变压器微机保护整定计算课件

一、变压器后备保护定值计算 降压变压器保护配置：1、变压器中、低压侧配置复压过电流、段保护，保护动作后跳开本侧断路器；2、主变高压侧配置复压过电流、段保护，保护动作后跳开主变各侧开关。3、为了保证变压器高压侧复合电压元件灵敏度，将主变中、低侧复压元件与高压复压元件元件并联使用。变压器微机保护整定计算(周春斌)一、变压器后备保护定值计算 降压变压器保护配置：变压器微机保1变压器后备保护定值计算 1、主变中、低压侧复压过电流、段保护定值整定（1）双卷变或三卷变中、低压负荷侧过流段动作电流：按低压母线有1.5倍以上灵敏度，计算公式如下：式中：Ik.min为中、低母线最小两相短路电流 Ksen为灵敏度，Ksen1.5保护动作时间大于中、低母线上线路开关中速断保护中最长时间一个级差（0.3秒），小于主变高压侧过流段一个级差（0.3秒）。（2）双卷变或三卷变中、低压负荷侧过流段动作电流：躲过变压器的额定电流，计算公式如下：式中：为可靠系数，可取1.2；为返回系数，可取0.95；为变压器的额定电流（二次值）。保护动作时间大于中、低母线上线路开关中过流保护中最长时间一个级差（0.3秒），小于主变高压侧过流段一个级差（0.3秒）。灵敏度要求在本母线大于1.5，在母线所带线路末端1.2。变压器后备保护定值计算 1、主变中、低压侧复压过电流、段2变压器后备保护定值计算 2、主变高压侧复压过电流、段保护定值整定（1）双卷变或三卷变高压侧过流段动作电流：按躲过主变中、低压侧母线短路最大短路电流整定。式中Krel为可靠系数，取Krel1.5 保护动作时间，有差动保护时取0.3秒，没有差动保护时取0秒。（2）双卷变或三卷变高压侧过流段动作电流：按与主变中、低压侧电流较大的配合，取1.2倍配合系数，计算公式如下：式中：Idz.max为主变中、低侧两个过流段较大的一个。由于主变内部故障的切除主要是差动保护，只要差动保护与上级断路器动作时间相配合，对高压电源侧过流段保护动作时间，大于主变中、低复压过电流段保护中最长时间一个级差（0.3秒）即可，对保护灵敏度不作要求。高压侧过流段保护一般在主变中压侧有一定的灵敏度。变压器后备保护定值计算 2、主变高压侧复压过电流、段3变压器后备保护定值计算（3）双卷变或三卷变高压侧过流段动作电流：动作电流应躲过变压器的额定电流，计算公式如下。式中：为可靠系数，可取1.2；为返回系数，可取0.95；为变压器的额定电流（二次值）。保护动作时间，大于中、低压侧复压过电流段保护中最长时间一个级差（0.3秒）即可，动作时间必须小于上级线路过流保护或距离段一个级差（0.3秒）。对保护灵敏度要求。在主变中、低压侧有1.5倍及以上灵敏度，如果变压器高压到低压侧阻抗很大，高压侧过流段在低压侧灵敏度也要大于1.3倍以上。变压器后备保护定值计算（3）双卷变或三卷变高压侧过流段动4变压器后备保护定值计算 3、负序电压继电器的整定计算负序电压继电器应躲过正常运行时出现的不平衡电压，不平衡电压值可实测确定。一般可取：式中：为额定相电压二次值。负序电压继电器的灵敏度校验：式中：为后备保护区末端两相金属性短路时，保护安装处的最小负序电压（二次值），要求 （近后备）或1.5（远后备）。注意：为了保证变压器高压侧复合电压元件灵敏度，将主变中、低侧复压元件与高压复压元件元件并联使用。变压器后备保护定值计算 3、负序电压继电器的整定计算负序电压5变压器后备保护定值计算 4、低电压继电器的整定计算低电压继电器应躲过电动机起动，计算公式如下：式中：为可靠系数，可取1.11.2；为返回系数，可取1.05；为变压器正常运行可能出现的最低电压，一般可取0.9Un（额定线电压二次值）。为额定线电压二次值。低电压继电器的灵敏度校验：式中：为计算运行方式下，灵敏系数校验点发生金属性相间短路时，保护安装处的最高残压（二次值），要求（近后备）或1.5（远后备）。