10KV继电保护整定计算

继电保护整定计算一、10KV母线短路电抗已知10母线短路参数：最大运行方式时，短路容量为S=157MVA，短路d.1(max)S(3)157电流为I=d.Kmaxx=p一=9.0647KA，最小运行方式时，短路容量为d-1(max)J3-U3x10eS(3)134S=134MVA，短路电流为Id1(min)d-1(min)d(min)3U、;3X10eI(2)0.866I(3)0.866x7.73677KA。d.1(min)d.1(min)取全系统的基准功率为S100MVA，10KV基准电压U10.5KV，基准电流jj.1为ISj巴05.4986KA；380V的基准电压U0.4KV，基准电j-13U3x10.5j2j.1S100流是I.j.144.3418KAj23U审3x0.4j.2二、1600KVA动力变压器的整定计算(1#变压器，2#变压器)已知动力变压器量1.6MVA，】%4kv，高压侧额定电流e.HSe60092.38A，低压侧额定电流3U3x10e.He.LSe-6002309.47A，变压器短路电压百分比V%4.5%，3U2lmI1.95dz电流速断保护动作时限取0秒。本例取0S4、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，保护动作电流KI3x92.38I二KKghe.H二1.2x1x二13.04A对应值13Adz.jkjxKn0.85x30hl式中：Kh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0.85。保护动作一次电流I=I丄二13.04x一二391.2Adzdz.jK1jx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“la.1300c“K=d-3(min)=3.221.5加I391.2dz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)。本例取0.5S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：KI1.2x92.38二KKgheH=1.2x1x二5.22A,dz.jkjxKn0.85x30hl保护动作一次电流：n30二5.22x二156.5Adzdz.jK1jx校验灵敏度系数：KlmI(2)=d3(min)dz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：T=t(Idz.jldj-1.052=600x(1.12-1.052)=64.5S5、高压侧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(0.60.8)1,为防止变压器空投时由于三相合闸不同期而引起误动,e推荐延时不小于0.2S。对本侧，计算如下：0.8I=edz.jnl0.8x92.3830二2.47A对应值2.47A保护一次动作电流：dznldz.jKjx二2.46片=73.9A根据实际运行所得经验建议延时取2S。本例取2S6、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：a、躲过正常运行时中性线上最大不平衡电流;1.2x0.25x2309.47_692.84Kx0.25I=keLdz.jn01.2x0.25x2300对应值Idz.jKx0.25IkeLn0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：K2lmb、与下线支线零序电流保护定值相配合：I=KKIdz.0pho.fzdz.o.xt式中K配合系数，取1.11.2；phK零序电流分支系数，其值等于出线零序电流保护后备段保o.fz护范围末端发生接地短路时，流过本保护的零序电流与流过零序电流保护的零序电流之比，选用K值为最大的运行ofz方式，作为计算运行方式；I出线零序电流保护后备段的动作电流。dz.o.xt低压侧单相接地保护动作时限取0.5秒。7、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：KI1.0592.38I=kxeH=x=3.8A对应值3.8Adz-jKn0.8530hl过负荷延时取5.0s。本例取5S900KW风机的整定计算已知电机容量P二900KW，额定电压U二10KV，功率因数cos9=0.89，额定e=20，启动电电流I二二900二58.39A，CT变比n=1005eQ3U-cos910-0.891/5e流I二KI=7x58.39二408.73A，启动时间为t，启动电流倍数K=7。qqdeqdqd1、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II：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）:ss2、电流速断保护（正序速断）按躲过电动机起动电流来整定：K-1I=K-qde，dz.jknl式中K可靠系数；kK电动机启动倍数，本电机为7。qd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:7v5839a、起动时间内，K推荐取1.8，则I=1.8x2_=36.79Akdzj20对应值5.3A速断延时0秒。本例取OSb、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,K推荐取0.8， k贝V：I=0.8x7X58.39=16.35A如20、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：K推荐k取1.3，7x58.39则：I=1.3x=26.57Adz-j20起动后对应值2.4A，速断延时1.2倍的实际起动时间秒。