電力變壓器的繼電保護(hù)整定值計(jì)算10630

1、電力變壓器的繼電保護(hù)整定值 計(jì)算 10-6-30電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定值計(jì)算2電力變壓器的繼電保護(hù)整定值計(jì)算一.電力變壓器的繼電保護(hù)配置變壓器 容量 (kVA)保護(hù)裝置名稱備注帶 時(shí) 限 的過 電 流 保護(hù)電流 速斷 保護(hù)縱 聯(lián) 差 動 保 護(hù)低壓 側(cè)單 相接 地保 護(hù)過負(fù) 荷保 護(hù)瓦斯 保護(hù)溫度保護(hù)0.5s 時(shí)裝 設(shè)運(yùn)行 的變 壓器 裝 設(shè)， 作為 其他 備用 電源 的變 壓 器， 根據(jù) 過負(fù) 荷的 可能 性裝 設(shè)用GL 型繼 電器 兼作 過電 流及 電流 速斷 保護(hù)800裝設(shè)1000 1600裝設(shè)過電 流保 護(hù)時(shí) 限 0.5s 時(shí)裝 設(shè)裝設(shè)2000 5000當(dāng) 電 流 速 斷 保 護(hù) 不 能

2、滿 足 靈 敏 性 要 求 時(shí) 裝 設(shè)6300 8000單獨(dú) 運(yùn)行 的變 壓器 或負(fù) 荷不 太重 要的 變壓 器裝 設(shè)列 運(yùn) 行 的 變 壓 器 或 重 要 變5000 kVA 的單 相變 壓器 宜裝 設(shè)遠(yuǎn) 距離 測溫 裝 置壓 器 或 當(dāng) 電 流 速 斷 保 護(hù) 不 能 滿 足 靈 敏 性 要 求 時(shí) 裝 設(shè)8000 kVA 的變 壓器 宜裝 設(shè)遠(yuǎn) 距離 測溫 裝置N10000裝設(shè)裝設(shè)裝設(shè)裝設(shè)注1：當(dāng)帶時(shí)限的過電流保護(hù)不能滿足靈敏性要求時(shí)，應(yīng)采用低電壓閉鎖的帶時(shí)限的過電流保護(hù)。當(dāng)利用高壓側(cè)過電流保護(hù)及低壓側(cè)出線斷路器保護(hù)不能滿足靈敏性要求 時(shí)，應(yīng)裝設(shè)變壓器中性線上的零序過電流保護(hù)。 低壓電壓

3、為230/400V的變壓器，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)出線斷路器帶有過負(fù)荷保護(hù)時(shí)，可 不裝設(shè)專用的過負(fù)荷保護(hù)。密閉油浸變壓器裝設(shè)壓力保護(hù)。干式變壓器均應(yīng)裝設(shè)溫度保護(hù)。注2:電力變壓器配置保護(hù)的說明（1）配置保護(hù)變壓器內(nèi)部各種故障的瓦斯保護(hù)，其中輕瓦斯保護(hù)瞬時(shí)動作發(fā)出信號，重瓦斯保護(hù)瞬時(shí)動作發(fā)出跳閘脈沖跳開所連斷路器。（2）配置保護(hù)變壓器繞組和引線多相短路故障及繞組匝間短路故障的縱聯(lián)差動保護(hù) 或者電流速斷保護(hù)，瞬時(shí)動作跳開所連斷路器。（3）配置保護(hù)變壓器外部相間短路故障引起的過電流保護(hù)或復(fù)合電壓啟動過電流保 護(hù)。（4）配置防止變壓器長時(shí)間的過負(fù)荷保護(hù)，一般帶時(shí)限動作發(fā)出信號。（5）配置防止變壓器溫度升高或冷卻系統(tǒng)

4、故障的保護(hù)，一般根據(jù)變壓器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定， 動作后發(fā)出信號或作用于跳閘。（6）對于110kV級以上中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)，要根據(jù)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行的具 體情況和變壓器的絕緣情況裝設(shè)零序電流保護(hù)或零序電壓保護(hù)，一般帶時(shí)限動 作作用于跳閘。注3：過流保護(hù)和速斷保護(hù)的作用及范圍過流保護(hù)：可作為本線路的主保護(hù)或后備保護(hù)以及相鄰線路的后備保護(hù)。它是按照躲過最大負(fù)荷電流整定，動作時(shí)限按階段原則選擇。 速斷保護(hù)：分為無時(shí)限和帶時(shí)限兩種。無時(shí)限電流速斷保護(hù)裝置是按照故障電流整定的，線路有故障時(shí)，它能瞬時(shí)動作, 其保護(hù)范圍不能超出本線路末端，因此只能保護(hù)線路的一部分。帶時(shí)限電流速斷保護(hù)裝置，當(dāng)線路采用無時(shí)限保護(hù)沒有保