变压器后备保护定值计算 4、低电压继电器的整定计算低电压继电6变压器后备保护定值计算 5、相间故障后备保护方向元件的整定对三绕组降压变压器，或中压侧有小电源，可以按降压变来整定方向元件。高压侧方向元件指向主变，主变中压侧或低压侧方向元件，其方向均指向各自母线。变压器后备保护定值计算 5、相间故障后备保护方向元件的整定7二、变压器差动保护定值计算（一）、以南自厂35kVPST-641主变差动保护为例整定：变压器参数：型号：SF7-20000/35,电压比：35（122.5）/6.6kV,额定电流比：330/1750A，变压器短路阻抗：7.24，高压侧CT变比：600/5，低压侧CT变比：2000/5。保护型号：差动保护PST-641,生产厂家：南自厂 1.保护控制字（“1”为投入，“0”为退出）（1）控制字14006冷却器故障跳闸延时退出:KG0=0TA断线闭锁差动:KG1=1二次谐波制动投入:KG2=1备用:KG3KG13=0变压器为Y/11接线:KG14=1备用:KG15=0（2）控制字20000 备用:KG0 KG15=0 二、变压器差动保护定值计算（一）、以南自厂35kV1.保护8二、变压器差动保护定值计算 2、保护定值（1）高压侧额定电流4.76A（2）低压侧额定电流4.38A（3）速断动作电流28.59A按规程630031500kVA变压器取4.57.0倍额定电流，取6.0倍。灵敏度校验：主变高压侧（35kV侧）母线短路最小电流校验 满足要求 二、变压器差动保护定值计算 2、保护定值9二、变压器差动保护定值计算（4）差动启动电流1.9A由于0.66A只有In的0.24倍，按大型变压器整定导则，一般工程宜用不小于In的0.3倍，这里取0.4倍：0.44.761.9A（5）比率差动拐点电流4.76A 按1.0倍高压侧额定电流取。二、变压器差动保护定值计算（4）差动启动电流1.9A10二、变压器差动保护定值计算（6）比率差动制动系数0.32求最大不平衡电流:差动动作电流:最大制动系数:最后计算制动系数:二、变压器差动保护定值计算（6）比率差动制动系数0.3211二、变压器差动保护定值计算 差动保护灵敏度校验：在只有高压侧有电源的变压器，在低压侧6kV套管短路时差动保护中差动电流最小，用此时系统最小方式6kV套管短路电流进行校验：这是进入继电器的两相最小短路电流为：按说明书进入继电器的差动电流为：按说明书进入继电器的制动电流为：保证保护动作所需要的动作电流：保护灵敏度：满足要求二、变压器差动保护定值计算 差动保护灵敏度校验：12二、变压器差动保护定值计算（7）二次谐波制动系数0.15按规程规定取0.150.2之间。既要保证变压器空载不误动，又要保证变压器短路时可靠动作，取规程允许的最小值0.15（8）冷却器故障跳闸延时9000S（不用，取最大值，并且将控制字退出）二、变压器差动保护定值计算（7）二次谐波制动系数0.1513二、变压器差动保护定值计算（二）、以南瑞35kVRCS-9679CS主变差动保护为例整定：变压器参数：型号：SF9-8000/35,电压比：35（142.5）/6.3kV,额定电流比：132/733A，变压器短路阻抗：7.38，高压侧CT变比：400/5，低压侧CT变比：800/5。保护型号：差动保护RCS-9679CS,生产厂家：南瑞继保1、系统参数整定保护定值区号：1（范围07）变压器容量S8MVA（单位：MVA）高压侧额定电压U1N35KV（单位：KV）低压侧额定电压U3N6.3KV（单位：KV）二次额定电压Un100V（单位：V）说明：指PT二次线电压变压器接线方式KMODE01二、变压器差动保护定值计算（二）、以南瑞35kV1、系统参14二、变压器差动保护定值计算 变压器接线方式KMODE 整定说明：变压器接线方式为差动保护校正变压器两侧由于角度而造成的不平衡电流使用。变压器一次接线方式CT接成全星形“变压器接线方式”整定值CT在外部进行Y转换时，“变压器接线方式”整定值YY-120010Y-110111Y-102120313Y-110414Y-10515其中十位数0表示CT接成全星形，由程序进行Y转换；十位数1表示CT在装置外部进行Y转换。