保护整定计算

继电保护整定计算继电保护整定计算主讲：孙少华主讲：孙少华1010KV高压开关柜的保护整定计算高压开关柜的保护整定计算馈线开关带变压器馈线开关带变压器馈线开关带电动机馈线开关带电动机馈线开关带电容器馈线开关带电容器 10KV高压开关柜要整定的保护定值高压开关柜要整定的保护定值主要量主要量 1.过电流；过电流；2.电流速断；作用于跳闸的量。电流速断；作用于跳闸的量。辅助量辅助量如过负荷、接地等；作用于告警如过负荷、接地等；作用于告警(信号信号)。1.变压器过流保护变压器过流保护变压器的过电流保护，是变压器主保护的近后变压器的过电流保护，是变压器主保护的近后备保护，是下一级设备的远后备保护。备保护，是下一级设备的远后备保护。是反应变压器外部短路故障的电流量。是反应变压器外部短路故障的电流量。整定原则：整定原则：躲过变压器有可能出现的最大工作电躲过变压器有可能出现的最大工作电流流Ig.max。1.变压器过流保护变压器过流保护Idzj=Kk*Kjx*Ig.max/Kf*nl式中：式中：Kk可靠系数，取可靠系数，取1.11.3 Kjx保护装置的接线系数，保护装置的接线系数，Y形接线为形接线为1；接线为接线为3Kf保护装置的返回系数，取保护装置的返回系数，取0.9 1.变压器过流保护变压器过流保护接线系数：电流互感器二次接线形式不同，使得接线系数：电流互感器二次接线形式不同，使得CT 二次电流与通过保护装置的电流是不同的，二次电流与通过保护装置的电流是不同的，接线系数接线系数Kjx是通过保护装置的电流与是通过保护装置的电流与CT 二次电二次电流比值，即流比值，即KjxIj/Ih2 1.变压器过流保护变压器过流保护返回系数：返回系数：KfIf/Idz；通过保护装置的电流大于保护装置的动作电流时，通过保护装置的电流大于保护装置的动作电流时，继电器可靠启动；保护装置的电流小于保护装置继电器可靠启动；保护装置的电流小于保护装置的动作电流时，继电器可靠返回。的动作电流时，继电器可靠返回。常规保护常规保护Kf取取0.8-0.85，微机保护，微机保护Kf取取0.9。1.变压器过流保护变压器过流保护变变压压器器最最大大工工作作电电流流Ig.max的的选选取取是是过过电电流流保保护护整整定定计计算算的的关关键键，变变压压器器负负荷荷系系数数不不同同，但但无无论论怎怎样样，过过电电流流整整定定都都要要保保证证故故障障时时可可靠靠动动作作，正正常常工工作作时时，不不误误动动作作。变变压压器器最最大大工工作作电电流流一一般般允许允许20%过负荷，即过负荷，即1.2Ie。1.变压器过流保护变压器过流保护例例：6KV高高压压开开关关带带一一台台变变压压器器，变变压压器器型型号号为为S9800/6变变压压器器，CT 变变比比100/5，接接线线不不完完全全星形接线；微机保护，其过流时限是星形接线；微机保护，其过流时限是2s。1.变压器过流保护变压器过流保护800KVA变压器额定电流变压器额定电流 Ie=Se/3*Ue=800/3*6=76.98AIdzj=Kk*Kjx*Ig.max/Kf*nl =1.3*1*76.98/0.9*20=5.56A过流时限过流时限t取取1.4s 2.变压器过负荷保护变压器过负荷保护变变压压器器若若过过负负荷荷运运行行，会会使使其其绕绕组组、硅硅钢钢片片过过热热，绝绝缘缘老老化化，缩缩短短设设备备使使用用寿寿命命。因因此此应应尽尽量量避避免免过过负负荷荷运运行行。变变压压器器在在实实际际运运行行时时，一一旦旦出出现现过过负负荷荷，保保护护装装置置延延时时告告警警，提提醒醒运运行行值值班班人人员员及及时采取措施，调整运行方式或压限负荷。时采取措施，调整运行方式或压限负荷。2.变压器过负荷保护变压器过负荷保护过负荷整定：过负荷整定：Idzj=Kk*Kjx*Ie/Kf*nlKk可靠系数，取可靠系数，取1.05一般可直接取变压器额定电流一般可直接取变压器额定电流 2.变压器过负荷保护变压器过负荷保护注意两点：注意两点：1.外部短路时，错误的发出过负荷告警信号；外部短路时，错误的发出过负荷告警信号；2.瞬时过负荷即发出信号。瞬时过负荷即发出信号。应应将将过过负负荷荷保保护护动动作作时时间间，大大于于变变压压器器过过流流保保护护时间。