5、護(hù)范圍時(shí)，為使線路全長 都能得到快速保護(hù)，常常采用略帶時(shí)限的電流速斷與下級無時(shí)限電流速斷保護(hù)相配 合，其保護(hù)范圍不僅包括整個(gè)線路，而且深入相鄰線路的第一級保護(hù)區(qū)，但不保護(hù) 整個(gè)相鄰線路，其動作時(shí)限比相鄰線路的無時(shí)限速斷保護(hù)大一個(gè)時(shí)間級。二.電力變壓器的繼電保護(hù)整定值計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定值計(jì)算7計(jì)算公式中所涉及到的符號說明在繼電保護(hù)整定計(jì)算中，一般要考慮電力系統(tǒng)的最大與最小運(yùn)行方式。最大運(yùn)行方式一是指在被保護(hù)對象末端短路時(shí)，系統(tǒng)等值阻抗最小，通過保護(hù)裝置的短路電流為最大的運(yùn)行方式。最小運(yùn)行方式一是指在上述同樣短路情況下，系統(tǒng)等值阻抗最大，通過保護(hù)裝置的 短路電流為最小的運(yùn)行方式。（1）S r

6、.T 變壓器的額定容量，kVA（2）u 1rT變壓器的高壓側(cè)額定電壓，kV（3）u 2,t 變壓器的低壓側(cè)額定電壓，kV1 1r T變壓器的高壓側(cè)額定電流，A（5）12r T 變壓器的低壓側(cè)額定電流，Au k 00 變壓器的短路電壓（即阻抗電壓）百分值（7）K rel 一一可靠系數(shù)，用于過電流保護(hù)時(shí),DL型繼電器取1.2和GL型繼電器取1.3 ； 用于電流速斷保護(hù)時(shí)，DL型繼電器取1.3和GL型繼電器取1.5.用于低壓 側(cè)單相接地保護(hù)時(shí)（在變壓器中性線上裝設(shè)的）取1.2，用于過負(fù)荷保護(hù) 時(shí)取1.05-1.1，而微機(jī)保護(hù)的可靠系數(shù)大約為1.05-1.2注：繼電保護(hù)整定可靠系數(shù)K eel的選取應(yīng)考

7、慮的因素按照短路電流整定的無時(shí)限保護(hù)，應(yīng)選用較小的系數(shù)。按照與相鄰保護(hù)的整定值配合整定的保護(hù)，應(yīng)選用較小的系數(shù)。保護(hù)動作速度較快時(shí)，應(yīng)選用較大的系數(shù)。不同原理或不同類型的保護(hù)之間整定配合時(shí)，應(yīng)選用較大的系數(shù)。運(yùn)行中設(shè)備參數(shù)有變化或難以準(zhǔn)確計(jì)算時(shí)，應(yīng)選用較大的系數(shù)。在短路計(jì)算中，當(dāng)有零序互感時(shí)，因?yàn)殡y以精確計(jì)算，故應(yīng)選用較大的系數(shù)。在整定計(jì)算中有誤差因素時(shí)，應(yīng)選用較大的系數(shù)。(8) K jx -接線系數(shù)，接于相電流時(shí)取1，接于相電流差時(shí)取3Kr繼電器返回系數(shù)，取0.85 （動作電流）電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定值計(jì)算8注：返回系數(shù)Kr是指返回量與動作量的比值。因此對于用于過量動作的繼 電器Kr vl;對