个位05表示变压器一次接线方式。该变压器接线组别：Y-11，现在微机保护CT二次接线均使用全星形，因此，这里“变压器接线方式”整定为01。二、变压器差动保护定值计算 变压器接线方式KMODE 整定说15二、变压器差动保护定值计算 1、差动保护定值（1）、高压侧CT额定一次值CT11400A 说明：按设计图纸提供变比，请核对。（2）、高压侧CT额定二次值CT125A（3）、桥侧CT额定一次值CT210A说明：不用侧CT额定一次值放0A（4）、桥侧CT额定二次值CT225A说明：不用侧CT额定二次值放5A（5）、低压侧CT额定一次值CT31800A说明：按设计图纸提供变比，请核对。（6）、低压侧CT额定二次值CT325A 二、变压器差动保护定值计算 1、差动保护定值（4）、桥侧CT16二、变压器差动保护定值计算（7）、差动电流启动值Icdqd0.32Ie（说明：该定值为标么值，单位为Ie。）式中：Krel可靠系数，取1315；取1.5.Ker电流互感器的比误差，10P型取0.03*2，5P型和TP型取0.0l*2；取0.03*20.06。U变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值(百分值)；这里没有提供，普通35kV变压器的高压侧电压为：3542.5，取22.50.1m由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，取0.05。Ie变压器额定电流（说明：Ie可以为高压侧、也可以为低压侧的二次额定电流，这里不考虑它是高压侧还是低压侧，在计算中用到时使用时在考虑）二、变压器差动保护定值计算（7）、差动电流启动值Icdqd17二、变压器差动保护定值计算（8）、差动速断定值Isdqd6Ie（说明：该定值为标么值，单位为Ie。）6300kVA及以下容量变压器取712Ie，6300kVA31500kVA变压器取4.57.0Ie，40000kVA120000kVA变压器取3.06.0Ie，120000kVA及以上容量变压器取2.05.0Ie。变压器容量为8000kVA，取6.0Ie 差动速断灵敏度计算：变压器为降压变压器，检验差动速断保护的灵敏度，用主变高压侧出口最小两相短路电流检验。计算主变高压侧额定电流 在主变高压侧出口最小两相短路电流为2164A，是主变高压侧额定电流132A的倍数：灵敏度：满足要求二、变压器差动保护定值计算（8）、差动速断定值Isdqd18二、变压器差动保护定值计算（9）、比率差动制动系数Kb10.36一般工程取0.20.5,如果着得计算麻烦，直接取0.5就可以了。如果计算方面，使用计算值最好。计算过程如下：这里经计算躲过最大外部不平衡电流，比率差动制动系数计算Kb10.36。*求最大不平衡电流（折算到高压侧）：由于变压器为两侧变，最大不平衡电流出现在6kV母线短路（对差动保护属于区外故障，这种故障产生的不平衡电流不能造成差动保护误动）。公式：二、变压器差动保护定值计算（9）、比率差动制动系数Kb119二、变压器差动保护定值计算 式中：Kap非周期分量系数，两侧同为TP级电流互感器取1.0；两侧同为P级电流互感器取1.52.0。取2.0。Kcc电流互感器的同型系数，Kcc1.0；Ker一一电流互感器的比误差，10P型取0.03*2，5P型和TP型取0.0l*2；取0.06。U变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值(百分值)；为0.1。m由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，取0.05。Ik.max低压侧外部短路时，流过靠近故障侧电流互感器的最大短路电流周期分量。应为7220A，这里为了方便计算，减少流入差动保护高、低侧二次电流反复折算到统一的基准下。