时间。取为取为10s。1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护 保保护护的的动动作作值值应应按按故故障障时时能能可可靠靠动动作作，而而在在正正常工作时，可靠不动作的原则来整定。常工作时，可靠不动作的原则来整定。整整定定原原则则：躲躲过过电电动动机机正正常常工工作作有有可可能能出出现现的的最大工作电流最大工作电流Ig.max及最小工作电压。及最小工作电压。1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护 电动机启动特性电动机启动特性 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护电动机启动特性电动机启动特性电流变化很大。电动机在启动的瞬间，电流值迅电流变化很大。电动机在启动的瞬间，电流值迅速升高至最大值，且迅速减小，基本上在速升高至最大值，且迅速减小，基本上在1-1.5秒内完成了电流的变化。秒内完成了电流的变化。电压基本不变。电动机启动时系统电压应能满足电压基本不变。电动机启动时系统电压应能满足电动机最小工作电压。电动机最小工作电压。1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护电电动动机机的的启启动动过过程程使使得得在在整整定定电电动动机机过过电电流流定定值值时受到了严格的限制：时受到了严格的限制：1.电电动动机机启启动动电电流流大大，若若过过流流值值躲躲启启动动电电流流时时，则过电流保护的灵敏度将不能满足要求。则过电流保护的灵敏度将不能满足要求。2.电电动动机机启启动动时时间间长长，过过流流时时限限不不能能满满足足上上下下级级过流保护的时限阶梯特性。过流保护的时限阶梯特性。1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护 系统发生短路时，电流、电压量的变化系统发生短路时，电流、电压量的变化 发发生生短短路路时时，由由于于系系统统总总阻阻抗抗大大大大减减少少，短短路路电电流流急急剧剧增增大大；同同时时短短路路点点的的电电压压降降到到零零，短短路路点附近的电压也相应地显著降低。点附近的电压也相应地显著降低。1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护 我我们们来来比比较较一一下下电电动动机机启启动动时时电电流流、电电压压的的变变化化与与系系统统短短路路时时电电流流、电电压压的的变变化化，显显然然有有很很大大的不同。的不同。电电动动机机保保护护整整定定：增增加加了了一一个个低低电电压压闭闭锁锁量量，使得电流、电压联锁共同躲过电动机启动过程。使得电流、电压联锁共同躲过电动机启动过程。1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护低电压整定原则：低于电网最低工作电压低电压整定原则：低于电网最低工作电压Udzj=Umin/(Kk*Kf*ny)=(0.70.6)Ue 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护式中：式中：Umin电网最小工作电压，取电网最小工作电压，取0.95Ue；Ue电压互感器二次额定电压；电压互感器二次额定电压；Kk可靠系数，取可靠系数，取1.11.25Kf返回系数，取返回系数，取1.25ny电压互感器变比电压互感器变比 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护过流整定原则：躲过电动机有可能出现的长时最过流整定原则：躲过电动机有可能出现的长时最大工作电流大工作电流Ig。Idzj=Kk*Kjx*Ig/Kf*nl 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护式中：式中：Kk可靠系数，取可靠系数，取1.11.3Kf保护装置的返回系数，取保护装置的返回系数，取0.9nlCT变比变比 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护低电压闭锁过电流时限低电压闭锁过电流时限若是微机保护，上级过流时限减小若是微机保护，上级过流时限减小0.3s；若是常规保护，上级过流时限减小若是常规保护，上级过流时限减小0.5s。