3、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：I=K-厶，K取0.8dz.jknkl58.39则：I=0.8x=2.4A对应值2.4Adz-j20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。4、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：I=K-1dzkc式中：K:可靠系数，若取不带时限的接地保护，K取45,若带0.5秒延时,kkK取1.52。I：该回路的电容电流kc对本例，拟取带延时的接地保护，延时0.5秒，I=2x10=20Adz注意：I二20A为一次零序电流，但保护装置要求输入的定值是二次侧定dz值，故应将20A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。接地保护，本例I二1.1倍实测值本例取0.5S。dz5、低电压保护低电压保护的整定条件有以下几条：按保证电动机自起动的条件整定，即U二mindzK-KksU.保证电动机自起动时，母线的允许最低电压一般为（0.550.65）UeminKk可靠系数，取1.2Kf返回系数，取0.9按切除不允许自起动的条件整定，一般取（0.60.7）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。 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（0.250.4）Ue，失压保护时限取610秒。 具有备用设备而断开的电动机，失压保护整定为（0.250.4）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。低电压保护，本例U二70V本例取0.5Sdz6、堵转保护堵转电流按躲过电动机最大过负荷电流整定，推荐使用下式：I二K-厶dz.jknl式中：K：可靠系数，取2.5。k58.39则：I=2.5x=7.3A对应值7.3Adz-j20堵转延时推荐使用1秒。本例取1S7、过负荷（过热）保护本公司微机保护的过负荷判据为：K1s)2丿1(I2+K212|Js-1.052式中t保护动作时间（s）T1I1I2Is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）K正序电流发热系数，启动时间内可在01范围内整定，级差0.01,1启动时间过后自动变为1K负序电流发热系数，可在010的范围内整定，若无特殊说明，2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下几个：发热时间常数T1：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算：a、T=（n21.052）t其中t为过负荷电流为n倍时的允许运行时间b、据电动机运行规程估算：冷态起动：t=2（0.5n21.052）Tqd热态起动：T=（n21.052）Tqd式中：Tqd为电动机起动时间。如以上参数都未知的情况下可先设t=99。 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10s。热报警系数e:电动机过负荷时，热告警发信号时间与过热跳闸时alarm间的比值为热报警系数e，般e整定为0.50.7。alarmalarm K1的整定：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0.2。 K2的整定：由于一般情况下电动机负序阻抗与正序阻抗之比为1,故一般情况下设为1。用户也可根据具体实例正序阻抗之比来整定。8、起动时间dz按电动机起动时间乘1.2可靠系数整定：t二1.2xtqd三、355KW风机的整定计算355已知电机容量P二355KW，额定电压U二10KV，功率因数cos申=0.89，额定e电流I=23.03A,CT变比n=505=10，启动电流e-U-cos申10-0.891/5eI=KI=7x23.03=161.21A，启动时间为t，启动电流倍数K=7。qqdeqdqd1、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II：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）:ss23.032303=2.3A103、电流速断保护（正序速断）K-1按躲过电动机起动电流来整定：=K-qde，dz.jknl式中K可靠系数；kK电动机启动倍数，本电机为7。qd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:a、起动时间内，K推荐取1.8，则I=1.8x7X23.03=29Akdz-j10对应值2.8A速断延时0秒。本例取OSb、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,K推荐取0.8，k7x23.03 则：I=0.8x=12.9Adz-j10、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：K推荐k取1.3，则：=1.3x7X23.03=21Adz-j10起动后对应值1.3A，速断延时1.2倍的实际起动时间秒。3、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：I二K-丄，K取0.8dz.jknkl23.03则：I=0.8x=1.8A对应值1.25Adzj10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。4、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：I二K-1dzkc式中：K:可靠系数，若取不带时限的接地保护，K取45,若带0.5秒延时，kkK取1.52。