400V低压系统继电保护整定计算20110718.ppt

1、,400V低压系统继电保护整定计算,2011年继电保护资料,低压系统继电保护整定计算,目录一、400V低压电动机运行特性：二、400V低压系统短路计算:三、400V低压设备保护种类：四、400V低压系统保护整定原则,2011年继电保护资料,一、400V低压电动机运行特性,异步电动机的等值电路图,2011年继电保护资料,由上述等值电路图我们可以看出，当定子和转子的电阻和漏抗数值不变时，从定子侧看电动机的输入电抗值和阻抗角只与转差率s有关。而电动机的定子电流I1等于激磁电流I0与折算到定子侧的转子电流I2的矢量和。,一、400V低压电动机运行特性,电动机故障及异常状态：电动机的主要故障是定子绕组的

2、相间短路。由于短路产生短路电流往往很大，会使绕组的绝缘损坏、铁芯烧毁，甚至会导致供电网络电压的显著降低，从而破坏其他负荷的正常工作。因此必须装设相间短路保护。此外电动机故障还有定子绕组的单相接地保护，单相接地故障电流的大小取决于电源变压器中性点接地方式。一般来说，电源变压器中性点是直接接地的，发生单相短路时短路电流较大，需要装设单相接地保护装置，无时限的切除故障电动机。电动机不正常运行方式主要是过电流。引起过电流的原因有很多：如电动机所带机械的过负荷、系统电压或频率的降低造成转速降低、单相断线等等，长时间的过电流会使电动机绕组的温升超过容许值，绝缘迅速老化，大大降低电动机使用寿命，严重时会烧毁

3、电动机。因此应加装过电流保护。,2011年继电保护资料,空白页，请跳过阅读,音乐需要连续，建议以两台DVD进行操作；声音大小适中莫扎特的第九十交响曲，格什温的蓝色狂想曲；莫扎特的弦乐五重奏曲g小调、交响曲第25g小调、舒伯特的弦乐四重奏曲d小调死神与少女等等。时间。建议先参考：世界催眠大师马丁,空白页，请跳过阅读,汉语类：烛光里的妈妈、征服、小野曲、摇篮曲、壮志在我胸、从头再来、被遗忘的时光、不见不散、真心英雄、众人划浆开大船、感恩的心、父亲和我、在你面前我好想流泪、有多少爱可以重来、忙与盲、感谢你、有你有我、明天更美好、同一首歌、斗牛士之歌、思念谁、我这个你不爱的人、朋友别哭、,空白页，请跳

4、过阅读,解除人忧郁的音乐有：喜洋洋春天来了啊，莫愁、西贝柳斯的悲痛圆舞曲、莫扎特的第九十交响曲，格什温的蓝色狂想曲；莫扎特的弦乐五重奏曲g小调、交响曲第25g小调、舒伯特的弦乐四重奏曲d小调死神与少女等等。压力过大时，我们不妨听一听艾尔加的威风凛凛。,二、400V低压系统短路计算,400V低压厂用系统短路计算基本上与高压系统短路计算相同，但在具体计算时，侧重点有所不同：1、短路阻抗值选取周期分量有效值计算。2、短路阻抗值主要计及厂用变压器低压侧阻抗及400V动力电缆阻抗，可忽略6kV以上系统阻抗。厂用变压器低压侧阻抗计算：1）正序电阻其中：厂变归算至低压侧额定电压的正序电阻值。：厂变短路损耗（

5、kW）。：厂变低压侧额定电压（V）。：厂变额定容量（kVA）。,2011年继电保护资料,二、400V低压系统短路计算,2)正序阻抗其中：厂变短路电压。3)正序电抗:对于厂用低压变压器为Dyn11(Dyn1)，变压器零序电阻，零序电抗对于厂用低压变压器为Yyn0,变压器零序电阻，零序电抗,2011年继电保护资料,二、400V低压系统短路计算,低压电缆阻抗计算：1）相线正序电阻、电抗：2）相线零序电阻、电抗：3）中性线零序电阻、电抗：故障点综合阻抗计算：1）故障点综合正序电阻、电抗：、2）故障点综合零序电阻、电抗：、,2011年继电保护资料,二、400V低压系统短路计算,短路电流计算：1)三相短路

6、电流计算：2)两相短路电流计算：3)单相短路电流计算：,2011年继电保护资料,三、400V低压系统保护种类,目前，电厂400V低压厂用系统保护种类大致有如下几种：1、低压熔断器保护。2、热继电器保护。3、继电器式电流保护。4、单相接地保护。5、具有脱扣功能的自动空气断路器。6、400V低电压保护。,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,一）、低压熔断器保护：熔断器是一种最简单的保护装置，作为设备短路保护使用。熔断器的保护特性：,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,一）、低压熔断器保护：整定原则一：可按躲过电动机启动电流来选取。见如下公式：为保