8、于用于欠量動作的繼電器Kr 1.返回系數(shù)Kr與繼電器的類型有關(guān)。電磁型繼電器的返回系數(shù)大約為0.85;而微機(jī)保護(hù)的返回系數(shù)大約為0.90.95.K gh 過負(fù)荷保護(hù)系數(shù)，包括電動機(jī)自起動引起的過電流倍數(shù)，一般取23, 當(dāng)無自起動電動機(jī)時(shí)取1.31.5;而微機(jī)保護(hù)的過負(fù)荷保護(hù)系數(shù)(工業(yè)配電)取 3,民用配電取152Kt 變壓器的高、低壓側(cè)額定電壓比(線電壓)。K e 靈敏系數(shù)nTA 電流互感器變比1 op 保護(hù)裝置一次動作電流1 op-k 一一保護(hù)裝置動作電流(16)2k 2-min 一 -一最小運(yùn)行方式下，變壓器低壓側(cè)兩相短路時(shí)流過高壓側(cè)(保護(hù)安裝 處)的穩(wěn)態(tài)電流1k3-max - -三相對稱

9、短路電流初始值(超瞬態(tài)短路電流)2k3-max - -一最大運(yùn)行方式下，變壓器低壓側(cè)三相短路時(shí)流過高壓側(cè)(保護(hù)安裝 處)的超瞬態(tài)電流, 、11k 2-min 最小運(yùn)行方式下，保護(hù)裝置安裝處兩相短路時(shí)的超瞬態(tài)電流涉及到的計(jì)算公式|變壓器的額定容量計(jì)算公式S T =J3*U1 T *1 TS T =J3*U2 T *12 T變壓器低壓側(cè)三相短路電流經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式尸=100 :12 Tk 3-max0U o過電流保護(hù)整定值計(jì)算公式保護(hù)裝置的動作電流opk應(yīng)躲過可能出現(xiàn)的過負(fù)荷電流，其計(jì)算公式為* Kgh %TK * n保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)Ksen按電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，低壓側(cè)兩相短路時(shí)流過高壓側(cè)(保護(hù)

10、安裝處)的短路電流校 驗(yàn)，其校驗(yàn)公式為IK 2k2.min Z 1.5sen Iop其中保護(hù)裝置一次動作電流為op，其計(jì)算公式為I I * nTAopop - k Kjx保護(hù)裝置的動作時(shí)限應(yīng)與下一級保護(hù)動作時(shí)限相配合，一般取0.507s(4)|電流速斷保護(hù)整定值計(jì)算公式|保護(hù)裝置的動作電流I op.k應(yīng)躲過低壓側(cè)短路時(shí)，流過保護(hù)裝置的最大短路電流，其計(jì)算公式為II K * K * 2k3-maxTA保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)Ksen按電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，保護(hù)裝置安裝處兩相短路電流校驗(yàn)，其校驗(yàn)公式為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定值計(jì)算10IK = 1k2 min . 2op其中保護(hù)裝置一次動作電流為1 op，

11、其計(jì)算公式為I = I n TAopop k Kjx保護(hù)裝置的動作時(shí)限變壓器電流速斷保護(hù)裝置動作時(shí)限分為t=0s （速斷跳閘）和 t=0.5s （延時(shí)速斷跳閘）兩種。|電力變壓器低壓側(cè)短路時(shí)流過高壓側(cè)的最大一相電流值（采用三相式保護(hù)）計(jì)算 點(diǎn)三相短路電流以）二相短路電流（A）單相（接地）短路電流（A）低壓 側(cè)短 路時(shí) 的實(shí) 際值Ik 3 maxIk 2 minIk L min流過 高壓 側(cè)（保 護(hù)安 裝處） 的折 算值I八=*I但2k 3 maxk 3 maxKt（變壓器組別Yyn0 ）12 k 2 min = * Ik 2 min Kt（變壓器組別Yyn0 ）12 kL min3/Ik mi

12、n（變壓器組別Yyn0 ）I g 7 Q= * I J Q2k 3 max?k 3 maxKt（變壓器組別Dyn11 ）I=2 * I2k 2minF * Kk2minT（變壓器組別Dyn11 ）12kLmin = 后 * * Ikmin（變壓器組別Dyn11 ）12k 3 max丫Ik 3 maxKt（變壓器組別Yd11 ）I=2 * I2 k 2 minF * Kk 2 minWT（變壓器組別Yd11 ）（6）低壓三相和二相短路電流的計(jì)算序 號物理量名稱計(jì)算公式說明1三相對稱短路電 流初始tt（kA）_c*%Lk 3j *J (R & + X 2 )淤Un 一短路計(jì)算點(diǎn)所 在電網(wǎng)的標(biāo)稱電壓

