微机综保计算实例

线路保护整定

降压变电所引出10KV电缆线路,线路接线如下图所示:

800KVA

10KV

DL1保怏装或

630KVA

__、3*185mml=1000m

--C^>---------------

”1DL2了d2380KV

降压变电所

配电所

已知条件:

最大运行方式下，降压变电所母线三相短路电流/，）湫为5500A,配电所母线三相短路电

流/会.max为5130A,配电变压器低压侧三相短路时流过高压侧的电流Ia.max为820A。

最小运行方式下，降压变电所母线两相短路电流为3966A，配电所母线两相短路电

流/%min为3741A,配电变压器低压侧两相短路时流过高压侧的电流喟min为689A。

电动机起动时的线路过负荷电流为350A,1OKV电网单相接地时最小电容电流为15A,10KV

电缆线路最大非故障接地时线路的电容电流为1.4Ao系统中性点不接地。

电流互感器变比为300/5,零序电流互感器变比为50/5o

一、整定计算（计算断路器DL1的保护定值）

1、瞬时电流速断保护

瞬时电流速断保护按躲过线路末端短路时的最大三相短路电流整定，保护装置的动作电

流

/⑶SHO

/=KAK%^^=1.3X1X^^=11IA,ailOA

iLjkJX

nt60

保护装置一次动作电流

二110x^=66004

〃=3j

2Kjx1

灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验:

Z^=3966=(X6()1<2

1(1:6600

由此可见瞬时电流速断保护不能满足灵敏系数要求，故装设限时电流速断保护。

2、限时电流速断保护

限时电流速断保护按躲过相邻元件末端短路时的最大三相短路时的电流整定，则保护装

置动作电流

/⑶290

/=K.K=1.3xlx—=17.84,取20A

JixX

也卜nt60

保护装置一次动作电流

=20x—=1200A

A-1

灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验:

心=萼=爵3.3>2

限时电流速断保护动作时间取0.5秒。（按DL2断路器速断限时0秒考虑，否则延时应为:

tl=t2+At）

3、过电流保护

过电流保护按躲过线路的过负荷电流来整定•则保护动作电流

350

Id,：=KkK=1.2x1x=7.8A,取8A

dzj人0.9x60

式中：K.为返回系数，微机保护的过量元件返回系数可由软件设定，一般设定为。.9。

过电流保护一次动作电流

/=/2=8x^=4804

d-鼠)Kj、1

保护的灵敏系数按最小运行方式下线路末端两相短路电流来校验

在线路末端发生短路时,灵敏系数为

勺=上/⑵皿=03741=7.8>2

1(1:480

在配电变压器低压侧发生短路时，灵敏系数为

^=zr=s=L44>,-2

保护动作延时应考虑与下级保护的时限配合，tl=t2+At,At取0.5秒。

4、单相接地保护

单相接地保护按躲过被保护线路最大非故障接地的线路电容电流整定并按最小灵敏系

数1.25校验。

按躲过被保护线路电容电流的条件计算保护动作电流（一次侧）:

IJz>KkIcx（：可靠系数，瞬动取4-5,延时取1.5-2）

此处按延时1秒考虑，取2,贝I"力22x1.4=2.84

校验灵敏度系数：=15/2.8=5.36>1.25

注意：由于在很多情况下零序CT变比不明确，可以实测整定：从零序CT一次侧通入2.8A电

流，测零序CT二次侧电流是多少，此电流即为微机保护零序定值。

在工程上电容电流通常用经验公式计算，即：

对于架空线路：l=—

cxx350

对于电缆线路：％=窄

其中式中：为接地电容电流，A；

U为电网的线电压，KV；

L为线路长度，Km°

5、重合闸延时

对架空线路还应考虑重合闸功能的使用，应整定的值只有一个重合闸延时。用户根据惯

例计算即可。本公司保护尢特殊要求。

6、低周减载

低周减载需整定的值有：

低周减载动作的频率整定值:整定范围（45-49.5）Hz,级差0.01Hz

低周减载动作的延时整定值：整定范围（0-10）S,级差0.01S

滑差闭锁定值：整定范围（2-5）Hz/So出厂前设定为3Hz/S

低周减载欠压闭锁值：整定范围（10-90）V,级差0.01V

低周减载欠流闭锁值：整定范围（0.2-5）A,级差0.01A

以上定值是用户根据系统参数计算或由上级调度下达的，本公司不再举例。

7、快速母线保护

系统中保护设备均采用本公司微机保护的情况下，可以通过二次接线实现快速母线保护,

可代替传统的“微机母差保护”。这种构成母线保护的方式不需增加CT、PT等一次设备，也

不需定值计算。

上面讲的“系统”可以是大系统，也可以是小系统，小到一个小变电所，只要变电所进

线和出线回路均采用了本公司微机保护即可。

8、母线充电保护（仅用于母联保护时投入）

充电保护的定值按保证母线故障有足够灵敏度整定：

式中疝》一一母线短路最小短路电流;

——灵敏系数，取2。

9、纵联差动保护（仅用于线路光纤纵差装置MLPR-6110H-F）

我公司光纤纵差保护实际上为光纤方向纵联保护，与目前国内其它家的电流分相差动原

理上不同，是代替原高频方向保护的一种成熟的原理，可以实现全线速动。整定原理如下：

1）、突变最启动电流

该定值为一定时间内电流变化与时间的比值，一般取0.7~0.9,建议取0.8。

2）、纵联差动保护动作电流

根据本公司微机保护“光纤纵联差动保护电流”功能软件的算法，该保护整定值按正常运行

方式下本联络线的最大过负荷电流整定：

*./=勺勺,/二7・54或1・54

式中：L——线路额定电流，线路额定电流认为是CT一次电流值；

——灵敏系数，取1.5。

3）、CT断线最大负荷电流

该整定的意义是当保护电流大于正常运行时的最大负荷电流（一般取1.2）时认为是短路

电流，此时保护装置不再判断CT断线，而根据差动保户电流定值直接动作于跳闸。

I7/

〃】•二—^=6A或1.2A

二、对应微机保护装置型号

MLPR-13CY.MLPR-10H2⑶、MLPR-310Hb-2（3）、MLPR-610Hb-2（3）、MLPR-6110H-F保

护装置详细说明参见我公司之最新版《产品汇编》。保护定值计算完毕后，参照相应型号的《使

用说明书》将定值输入保护装置即可。

厂用变压器保护

10/0.4KV车间配电变压器的保护。

已知条件：

变压器为SJL1型，容量为630KVA,高压侧额定电流为36.4A,最大过负荷系数为3,正

常过负荷系数为1.2。

最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的短路电流/另）0团为712A。

最小运行方式下变压器高压侧两相短路电流为2381A,低压侧两相短路时流过高

压侧的短路电流/gmin为57赞。

最小运行方式下变压器低压侧母线单相接地短路电流min为5540A。

变压器高压侧电流互感器变比为100/5,低压侧零序电流互感器变比为300/5o

一、整定计算

1、高压侧电流速断保护

电流速断保护按躲过系统最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的短路

电流来整定，保护动作电流

1hi=KkKn^^=l.5x\x—=53AA,取55A

,山人/n,20

保护一次动作电流

=55x，20=1100A

1

电流速断保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流校验

电流速断保护动作时限取0秒。

2、高压侧过电流保护

若考虑定时限，过电流保护按躲过可能出现的最大过负荷电流来整定，保护动动作电流

S*k=i.3xlx^^l=6.M,取7A

，dzj=K/jx

0.9x20

式中：L为返回系数，微机保护过量元件的返回系数可由软件设定，被设定为0.9。

保护动作一次电流

n,_201/inx

/必=【dz.j——=7x——=140A

J1

过电流保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，低压侧两相短路时流过高压侧的短路电

流进行校验

(2)571

"2.inin—=4.08>1.5

140

过电流保护动作时限取0.5秒（与下级保护动作时限相配合,考虑车间变压器一般为末

端负荷，故取0.5秒）。

若考虑反时限，过电流定值一般按变压器正常过载能力考虑,保护动作电流:

^^=1.3xlxL2x36-4=3.1554,

取3.16A

0.9x20

保护动作一次电流:

1山=/々y-=3.16xy=63.2A

校验灵敏度系数:

/⑵571

K.==—=9.03>1.5

加'屋63.2

反时限时间常数整定：按超过变压器正常过载能力1.1倍过电流时，变压器可运行600

秒考虑，则:

-1.052=600x(1.12-1.052)=64.55

3、高压侧不平衡电流保护

对于变压器的各种不平衡故障(包括不平衡运行，断相和反相)，本公司微机保护设置了

不平衡电流保护。

根据本公司微机保护“不平衡电流保护”功能软件的算法，一般我们推荐保护定值为

(0.6〜0.8)几,为防止变压器空投时由于三相合闸不同期而引起误动，推荐延时不小于0.2S0

对本侧，计算如下:

0.8&0.8x36.4日

.=-------=-------------=1.456A,取1.46A

皿;〃/20

保护一般动作电流:

显上=1.46x型=29.24

'j1

根据实际运行所得经验建议延时取2So

4、高压侧零序过电流

根据规程规定，10KV/0.4KV变压器高压侧不设零序保护。如果用户需设此保护，则可能

是系统接线较复杂，按规程规定应设零序，但规程程列举的计算方法罗列了许多情况，本例

不再一一列举，用户根据规程计算即可。

5、低压侧零序过流保护

可利用高压侧过电流保护兼作低压侧单相接地保护，如果校验灵敏度不满足要求，则应

设低压侧零序过电流保护，计算如下:

按以下两个原则计算，比较后取较大值:

①躲过正常运行时中性线上最大不平衡电流;

②与下线支线零序电流保护定值相配合。

本例车间变压器为末级负荷，故只计算①即可。

0.25/^0.25x960

I..=K,--------=1.2x-------------=4.8A,取u5A

JA%60

保护的一次动作电流

ld2-/rf.=5x60=300A

保护的灵敏系数按最小运行方式下，低压侧母线或母干线末端单相接地时，流过高压侧

的短路电流来校验：

K=/^zmin_=5540=185>2

加I心300

低压侧单相接地保护动作时限取0.5秒。

低压侧单相接地保护动作时限的整定原则：

①如果变压器一次开关选择的是F-C回路，则该时限的选择应与熔断器的熔丝熔断时间相

配合，即要在熔丝熔断前动作。

②如果变压器一次开关选择的是断路器，则与下一级出线的接地保护时间上配合，即大于

下级出线接地保护的动作时限一个级差（0.5S）。本例变压器为末级负荷，可选0.5S延时。

6、过负荷保护

过负荷保护的动作电流，按躲过额定电流整定，即：

,K./„1.0536.4

I=—x-^-=——x------=2.124

dJ

~Khn,0.920

过负荷延时取5.0so

7、快速母线保护

见《线路保护整定实例》7。

二、对应微机保护装置型号

MTPR-13CY、MTPR-10H2⑶、MTPR-31OHb-2⑶、MTPR-610Hb-2⑶、MTPR-620Hb-3

保护装置详细说明参见我公司之最新版《产品汇编》。保护定值计算完毕后，参照相应型号的

《使用说明书》将定值输入保护装置即可。

电动机保护

已知参数：电动机额定电压6KV,额定功率650KW,COS4）=0.89,运行额定电流75.5A,

启动时间30〜45s（此为推荐值，建议电动机启动时间最好实测），启动电流453A,故障单相

接地电流15A,最大过负荷电流113A,CT变比100/5。

一、整定计算

根据本公司电动机微机保护的原理，在所有的整定值计算之前需先计算。

：装置的设定电流（电动机实际运行电流反应到CT二次侧的值）

I755

I=^=—=3.775A

snt20

1、电流速断保护(正序速断)

按躲过电动机起动电流来整定：

=:可靠系数

勺

由于本公司微机保护的速断定值可将起动时间内和起动时间后分别整定，故需计算两个

速断定值：

①起动时间内，推荐取1.8,则=L8x空=40.77R41A

20

②起动时间后：由于起动时间后电动机运行电流降为额定电流，

对非自起动电机，为防止起动时间之后电动机仍运行在起动电流水平上，推荐使用下

式：

/七.k”,取0.8

453

则：I.=0.8x—=18.12«18A

220

对需自起动电机，起动时间后的电流速断定值建议使用下式：

j=K,取1.3

J〃/

453

贝I」：I=1.3x—=29.45«30,4

(l2zl20

速断延时0秒。

2、负序过流保护

根据本公司微机保护软件程序中负序电流的算法，推荐使用下式：

1=七、,取0.8

为

则：l,•=0.8x—=3.02x3A

d心l」2()