7、证电动机起动时熔件可靠不熔断，根据电动机启动特性，对应不同系数。1）当电动机起动时间2S时，为保证电动机起动时熔件可靠不熔断，取。2）当2S电动机起动时间10S时，为保证电动机起动时熔件可靠不熔断，取对于低压电动机而言：，单台电动机起动电流对于低压馈线而言：指馈线上正常最大起动电流之和。,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,一）、低压熔断器保护：整定原则二：根据运行经验值，低压熔件额定电流的经验公式：按躲过22.5倍正常负荷电流选取。其中：Krel可靠系数，一般取22.5。Ie电动机额定电流。指馈线上正常最大起动电流之和。熔断器熔件校核：如果电磁接触器不能切除短路电流

8、，只能断、合电动机起动电流时，还应校核与电磁接触器动作时间配合关系。所以当电动机或电缆发生短路故障时，应保证熔断器熔件先熔断、电磁接触器后断开的原则。,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,二）、热继电器保护：传统意义上的热继电器是采用两片膨胀系数不同的双金属片受热弯曲而动作切除故障。热继电器具有反时限特性。当过负荷电流倍数愈大时，热继电器动作时间愈短；反之，过电流倍数愈小时，动作时间愈长。热继电器保护特性：,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,二）、热继电器保护：热继电器额定电流整定原则：应可靠大于被保护电动机长时间通过的最大电流，即电动机额

9、定电流整定。，一般取1.21.3倍。,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,三）、继电器式电流保护：400V低压厂用电保护配置示意图,2011年继电保护资料,适用环境：400V系统出线电缆截面较小，电缆长度较长的情况。此时由于电缆过长，电缆末端短路时短路电流较小，自动空气开关保护灵敏度不够，应使用继电器式电流保护切除远故障；而当靠近电源出口处发生短路故障时，短路电流高达数万安培，由于电流互感器极度饱和，继电器式电流保护可能拒动，宜使用自动空气断路器保护切除近故障。,四、400V低压系统保护整定计算原则,三）、继电器式电流保护：继电器式速断保护整定：1、电动机保护：1）动

10、作电流计算：按躲过电动机起动电流计算。计算公式：其中：Krel可靠系数，用于GL型电流元件时取1.8，DL型电流元件时取1.5。2）动作时间top计算：取。3）灵敏度Ksen校验：校验电动机入口处两相短路时灵敏度。,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,三）、继电器式电流保护：继电器式速断保护整定：2、馈线保护：1）、动作电流计算：按与MCC母线上所接设备最大速断动作电流配合计算，即其中：Kph-配合系数，取。2）、躲过MCC段可能的总自起动电流Ist计算，即其中：Krel-可靠系数，取。,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,三）、继电器式电流

11、保护：继电器式速断保护整定：2、馈线保护：2）动作时间top计算：取。用作MCC馈线的短延时保护可选用定时限或反时限保护。1）MCC母线上所接设备均为瞬时速断保护时，按与MCC母线上所接设备最大速断动作时间相配合选定时限短延时保护，即取2）MCC母线上所接设备用熔断器保护时，反时限短延时保护动作时间应与短延时过电流动作电流对应熔断器的熔断时间tfu相配合。即。其中：。3）、灵敏度Ksen校验：校验馈线末端两相短路时保护灵敏度,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,四）、单相接地保护：单相接地保护装设原则：低压厂用变压器，一般供动力和照明用电，中性点是直接接地的。当电动机

12、发生单相接地故障时，流过的是单相接地短路电流。由于变压器的零序阻抗一般很大，单相接地短路电流较小。对于容量较大的低压电动机，相间短路保护整定值都比较大，兼作单相接地保护灵敏度往往不能满足要求。因此对于容量较大如100kW及以上电动机需要单独装设单相接地保护。低压馈线保护一般也须装设单相接地保护。,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,四）、单相接地保护：单相接地整定计算原则：1、电动机保护：1）一次动作电流计算：有零序电流互感器TA0的电动机单相接地保护，一次三相电流平衡时，由于三相电流产生的漏磁通不一致，于是在零序电流互感器内产生磁不平衡电流。按躲过电动机起动时最大不