1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护 物物理理意意义义：通通过过保保护护装装置置的的电电流流高高于于整整定定值值Idzj、电电压压低低于于整整定定值值Udzj，经经过过一一时时限限保保护护动动作，开关跳闸。作，开关跳闸。过过电电流流与与低低电电压压是是逻逻辑辑与与的的关关系系，也也就就是是乘乘的的关关系系；条条件件满满足足为为1，不不满满足足为为0，两两条条件件同同时时满满足为足为1，积为，积为1，保护装置动作，延时跳闸，保护装置动作，延时跳闸。1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护 例：例：6KV高压开关带一台电动机，功率为高压开关带一台电动机，功率为380KW，CT变比变比50/5，接线不完全星形接线；是，接线不完全星形接线；是微机保护，其过流时限是微机保护，其过流时限是2s。计算高压开关过流。计算高压开关过流保护值，采用微机保护装置。保护值，采用微机保护装置。1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护 a.电流元件整定电流元件整定380KW电动机电动机Ig=Se/cos3*Ue=40.63A Idzj=Kk*Kjx*Ig/Kf*nl =1.3*1*40.63/0.9*20=2.93A 1.电动机低电压闭锁过电流保护电动机低电压闭锁过电流保护b.低电压元件整定低电压元件整定取取0.6Ue，Udzj=60Vc.时间元件整定时间元件整定 t=1.4s 2.电动机过负荷保护电动机过负荷保护 同变压器过负荷保护整定一样，不再赘述。同变压器过负荷保护整定一样，不再赘述。1.电容器过流保护电容器过流保护整定原则：按可靠躲过电容器组的额定电流整定整定原则：按可靠躲过电容器组的额定电流整定Idzj=Kk*Kbw*Kjx*Iec/Kf*nl式中：式中：Kbw电容器波纹系数，取电容器波纹系数，取1.25；Kf保护装置的返回系数，取保护装置的返回系数，取0.9 nlCT变比变比2.过电压保护过电压保护整定原则：不超过整定原则：不超过1.1倍电容器额定电压。倍电容器额定电压。动作电压：动作电压：Udzj=1.1Ue 即为即为110V 时限：躲系统电压波动，取时限：躲系统电压波动，取0.5s3.低电压保护低电压保护整定原则：电容器所接母线失压后保护装置可靠整定原则：电容器所接母线失压后保护装置可靠动作，母线电压恢复正常保护装置可靠返回。动作，母线电压恢复正常保护装置可靠返回。动作电压：动作电压：Udzj=0.5Ue 即为即为50V 时限：躲系统电压波动，取时限：躲系统电压波动，取0.5s例：例：6KV高压开关带一组电容器，高压开关带一组电容器，6KV、720Kvar电电力电容器组，电容器为双星形接线，单台容量力电容器组，电容器为双星形接线，单台容量24Kvar,共共30台。电容器组额定电流为台。电容器组额定电流为69.3A；CT CT=100/5；计算保护值，采用微机保护装；计算保护值，采用微机保护装置。置。过流定值：过流定值：Idzj=Kk*Kbw*Kjx*Iec/Kf*nl=1.25*1.25*1*69.3/0.9*20 =6.01A 取取6A t=1.4s 电容器过电压电容器过电压 Udzj=110V t=0.5s 电容器低电压电容器低电压Udzj=50V t=0.5s1.低电压闭锁过电流保护低电压闭锁过电流保护综合设备：指带有电动机、变压器等多个电综合设备：指带有电动机、变压器等多个电气设备的馈线开关气设备的馈线开关a.过流整定原则：躲过线路最大工作电流。过流整定原则：躲过线路最大工作电流。Idzj=Kk*Kjx*Ig.max/Kf*nl 式中：式中：Ig.max线路最大工作电流；线路最大工作电流；1.