I：该回路的电容电流kc对本例，拟取带延时的接地保护，延时0.5秒，I二2x10二20Adz注意：I二20A为一次零序电流，但保护装置要求输入的定值是二次侧定dz值，故应将20A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。接地保护，本例I二1.1倍实测值本例取0.5S。dz5、低电压保护低电压保护的整定条件有以下几条：按保证电动机自起动的条件整定，即U二mindzK-KksU.保证电动机自起动时，母线的允许最低电压一般为（0.550.65）UeminKk可靠系数，取1.2Kf返回系数，取0.9按切除不允许自起动的条件整定，一般取（0.60.7）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。 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（0.250.4）Ue,失压保护时限取610秒。 具有备用设备而断开的电动机，失压保护整定为（0.250.4）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。低电压保护，本例U二70V本例取0.5Sdz6、堵转保护堵转电流按躲过电动机最大过负荷电流整定，推荐使用下式：II二K一dz.jknl式中：K：可靠系数，取2.5。k23.03则：I=2.5x=5.76A对应值3.85Adzj10堵转延时推荐使用1秒。本例取1S7、过负荷（过热）保护本公司微机保护的过负荷判据为：2+K22-1.052式中t保护动作时间（s）T发热时间常数1I电动机运行电流的正序分量（A）1I电动机运行电流的负序分量（A）2I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）sK正序电流发热系数，启动时间内可在01范围内整定，级差0.01,1启动时间过后自动变为1K负序电流发热系数，可在010的范围内整定，若无特殊说明,2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下几个： 发热时间常数T1：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算：a、T=（n21.052）t其中t为过负荷电流为n倍时的允许运行时间b、据电动机运行规程估算：冷态起动：T=2(0.5n21.052)Tqd热态起动：T=(n21.052)Tqd式中：Tqd为电动机起动时间。如以上参数都未知的情况下可先设t=99。 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10s。热报警系数e:电动机过负荷时，热告警发信号时间与过热跳闸时alarm间的比值为热报警系数e，般e整定为0.50.7。alarmalarm K1的整定：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0.2。 K2的整定：由于一般情况下电动机负序阻抗与正序阻抗之比为1,故一般情况下设为1。用户也可根据具体实例正序阻抗之比来整定。8、起动时间按电动机起动时间乘1.2可靠系数整定：t二1.2Xtdzqd四、进线保护的整定计算已知CT变比n=6005=120。1、限时电流速断保护、保护动作电流进线限限时电流速断保护：a、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：I1500I=KKd3.max二1.2X1X二15Adz.jkjxn120l式中：I(3)为系统最大运行方式下1600KVA动力变压器低压侧三相短路时，流d3.max过高压侧的短路电流。b、与相邻元件的电流速断保护的动作电流相配合：I1950与变压器的配合：I二K-b左二1.1x-二16.25Adz.jphn120l其中：K为配合系数，取1.1；phI为变压器电流速断保护定值。B.dz根据灵敏度要求取：I二16.25A对应值16Adz.j保护一次动作电流I=Ixn=16.25x120=1.95KAdzdz.jl定时限电流速断保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，本线路末端两相短路电流校验：I(2)K=d.1(min)lmI=3.5921.95dz灵敏度满足要求。限时电流速断保护动作延时建议取0.5s。本例取0.5S2、过电流保护过电流保护按躲过线路的过负荷电流整定：KI1.2Ikx盈=xg对应值26AKn0.85120hl其中：I为电动机起动时的线路过负荷电流ghdz.j保护的一次动作电流=Ixndzdz.jlgh线路过电流保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，本线路末端两相短路电流校验：k=二=531982lmIIdzdz过电压保护动作时限与本线路相邻元件相关保护动作时限相配合。本例取1S五、发电机的整定计算已知发电机额定容量P=3.75MW，额定电流I=206A，额定电压eU=10.5KV，功率因数cos申=0.8，CT变比n=305=60，PT变比n=1001=100，X发电机暂态电抗16.22%，X发电机同步电抗175%。yU.1dd（一）、发电机差动保护整定计算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0.70.9，建议取0.8。2、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，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I二（八0.3。