13、（380V） 淤* p 峰值系數(shù)Kp - 1 + 廠兀 * R / X c淤一短路計(jì)算電壓系數(shù)，取平均值1.052三相對稱開斷電 流（有效值）（kA）對遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路，【b3 - rk33三相短路電流峰 值（kA）ip 3= * Kp * Ik 34三相穩(wěn)態(tài)短路電 流（有效值）（kA）對遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路，Ik3 rk35兩相穩(wěn)態(tài)短路電 流（有效值）（kA）對遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路，Ik 2 =。866 * Ik 3高壓三相短路電流與短路容量的計(jì)算I序 號物理量名稱計(jì)算公式說明1三相對稱短路 電流初始值（kA）j - Id k 3 * *淤Un 一短路計(jì)算點(diǎn)所在電 網(wǎng)的標(biāo)稱電壓（kV） 淤K p 峰

14、值系數(shù) Kp= 1 + 廠兀* R / X 對高壓電路： R 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于I * X , 可取Kp =1.8 ， 則 ip3=255 * jk3淤1 d 一短路計(jì)算點(diǎn)基電流2三相對稱開斷 電流（有效值）（kA）對遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路，b3 - Ik33三相短路電流 峰值（kA）3=把 * Kp * jk 34三相穩(wěn)態(tài)短路 電流（有效值）（kA）對遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路，Jk 3 = jk 35兩相穩(wěn)態(tài)短路 電流（有效值）（kA）對遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路， jk2 -。866 * jk36對稱短路容量 初始值（蜘）Sk3-尸*c*Un*jk3二.運(yùn)用舉例（1）已知變壓器參數(shù)為：SCB10-160010（1 2.5）

15、/0.4 kV 額定容量 S1600 kVA變壓器的短路電壓（即阻抗電壓）uk 00= 6接線組別Dyn11變壓器的短路損耗 % = 10*2KW（2）高壓電流互感器參數(shù)為：3只LZZJB12-10A 變比150/5額定輸出20/15 VA準(zhǔn)確級0.5/10P15（3）微機(jī)保護(hù)裝置DMR201（4）過流繼電器GL-15/10（5）過流繼電器DL-試概略計(jì)算過電流保護(hù)與電流速斷保護(hù)整定值解:（1）根據(jù)變壓器額定容量可計(jì)算出低壓側(cè)額定電流2 r TS =0* U */, S1600kVA2,廣焰 *U= J3 * 0.4kV.2 rT（2）根據(jù)變壓器額定容量可計(jì)算出高壓側(cè)額定電流壯.tS =J3*

16、 U * IJ - s ri600kVA廣孑k 一小莎-9238人1rT（3）計(jì)算變壓器低壓側(cè)三相短路電流IkIk 3-maxuk= 100 * 2309.5 = 38.49姐（4）計(jì)算變壓器低壓側(cè)三相短路時(shí)流過高壓側(cè)的超瞬態(tài)電流的折算值n I= * I=* 38.49kA = 1539.6A2 k 3.max Kk 3.max10kVT 04kV（5）以微機(jī)保護(hù)裝置DMR201為例，概略計(jì)算過電流保護(hù)與電流速斷保護(hù)整定值，其中參數(shù)取值如下:K K 廣 1.05% = 1 K = 0.95計(jì)算過電流保護(hù)整定值(a)計(jì)算過電流保護(hù)動作電流整定值(二次電流)(a)計(jì)算過電流保護(hù)動作電流整定值(二次

17、電流)I = K * K * Kgh * 1r.T = 1.05 * 1 * 3 * 92；38 = 9.7 A* 汩，jK * nTA0.95 * (b)驗(yàn)算保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)(b)驗(yàn)算保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)Ksen保護(hù)裝置一次動作電流為150I = I * L = 9.7 *上=291Aopopk K1jx變壓器組別為Dyn11，對遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路則、=I； , I = 0.866 * In,222.2 k Zmin 一 3 * Kk 2皿位 一 3 * K K 3 3 * KTTT* 0.866 * 38490 = 0.046189 * 0.866 * 38490 =1539 弈*此0.4k