低电压闭锁过电流保护低电压闭锁过电流保护灵敏度校验：灵敏度校验：Kl=Id.jmin/Idz.jmin式中：式中：Kl灵敏系数，主保护灵敏系数，主保护Kl1.5，后备保，后备保Kl1.2Id.jmin最小运行方式下，保护范围末端两相最小运行方式下，保护范围末端两相金属性短路，流过保护装置的电流。金属性短路，流过保护装置的电流。1.低电压闭锁过电流保护低电压闭锁过电流保护图一的例题中，图一的例题中，CT=300/5，线路长时工作电流，线路长时工作电流280A，其过电流定值：，其过电流定值：Idzj=Kk*Kjx*Ig.max/Kf*nl=1.3*1*280/0.9*60=6.74A 取取7A1.低电压闭锁过电流保护低电压闭锁过电流保护b.低压整定原则：低于电气设备正常工作电压低压整定原则：低于电气设备正常工作电压Udzj=Umin/(Kk*Kf*ny)=(0.7-0.6)Ue式中：式中：Ue电压互感器二次额定电压电压互感器二次额定电压 Kk可靠系数，取可靠系数，取1.3-1.52.过负荷保护过负荷保护变配电设备过负荷运行，将使设备过热，绝缘变配电设备过负荷运行，将使设备过热，绝缘老化，缩短使用寿命。因此严禁设备过负荷运老化，缩短使用寿命。因此严禁设备过负荷运行。设备过负荷运行时，保护装置延时告警。行。设备过负荷运行时，保护装置延时告警。保护装置过负荷整定电流为：保护装置过负荷整定电流为：Idzj=Kk*Kjx*Ig/Kf*nl例题例题:过负荷整定值取其线路长时工作电流，过负荷整定值取其线路长时工作电流，即：即：280A/60=4.7A3.速断保护速断保护a.无时限电流速断无时限电流速断(IdzIj)整定原则：躲过保护区外部最大短路电流来整整定原则：躲过保护区外部最大短路电流来整定。定。按下式整定按下式整定IdzI jkk*kjx*d2max/ni 式中式中Id2max被保护线路末端的最大短路被保护线路末端的最大短路电流；即：大运行方式下电流；即：大运行方式下d2点三相短路电流。点三相短路电流。ni电流互感器变比。电流互感器变比。3.速断保护速断保护a.无时限电流速断无时限电流速断(IdzIj)速断保护的灵敏度通常用保护区长度与被保护线速断保护的灵敏度通常用保护区长度与被保护线路全长的百分比来表示，在路全长的百分比来表示，在1520。主要缺点：不能保护线路全长，有较大的非保护主要缺点：不能保护线路全长，有较大的非保护区区(死区死区)，因此需要考虑装设时限电流速断保护，因此需要考虑装设时限电流速断保护进行配合。进行配合。3.速断保护速断保护b.时限电流速断时限电流速断在无时限电流速断保护的基础上增加适当的延在无时限电流速断保护的基础上增加适当的延时时(一般为一般为0.5s)，便构成时限电流速断。它的，便构成时限电流速断。它的保护范围应包括线路的全长，而且必须延伸至保护范围应包括线路的全长，而且必须延伸至下一段线路。下一段线路。3.速断保护速断保护b.时限电流速断时限电流速断(IdzIIj)按下式整定计算，按下式整定计算，IdzII jkp*kk*Id3max/ni式中式中Id3max保护线路末端的最大短路电保护线路末端的最大短路电流；即：大运行方式下流；即：大运行方式下d3点三相短路电流。点三相短路电流。Kp配合系数，一般取配合系数，一般取1.11.15；3.速断保护速断保护b.时限电流速断时限电流速断(IdzIIj)灵敏系数，按最小运行方式下仍能可靠地保护线路全灵敏系数，按最小运行方式下仍能可靠地保护线路全长进行校验，即按下式计算，长进行校验，即按下式计算，klId2min/IdzII j式中式中Id2min在最小运行方式下，被保护线路末在最小运行方式下，被保护线路末端的两相短路电流端的两相短路电流(d2点点)；IdzIIj时限电流速断的动作电流；时限电流速断的动作电流；灵敏系数不应低于灵敏系数不应低于1.251.5感感兴兴趣趣的的同同志志可可以以计计算算一一下下各各点点母母线线短短路路电电流流，然后计算无时限电流速断、时限电流速断。然后计算无时限电流速断、时限电流速断。在在计计算算时时还还应应考考虑虑两两相相短短路路电电流流与与三三相相短短路路电电流流的关系是的关系是3/2倍。倍。谢谢大家，欢迎建议