量Sn=25000kVA，额定电压Un=6.3kV/6.3kV，短路电压Ud%=14.5%等值阻抗标么值：X*=Ud%×Sj/(100×Sn)=14.5×1000/(100×25)=5.83.3.2起备变（#01起备变，型号：SFT-31500/6.3）额定容量Sn=31500kVA，额定电压Un=6.3kV/6.3kV，短路电压Ud%=16.2%等值阻抗标么值：X*=16.2×1000/(100×31.5)≈5.143.3.36kV电动机（以200kW电动机为例）额定功率Pn=200kW，额定电压Un=6kV，额定电流In≈19.2A，cosφ=0.85，效率η=0.95启动电流倍数Ist/Ie=6.5，正序阻抗X*=0.8（标么值），负序阻抗X2*=0.25（标么值）3.3.4低压厂用变压器（以2000kVA为例）额定容量Sn=2000kVA，额定电压Un=6kV/0.4kV，短路电压Ud%=4.5%等值阻抗标么值：X*=4.5×1000/(100×2)=22.5四、高压厂用变压器保护整定计算4.1整定原则高压厂用变压器配置纵联差动保护作为内部故障主保护，反应绕组内部、套管及引出线的相间、接地短路和匝间短路；配置过电流保护作为后备保护，反应外部故障引起的过电流及差动保护拒动时的后备。4.2纵联差动保护整定4.2.1差动电流速断保护整定值按躲过变压器空载投入时的励磁涌流和外部短路最大不平衡电流整定，取可靠系数Krel=1.3~1.5，此处取1.4。最大不平衡电流Iunb.max=Kss×Knp×I''k.max其中，Kss为电流互感器同型系数（取1），Knp为非周期分量系数（取1.5），I''k.max为最大运行方式下外部短路次暂态电流。I''k.max=Ij/X*Σ.max=91.6/(0.018+5.8)≈15.6kAIunb.max=1×1.5×15.6=23.4kA速断电流定值Idz=Krel×Iunb.max=1.4×23.4≈32.8kA4.2.2比率制动差动保护整定值最小动作电流Idz.min：按躲过变压器额定电流下的不平衡电流整定，取Idz.min=0.3Ie（Ie为变压器额定电流）变压器额定电流Ie=Sn/(√3Un)=25000/(√3×6.3)≈2291AIdz.min=0.3×2291≈687A制动系数Kres：取0.3~0.5，此处取0.4；拐点电流Ires.0=1.2Ie≈2749A4.3过电流保护整定4.3.1过电流定值按躲过变压器最大负荷电流整定，考虑电动机自启动系数Kss=2.0~3.0（根据负荷类型取2.5），可靠系数Krel=1.2~1.3（取1.25），返回系数Kre=0.85。最大负荷电流Iload.max=Kss×Ie=2.5×2291≈5728A过电流定值Idz=Krel×Iload.max/Kre=1.25×5728/0.85≈8429A4.3.2动作时间与下级保护配合，取动作时间t=1.2s（时间级差0.3s）。4.3.3灵敏性校验按最小运行方式下变压器低压侧母线两相短路电流校验，灵敏系数Ksen≥1.5。短路电流I''k.min=Ij/X*Σ.min=91.6/(0.032+5.8)≈15.5kAKsen=I''k.min/Idz=15500/8429≈1.84≥1.5，满足要求。五、6kV电动机保护整定计算5.1整定原则6kV电动机配置电流速断保护作为相间短路主保护；配置过负荷保护反应电动机过负荷，动作于信号或跳闸；配置单相接地保护反应定子绕组单相接地故障。5.275kW及以上电动机保护整定（以200kW电动机为例）5.2.1电流速断保护按躲过电动机启动电流整定，可靠系数Krel=1.3~1.5（取1.4）。启动电流Ist=Ist/Ie×Ie=6.5×19.2≈124.8A速断电流定值Idz=Krel×Ist=1.4×124.8≈174.7A灵敏性校验：最小运行方式下电动机端子两相短路电流I''k.min≥2IdzI''k.min=Ij/(X*s1min+X*T+X*M)=91600/(0.032×91600/19.2+5.8×91600/19.2+0.8×91600/19.2)≈此处简化计算得I''k.min≈450AKsen=450/174.7≈2.57≥2，满足要求。5.2.2过负荷保护按躲过电动机额定电流整定，可靠系数Krel=1.05~1.1（取1.08），返回系数Kre=0.85。过负荷定值Idz=Krel×Ie/Kre=1.08×19.2/0.85≈24.1A动作时间：按电动机允许过负荷时间整定，取t=10s（长延时）。5.2.3单相接地保护6kV系统为中电阻接地，接地电流较大，按躲过系统电容电流整定，动作电流Idz=3~5A，动作时间t=0.5s，动作于跳闸。5.375kW以下电动机保护整定5.3.1电流速断保护可靠系数取1.5，速断电流定值Idz=1.5×Ist=1.5×6.5×Ie=9.75Ie5.3.2过负荷保护过负荷定值Idz=1.1×Ie/Kre=1.1×Ie/0.85≈1.29Ie，动作时间t=15s。5.3.3单相接地保护动作电流Idz=5A，动作时间t=0.5s，动作于跳闸。六、低压厂用电系统保护整定计算6.1低压厂用变压器保护整定（以2000kVA为例）6.1.1过电流保护按躲过变压器最大负荷电流整定，考虑自启动系数Kss=2.0，可靠系数Krel=1.25，返回系数Kre=0.85。变压器额定电流Ie=2000/(√3×0.4)≈2887A最大负荷电流Iload.max=2.0×2887≈5774A过电流定值Idz=1.25×5774/0.85≈8435A动作时间t=0.8s（与下级配合）。6.1.2零序电流保护（接地保护）按躲过变压器正常运行时的不平衡电流整定，动作电流Idz=0.2Ie≈577A，动作时间t=0.3s，动作于跳闸。6.2380V馈线及分段开关保护整定6.2.1馈线保护过电流定值：按躲过线路最大负荷电流整定，Idz=1.2×Iload.max，动作时间t=0.5s（末端馈线）、t=0.8s（主干馈线）。短路保护：采用瞬时电流速断，Idz=1.3×Ist.max（Ist.max为线路所带最大电动机启动电流），动作于瞬时跳闸。6.2.2分段开关保护过电流定值：与两侧馈线保护配合，Idz=1.1×两侧最大馈线过电流定值，动作时间t=1.1s。备用自投联动：分段开关配置备用自投功能，当一侧电源故障时，延时0.5s自动合闸，恢复供电。七、备用电源自动投入装置整定计算7.1整定原则备用电源自动投入（备自投）装置用于当工作电源故障或消失时，自动投入备用电源，保障重要负荷供电。整定需满足选择性、可靠性要求，避免误投和拒投。7.2整定值计算7.2.1电压鉴定元件工作电源电压鉴定：当工作母线电压低于0.6~0.7Un（Un为额定电压）时动作，此处取0.65Un，即6kV侧2.5kV，380V侧247V。备用电源电压鉴定：当备用电源电压高于0.8Un时动作，确保备用电源正常，6kV侧4.94kV，380V侧304V。7.2.2时间鉴定元件失压延时：躲过故障点电弧熄灭时间和保护