，一般取0.2：zdnl对应值0.7A_(0.10.3)I0.2x206_06“I=e069Azdn60l3、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丄，考虑一定的可靠性取0.8丄nnll_0.8-1edznl0.8x206602.75A对应值2.75A4、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K，（根zdIzd据经验一般取0.5）。本例取0.55、CT断线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，而根据差动保护电流定值直接动作于跳闸。1.2Iedz.jnl1.2x206604.12A对应值4.12A二）、发电机后备保护整定计算1、复合电压闭锁过电流保护1）、保护动作电流I=-KI=1.2x206二4.58A对应值4.85AdzKne0.9x60hl式中I发电机额定电流；e.fK可靠系数，采用1.2；kK返回系数，采用0.9。h2）、负序电压按躲过正常运行时的不平衡电压整定U二0.06U二0.06x10.5二6.3V对应值7Vdz.2e其中U发电机额定线电压。e3）、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U二（0.50.6）U二（0.50.6）x100二（5060）V对应值60Vdze复合电压过电流保护动作延时建议取0.5s。本例取2S2、失磁保护1、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=-j-Xx（U2/S）x（n/n）=-j-x0.1622x1052=1.43QZ-900aJ2deeI/J23.75100牛-jKkxXdx(Ue2/Jx叫y)儿25需x=37-900式中S发电机额定容量3.75MVA；eUe-发电机额定电压10.5KV；nl发电机CT变比60；ny发电机PT变比100；Kk可靠系数，取1.2；X发电机暂态电抗16.22%dX发电机同步电抗175%。d延时一般取0.5ls用以躲开系统振荡误动。推荐延长IS2、闭锁元件动作值a、低电压元件整定：U二（0.70.8）U二0.8x10500二84Vdzn100y建议取0.8；b、负序电压元件整定值：U二（0.050.06）U二0.06x竺00二6.3V此2n100y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：K-11.05x206._.丸宀居彳0仆I=ke=4.01A对应值4.24AdzK-n0.9x60hl式中I发电机额定电流；eK可靠系数，采用1.05；kK返回系数，采用0.90。h动作时限：应与发电机过电流保护动作时限大（12）At。4、负序过流保护（两段式保护）1）、过负荷部分动作于信号，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：I二0二0.2X206二0.69A对应值0.7Adz.2n60l按延时510s发信号；本例取1S2）、过电流部分按转子发热条件，采用定时限特性的负序电流保护，其负序电流保护的动作值为：0.510.5x206二-二二1.72Adz.2n60l延时取Is。负序电流动作值与延时时间应与发电机短时间允许的负序电流特性配合。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4A根据零序CT给的参数，将4A换算成二次值，乘以1.1倍可靠系数即可。6、过电压保护保护动作电压整定值：U二1.3xU二130V对应值130Vdze保护动作延时一般取0.5s。7、低电压保护保护动作电压整定值：U二（0.70.8）U二0.8x10500二84V对应值dzn100y70V建议取0.8。（三）、发电机接地保护整定计算1、转子一点接地对于氢冷或空冷的发电机组，一般取1020kQ；对水冷的发电机组，取13kQ,动作时限取5s。本例取5S对应值10KQ2、转子两点接地接地位置变化（%）般取10%左右，根据不同发电机做相应调整，延时尽量短，为躲过瞬时接地引起的两点接地现象，应考虑一短延时，一般取1s左右。本例取1S对应值10%3、定子一点接地一般取1525V,本例建议取20V，延时1s本例取1S对应值15V六、自动准同期装置的整定计算1、并网对象类型：实际对应的同期对象类型，确定是机组型还是线路型。2、接线方式：待并侧与系统侧采集电压的方式，确定待并侧与系统侧采集电压是线电压还是相电压。3、系统侧应转角：相位补偿角度，如果取变压器（Y,D接线方式）两侧电压N11时，系统侧应向超前方向移相30，如果为线路型，大多数情况下不需要移相，则相位补偿为0。4、开关合闸时间：即导前时间，等于同期装置发出合闸脉冲命令到并列断路器主触头闭合的时间据实际断路器输入时间。5、允许频差上限：一般设0.2Hz。对应值0.2Hz6、允许频差下限：一般设0.2Hz。对应值0.2Hz7、同期允许压差：如果同期对象为机组，一般设45V；如果同期对象为线路，一般设79V；对应值7V8、允许功角：一般设20。请根据实际运行情况调整。8、频率闭锁上限：一般设51Hz。请根据实际运行情况调整。9、频率闭锁下限：一般设49Hz。请根据实际运行情况调整。10、电压闭锁上限：一般设115V。请根据实际运行情况调整。11、电压闭锁下限：一般设8OV。请根据实际运行情况调整。12、自动调频：如果同期点对应为线路，应不允许自动调频；如果同期点对应为发电机，应允许自动调频，。请根据实际运行情况调整。13、调频脉宽：自动调频投入时，该功能才有效，根据变频器允许的脉宽输入实际值。14、自动调压：如果同期点对应为线路，应不允许自动调压；如果同期点对应为发电机，应允许自动调压。请根据实际运行情况调整。15、调压脉宽：自动调压投入时，该功能才有效，根据励磁系统允许的脉宽输入实际值。16、双侧无压合闸：允许同期点无压合闸，该功能投入，不允许，该功能退出。一般都允许无压合闸，该功能投入，投1。