1230A为6kV母线短路时通过变压器高压侧一次最大三相短路电流。二、变压器差动保护定值计算 式中：Kap非周期分量系数，20二、变压器差动保护定值计算*最大差动动作电流（折算到高压侧）：式中：Krel可靠系数，取1.31.5；取1.5-最大不平衡电流，前面计算出为4.15A。最大差动动作电流498A为变压器高压侧额定电流的倍数：二、变压器差动保护定值计算*最大差动动作电流（折算到高压侧21二、变压器差动保护定值计算*最大制动电流（折算到高压侧）：差动继电器制动电流为三侧电流绝对值之和的一半最大制动动作电流1230A为变压器高压侧额定电流的倍数：由于最大制动动作电流大于第二拐点，必须求最大制动系数和斜率为1的曲线与所求最大斜率的曲线交点Icd2。二、变压器差动保护定值计算*最大制动电流（折算到高压侧）：22二、变压器差动保护定值计算*最大制动系数 式中：为进入差动中最大制动电流，在6kV母线短路时说明：最大制动系数指假设差动继电器没有3Ie以后的制动曲线，只有两段，求出斜率为1的曲线与最大斜率为0.405的曲线交点Icd2，这个交点Icd2带入需要求的Kbl公式中，就可求出Kbl。求交点Icd2：求出Icd21.2134Ie二、变压器差动保护定值计算*最大制动系数23二、变压器差动保护定值计算*最后计算制动系数说明：RCS-9679C装置中稳态比率差动两个拐点,分别为0.5Ie和3Ie，如图所示：如果 3Ie最大制动电流计算时用3Ie，否则使用计算值。计算最大整定电流与主变高压侧额定电流比值：装置比率制动系数范围为0.30.75，整定为0.36可以。二、变压器差动保护定值计算*最后计算制动系数24二、变压器差动保护定值计算 保护动作特性：二、变压器差动保护定值计算 保护动作特性：25二、变压器差动保护定值计算*比率制动差动保护灵敏度校验说明：对两侧变压器来讲，只有高压侧有电源的变压器，变压器低压侧6kV套管处发生两相短路，差动保护灵敏度最低，这时进入差动继电器的差动电流只有主变35kV侧电流，由于有比率制动，其中35kV侧电流的一半还作为制动电流，如果此处的灵敏度能满足要求，那么在变压器差动保护范围内的所有故障灵敏度均能满足要求。二、变压器差动保护定值计算*比率制动差动保护灵敏度校验26二、变压器差动保护定值计算 变压器低压侧6kV套管处发生两相最小短路电流为：917A这时差动电流：按保护说明书，进入继电器的差动电流为：制动电流：按保护说明书进入继电器的制动电流只有35kV侧电流：计算此时制动电流与主变高压侧额定电流比值：,在比率制动曲线上对应的斜率为1.0，这时能使继电器动作的最小电流也为458.5A。保护灵敏度：二、变压器差动保护定值计算 变压器低压侧6kV套管处发生两相27二、变压器差动保护定值计算（10）、二次谐波制动系数Kxb0.15按规程为0.150.25，取0.15(11)、CT报警门槛值Ibj0.15Ie按规程规定一般为1020Ie，取0.15Ie，既要保证变压器空载不误动，又要保证变压器短路时可靠动作，可防止不平衡电流造成的误动，又可保证CT断线，取规程允许的最小值0.15 Ie。(12)、冷却器失电时间延时TLKSD100min（单位：分钟，不用，取最大值，并且将控制字退出）二、变压器差动保护定值计算（10）、二次谐波制动系数Kxb28二、变压器差动保护定值计算 2、差动保护控制字整定差动保护控制字整定SWn，控制字为1时表示投入，为0时表示退出。1*：投差动速断保护CDSD1（投入）2*：投比率差动保护BLCD1（投入）3：CTDX闭锁比率差动保护DXBS1（CT断线闭锁比率差动投入）4*：投冷控失电LKSD=0(不投，说明：只有强油风冷变压器才投，自然风冷变不投)5*：冷控失电经油温高闭锁YWG=0(不投，原因同冷控失电指原因)6*：投冷控失电60分出口LKSD60=0(不投，原因同冷控失电指原因)说明：带*表示该控制字有软压板。二、变压器差动保护定值计算 2、差动保护控制字整定29