为防止合闸不同期引起的负序电流，推荐延时不小于0・5秒。本例取0.6秒。

3、接地保护

当接地电流大于10A时，才需设单相接地保护，公式为：

仆K”

式中：

：可靠系数，若取不带时限的接地保护，取4〜5,若带0.5秒延时，取1.5〜2。

:该回路的电容电流

对本例，拟取带延时的接地保护，延时0.5秒，=2xl5=3OA

注意：〃=30A为一次零序电流，但保护装置要求输入的定值是二次侧定值，故应将30A

换算成二次电流。由于零序CT变比不明，故需用户实际整定时，按计算的一次电流实测二次

零序电流，将测得的值输入保护装置。

4、堵转保护

堵转电流按躲过最大过负荷整定，推荐使用下式：

hz.j=Kk'—

为

式中：：可靠系数，取1.3。

：最大过负荷电流

113

则：/右,=1.3x」=7.354,取8A

堵转延时推荐使用1秒。

5、过负荷(过热)保护

本公司微机保护的过负荷判据为：

式中t——保护动作时间(s)

——发热时间常数

电动机运行电流的正序分量(A)

——电动机运行电流的负序分量(A)

——装置的设定电流(电动机实际运行额定电流反应到CT二次侧的值)

——正序电流发热系数，启动时间内可在0〜1范围内整定，级差0.01,启动时间过后自

动变为1

——负序电流发热系数，可在0〜10的范围内整定，若无特殊说明，出厂时整定为1。

对采用本公司微机保护的电动机，过负荷保护需整定的参数有以卜几个：

①发热时间常数T1：主要作用是决定一条反时限动作曲线，取值越大，曲线越靠上，

即出口时间越长。发热时间常数T1应由电动机制造厂提供，否则可有下列方法估

22

算：a、T1=(n-1.05)t其中t为过负荷电流为n倍时的允许运行时间

22

b、据电动机运行规程估算：冷态起动：T=2(0.5n-1.05)T

22

热态起动：T=(n-1.05)T

式中；Tqd为电动机起动时间。

如果上述参数都未知的情况下，可将•11整定为90。

②返回时间t：电动机过负荷时，热继电器启动，未到跳闸时间电动机过负荷消失,

此时热继电器返回时间为t,一般t整定为10so

③热报警系数8—电动机过负荷时，热告警发信号时间与过热跳闸时间的比值为热

报警系数。小皿一般兀丽°整定为0.5~0.7。

④K1的整定：其范围在0~1,不论设定为多少，启动时间结束后均自动变为lo例如

k.=0,则代表在启动时间内正序分量不参与过负荷的计算。启动时间后按实际值计

算。由于起动时间内电动机起动电流较大，为防止起动过程中电动机过负荷保护动

作，一般K1整定为0.1~0.3。

⑤K2的整定：其范围在0~10。主要作用是当发生不对称故障时，加速过负荷动作，加

速的能力取决于K2的大小，越大越快。若K2=0,则代表负序分量不参与过负荷的

计算，一般推荐为1.0。

6、起动时间

按电动机起动时间乘1.2可靠系数整定：

j=L2x"n,=L2x45=5^^，取54秒

7、低电压保护

低电压保护的整定条件有以下几条：

①按保证电动机自起动的条件整定，即七二

Un,in——保证电动机自起动时，母线的允许最低电压一般为(0.55〜0.65)Ue

Kk一一可靠系数，取1.2

Kf——返回系数，取1.2

②按切除不允许自起动的条件整定，一般取(0.6〜0.7)Ue

以上两种整定值均取0.5秒的延时，以躲过速断保护动作及电压回路断线引起的误动作。

③根据保安条件，在电压长时间消失后不允许自起动的电动机。电压保护动值一般取

(0.25〜0.4)Ue,失压保护时限取6〜10秒。

④具有备用设备而断开的电动机，失压保护整定为(0.25〜0.4)Ue,动作时限取0.5秒。

用户根据实际电动机的用途(自起动与否)自行选择整定条件。

二、对应微机保护装置型号

MMPRT3CY、MMPR-10H2(3)、MMPR-310Hb-2(3)、MMPR-330Hb-2(3)、MMPR-610Hb-2(3)、

MMPR-620Hb-2(3)保护装置详细说明参见我公司之最新版《产品汇编》。保护定值计算完毕