13、平衡电流计算，低压电动机单相接地保护动作电流可取由于400V单相接地电流均很大，低压电动机单相接地时灵敏度足够，一般根据经验公式取：。2）、动作时间top计算：取。3）、灵敏度Ksen校验：校验电动机入口处单相接地时灵敏度。,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,四）、单相接地保护：单相接地整定计算原则：2、馈线保护：1）一次动作电流计算。（1）按躲过正常最大不平衡电流计算。由于馈线负荷中一般多有单相负荷，所以正常运行时有很大的不平衡电流。根据经验公式：按躲过正常最大不平衡电流计算，即。（2）与下一级未单独配置零序保护的电动机速断保护配合计算，即。（3）与下一级所接设备

14、最大接地保护配合计算，即。2）动作时间：与下一级零序保护动作时间相配合。3）灵敏度Ksen校验：校验馈线末端单相接地时保护灵敏度。,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,五）、有脱扣功能的自动空气断路器：自动空气断路器广泛地使用与500V以下低压厂用电系统中，自动空气断路器的过流脱扣器可作为过负荷保护和短路保护，失压脱扣可作为低电压保护。由于自动空气开关的保护特性比熔断器稳定得多，而且可以比较精确地整定其脱扣电流，与熔断器相比较，可实现多次动作，运行比较方便。,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,五）、有脱扣功能的自动空气断路器：不可调整低压自

15、动空气断路器选取：1、低压自动开关额定电流Iqn的选取：1）用于电动机保护时，M型额定电流为：Iqn=Imn或略大于Imn。2）用于非电动机保护时，E型额定电流为：Iqn=1.2Imn或略大于1.2Imn2、一次脱扣电流Iqop的选取：1）用于电动机保护时，M型一次脱扣动作电流为：Iqop=12*Iqn。其一次动作电流按躲过电动机起动电流计算：Iqop=Krel*Kst*Imn.其中：Krel可靠系数，取1.8。2）用于非电动机保护时，E型一次脱扣动作电流为：Iqop=10*Iqn3、设备允许遮断电流Ibrl.al校核：低压自动空气断路器允许遮断电流Ibrl.al应大于最大短路电流。计算公式：

16、Ibrl.alIkmax,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,五）、有脱扣功能的自动空气断路器：可调整的低压自动空气断路器保护及智能开关保护整定开关各保护功能的特性曲线如下:,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,五）、有脱扣功能的自动空气断路器：电动机保护整定计算原则：1、瞬时电流速断保护：1）瞬时一次动作电流Iop计算：按躲过电动机起动电流计算，即：其中：Krel-可靠系数，一般取1.5。2）动作时间top计算：取。3）灵敏度Ksen校验：校验电动机入口处两相短路时灵敏度。,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,五）

17、、有脱扣功能的自动空气断路器：电动机保护整定计算原则：2、长延时过流保护：1）一次动作电流整定值Ir1计算：按躲过电动机额定电流或正常最大负荷电流计算，即其中：Krel-可靠系数，取。2）动作时间top计算：按躲过电动机正常最长起动时间tstmax整定。取。其中：Krel-动作时间可靠系数，取。,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,五）、有脱扣功能的自动空气断路器：电动机保护整定计算原则：2、长延时过流保护：3）长延时过电流保护动作常数整定值T：按躲过电动机正常最长起动时间计算。动作公式为：动作常数整定值其中nI为装置长延时动作时间常数对应的电流值。,2011年继电保

18、护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,五）、有脱扣功能的自动空气断路器：馈线保护整定计算原则：1、相电流瞬时电流速断保护计算：1）瞬时一次动作电流Iop计算：按躲过馈线末端短路计算，即其中：Krel-可靠系数，一般取。2）动作时间top计算：取。3）灵敏度Ksen校验：校验馈线始端两相短路时保护灵敏系数。4）若馈线电缆较短，灵敏度可能不满足要求，建议此保护功能退出。,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,五）、有脱扣功能的自动空气断路器：馈线保护整定计算原则：2、相电流短延时过电流保护计算：1）短延时过电流保护动作电流Iop计算：（1）按与MCC母线上所接设备最大速断动作电流配合计算，即（2）躲过MCC段可能的总自起动电流Ist计算，即其中：Krel-可靠系数，取。2）灵敏度Ksen校验：校验馈线末端两相短路时保护灵敏系数。3）短延时动作时间top的计算。与下级保护动作时间相配合。,2011年继电保护资料,四、400V低压系统保护整定计算原则,五）、有脱扣功能的自动空气断路器：馈线保护整定计算原则：3、长延时过电流保护计算：1）一次动作电流整定值Iop计算：（1）按躲过可能出现的最大负荷电流计算，即其中：Krel：为动作电流可靠系数，取。（2）、按电缆允许的安