18、V驗(yàn)算靈敏系數(shù)IK =IK =2 k 2-minsen Iop= 5.31.5 291A經(jīng)驗(yàn)算K sen滿足要求。(c)保護(hù)裝置的動作時(shí)限電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定值計(jì)算14應(yīng)與下一級保護(hù)動作時(shí)限相配合，一般取t=0507s計(jì)算電流速斷保護(hù)整定值計(jì)算電流速斷保護(hù)動作電流整定值(二次電流)/I = K * K *2婦 5TA= 1.05*1 * 雄3*6 = 53.89A150驗(yàn)算保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)Ksen保護(hù)裝置一次動作電流為150I = I * 里=53.89 *_L = 1616.7 Aopop-k K1jx因上一級主變系統(tǒng)參數(shù)不能確定，故無法驗(yàn)算靈敏系數(shù)是否滿足要求。保護(hù)裝置的動作時(shí)限取無動作

19、時(shí)限t=0s注：上述概略(無準(zhǔn)確的系統(tǒng)參數(shù))計(jì)算出的過電流保護(hù)與電流速斷保整定值要適當(dāng)偏小取值如：上述過電流保護(hù)整定值為9.7A,可適當(dāng)偏小取值為89A；保護(hù)裝置的動作時(shí)限約為0.6s電流速斷保護(hù)整定值為53.89A,可適當(dāng)偏小取值為4550A；保護(hù)裝動作時(shí)限取0s以過流繼電器以GL或DL為例，概略計(jì)算過電流保護(hù)與電流速斷保護(hù)整定值，其中參數(shù)取值如下：過流繼電器DL電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定值計(jì)算15七=L2 （過電流保護(hù)）K,廣1.3 （電流速斷保護(hù)）K x = 1 K = 0.85 K h = 3過流繼電器GLKrKr廣L3 （過電流保護(hù)）K x = 1 K = 0.85計(jì)算方法同上（略）Kre

20、l= 1-5 （電流速斷保護(hù)）K廣3注：電流速斷保護(hù)瞬動電流倍數(shù)（電流速斷保護(hù)裝置動作電流與過電流保護(hù)裝置動作電流之比），取整數(shù)倍如：4倍，6倍等。瞬動電流倍數(shù)=瞬動電流倍數(shù)=速斷/op，k過流/op-k附注：補(bǔ)充一些有關(guān)三相對稱短路電流的計(jì)算知識采用標(biāo)幺值法計(jì)算（一）確定基準(zhǔn)值序號基準(zhǔn)值計(jì)算公式符號說明1基準(zhǔn)容量S = 100MVA淤U n 一短路計(jì)算點(diǎn)所在電網(wǎng)的 標(biāo)稱電壓（kV）2基準(zhǔn)電壓U = c * U3基準(zhǔn)電流I =二=sddJ3 *U提 * c * UdnI洪d 一短路計(jì)算點(diǎn)基準(zhǔn)電流（kA）淤c 一短路計(jì)算電壓系數(shù)，取平均值105常用基準(zhǔn)值 (Sd =100MVA )系統(tǒng)標(biāo)稱電壓U

21、n （單位：kV）0.38361035110基準(zhǔn)電壓ud （單位：kV）0.43.156.310.537115基準(zhǔn)電流1 d （單位：kA）144.318.39.165.51.560.5（二）短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)根據(jù)計(jì)算目的選取，一般為高壓電源引入處、高壓配電所 母線、車間變電所變壓器一次側(cè)和二次側(cè)等處。（三）計(jì)算高壓短路回路各元件的電抗標(biāo)幺值序 號元件名稱電抗標(biāo)幺值計(jì)算公式1電力系統(tǒng)X * = S d s S”k 32電力線路. s.X*w =、0 *Lc*Un)23配電變壓器X * = k 00 *，dT 100 * SrT4限流電抗器x *L = X *一 * 一由100心 * Ir. l(c* Un )2符號說明:（1）Sk 3 電力系統(tǒng)變電所高壓饋電出口處短路容量（MVA）,取具體工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量（供電部門提供）（2）* 0電力線路單位長度的電抗（C/km）注1：當(dāng)線路結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)不詳時(shí)，-0可取其近似值，對6kV電纜線路*0 = 0.07 C/km;對 10kV 電纜線路 *0 = 0.08 C/km;對6kV架空線路*0 = 0.35 C/km;對 10kV 架空線路 *0 = 0.35 C/km;其它參數(shù)見下面表-1（3）1電力線路的長度（km）（4）U n 元件所在電網(wǎng)的標(biāo)稱電壓（kV）（