后，参照相应型号的《使用说明书》将定值输入保护装置即可。

发电机差动保护

一、整定计算

1、突变量启动电流

该定值为一定时间内电流变化与时间的比值，一般取0.7〜0.9,建议取0.8。

1、比率制动的差动保护定值计算（最小动作电流）

保护采用比率制动特性，保护动作电流只需按躲过最大负荷条件下差回路的不平衡电

流，保护装置的最小动作电流为：

=勺％=勺K尚（

式中：----可靠系数，一般取1.3〜1.5；

Kg——非周期分量影响系数，一般取1.0；

一一电流互感器的同型系数，取0.5；

——电流互感器的最大相对误差，取0.1;

——发电机的二次额定的电流。

实际上最小动作电流的确定还要根据选定的制动系数和继电器的固有动作电流来确定。

运行中的设备可由实测决定，但不能小于继电器的固有动作电流，规程规定具有比率制

动的发电机差动保护&=（0.1~0.3）。，一般取0.2。

2、比率制动拐点的整定

因为在负荷电流下，CT误差很小，不平衡电流也很小，因此即使无制动电流也不会误动,

则拐点应取1.0,考虑一定的可靠性取0.8。

3、比率制动系数

比率系数选择得当是防止外部短路误动作的保证，根据定义（根据经验一般

取0.5）。

4、横差（匝间）保护

应躲过外部短路故障时最大不平衡电流以及装置对高次谐波滤过比妁大小整定，由于

不平衡电流很难确定，因此一般根据经验计算。

由于本公司产品自动滤除三次谐波，因此按下式计算动作电流：

一0也

1dz.j~

nl

式中一一发电机的额定电流；

0.25〃

-电流互感器变比，一般采用n,=

5

按此式计算，当发电机转子回路发生两点接地故障时，横差保护可能误动，为防止误动,

在转子回路发生一点接地后，装置自动将横差保护切换成带有时限，延时取0.5~ls。

6、CT断线闭琐电流

该整定的意义是当保护电流大于正常运行时的最大负荷电流(一般取1.2)时认为是短路

电流，此时保护装置不再判断CT断线，而根据差动保折电流定值直接动作于跳闸。

二、对应微机保护装置型号

MGPR-610H保护装置详细说明参见我公司之最新版《产品汇编》。保护定值计算完毕后,

参照相应型号的《使用说明书》将定值输入保护装置即可。

发电机后备保护

一、整定计算

1、复合电压闭锁过电流保护

a、保护动作电流

加一长

发电机额定电流;

可靠系数，采用1.2：

返回系数，采用0.85o

=4

动作电流

b、负序电压按躲过正常运行时的不平衡电压整定

L2=o.06Ue

其中Ue——额定相间电压。

c、低电压元件

对于汽轮发电机，按躲过电动机自起动或发电机失磁而出现非同步运行方式时的最低电

压定值。通常可取Udz=(0.5~0.6)Uef

对于水轮发电机，由于不允许在失磁情况下运行，因此低电压继电器的动作电压整定为

分=0・7%

动作电压

其中——电压互感器变比；

uef——发电机额定线电压。

2、失磁保护

a、阻抗元件整定：

本公司保护为异步边界阻抗判据，采用下式：

X〃=—（1，2）X小x（U〃邑）x（%/叫）

X〃=-K人xX”x（U；/S„）x（巧/%）

式中一一发电机额定容量；

Ue——发电机额定电压；

——发电机CT变比；

——发电机PT变比；

——可靠系数，取1.2；

——发电机暂态电抗；

——发电机同步电抗。

延时一般取0.51s用以躲开系统振荡误动。

b、低电压元件整定：Ud:=（0.7-O.S）Ue建议取0.8；

c、负序电压元件整定值：U必2=（°・05~0.06”,建议取0.06。

3、过负荷保护

对称过负荷按发电机长期允许的负荷电流条件下能可靠返回的条件来整定:

式中L一一发电机额定电流；

Kk——可靠系数，采用1.05；

Kh——返回系数，采用0.85。

一空

动作电流dz.j—

勺

4、负序过流保护

负序过流按躲过发电机长期允许的负序电流值和躲过最大负荷下负序电流滤过器的不

平衡电流整定:7

延时取1s。

5、零序电流保护

按规程规定，50MW以下发电机组允许的接地电流值为4