電力變壓器的繼電保護整定值計算10-6-30

1、電力變壓器的繼電保護整定值計算.電力變壓器的繼電保護配置變壓器容量（kVA）保護裝置名稱備注帶時限的 過電流保護電流速斷 保護縱聯(lián)差動 保護低壓側(cè)單 相接地保護過負荷保護瓦斯保護溫度保護V 400 315 kVA 的車間內(nèi) 油浸變壓 器裝設(shè)般用冋 壓熔斷器 保護400630高壓側(cè)采 用斷路器 時裝設(shè)高壓側(cè)采 用斷路器 且過電流 保護時限0.5s時裝設(shè)一裝設(shè)并列運 行的變 壓器裝 設(shè)，作 為其他 備用電 源的變 壓器， 根據(jù)過 負荷的 可能性 裝設(shè)一一般用 GL型繼 電器兼作 過電流及 電流速斷 保護800裝設(shè)10001600裝設(shè)過電流保 護時限0.5s 時裝設(shè)一裝設(shè)20005000當電流速 斷

2、保護不 能滿足靈 敏性要求 時裝設(shè)63008000單獨運行 的變壓器 或負荷不 太重要的 變壓器裝 設(shè)并列運行 的變壓器 或重要變 壓器或當 電流速斷 保護不能 滿足靈敏 性要求時 裝設(shè) 5000 kVA的單 相變壓器 宜裝設(shè)遠 距離測溫 裝置， 8000 kVA的變 壓器宜裝 設(shè)遠距離 測溫裝置10000裝設(shè)裝設(shè)裝設(shè)裝設(shè)注1: 當帶時限的過電流保護不能滿足靈敏性要求時，應(yīng)采用低電壓閉鎖的帶時限的過電流保護。 當利用高壓側(cè)過電流保護及低壓側(cè)出線斷路器保護不能滿足靈敏性要求時，應(yīng)裝 設(shè)變壓器中性線上的零序過電流保護。 低壓電壓為230/400V的變壓器，當?shù)蛪簜?cè)出線斷路器帶有過負荷保護時，可不裝

3、-可編輯修改-設(shè)專用的過負荷保護。 密閉油浸變壓器裝設(shè)壓力保護。 干式變壓器均應(yīng)裝設(shè)溫度保護。注2:電力變壓器配置保護的說明(1) 配置保護變壓器內(nèi)部各種故障的瓦斯保護，其中輕瓦斯保護瞬時動作發(fā)出信號， 重瓦斯保護瞬時動作發(fā)出跳閘脈沖跳開所連斷路器。(2) 配置保護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)差動保護或 者電流速斷保護，瞬時動作跳開所連斷路器。(3) 配置保護變壓器外部相間短路故障引起的過電流保護或復(fù)合電壓啟動過電流保護。(4) 配置防止變壓器長時間的過負荷保護，一般帶時限動作發(fā)出信號。(5) 配置防止變壓器溫度升高或冷卻系統(tǒng)故障的保護，一般根據(jù)變壓器標準規(guī)定，動 作后

4、發(fā)出信號或作用于跳閘。(6) 對于110kV級以上中性點直接接地的電網(wǎng)，要根據(jù)變壓器中性點接地運行的具體 情況和變壓器的絕緣情況裝設(shè)零序電流保護或零序電壓保護，一般帶時限動作 作用于跳閘。注3:過流保護和速斷保護的作用及范圍 過流保護：可作為本線路的主保護或后備保護以及相鄰線路的后備 保護。它是按照躲過最大負荷電流整定，動作時限按階段原則選擇。 速斷保護：分為無時限和帶時限兩種。a. 無時限電流速斷保護裝置是按照故障電流整定的，線路有故障時，它能瞬時動作， 其保護范圍不能超出本線路末端，因此只能保護線路的一部分。b. 帶時限電流速斷保護裝置，當線路采用無時限保護沒有保護范圍時， 為使線路全長都

5、能得到快速保護，常常采用略帶時限的電流速斷與下級無時限電流速斷保護相配合，其保護范圍不僅包括整個線路，而且深入相鄰線路的第一級保護區(qū)，但不保護 整個相鄰線路，其動作時限比相鄰線路的無時限速斷保護大一個時間級。二.電力變壓器的繼電保護整定值計算計算公式中所涉及到的符號說明在繼電保護整定計算中，一般要考慮電力系統(tǒng)的最大與最小運行方式。最大運行方式一是指在被保護對象末端短路時，系統(tǒng) 等值阻抗最小，通過保護裝置的 短路電流為最大的運行方式。最小運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，通過保護裝置的 短路電流為最小的運行方式。(1) Sr T變壓器的額定容量，kVA(2) UirT 變壓

6、器的高壓側(cè)額定電壓，kV(3) U 2r T 變壓器的低壓側(cè)額定電壓，kV(4) IirT 變壓器的高壓側(cè)額定電流，A(5) I 2r T 變壓器的低壓側(cè)額定電流，A(6) Uk 00 變壓器的短路電壓(即阻抗電壓)百分值(7) Krei 可靠系數(shù)，用于過電流保護時，DL型繼電器取1.2和GL型繼電器取1.3 ； 用于電流速斷保護時，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 地保護時(在變壓器中性線上裝設(shè)的)取 1.2，用于過負荷保護時取1.051.1，而 微機保護 的可靠系數(shù)大約為1.051.2注：繼電保護整定可靠系數(shù) Krel的選取應(yīng)考慮的因素 按照短路電流整定的無時限

7、保護，應(yīng)選用較小的系數(shù)。 按照與相鄰保護的整定值配合整定的保護，應(yīng)選用較小的系數(shù)。 保護動作速度較快時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。 不同原理或不同類型的保護之間整定配合時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。 運行中設(shè)備參數(shù)有變化或難以準確計算時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。 在短路計算中，當有零序互感時，因為難以精確計算，故應(yīng)選用較大的系數(shù)。 在整定計算中有誤差因素時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。(8) Kjx 接線系數(shù)，接于相電流時取1,接于相電流差時取 3(9) Kr 繼電器返回系數(shù)，取0.85 (動作電流)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 KrV 1；對于用于欠量動作的繼電器 Kr 1.返回系

8、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 ;而微機保護的返回系數(shù)大約為0.90.95.(10) Kgh過負荷保護系數(shù)，包括電動機自起動引起的過電流倍數(shù)，一般取23，當無自起動電動機時取1.31.5 ;而微機保護 的過負荷保護系數(shù)(工業(yè)配電)取3, 民用配電取1.52(11) Kt 變壓器的高、低壓側(cè)額定電壓比(線電壓)。(12) Ksen 靈敏系數(shù)(13) nTA 電流互感器變比(14) I op 保護裝置一次動作電流(15) 1 op k保護裝置動作電流(16) I 2k2 min 一一最小運行方式下，變壓器低壓側(cè)兩相短路時流過高壓側(cè) (保護安裝處) 的穩(wěn)態(tài)電流(1

9、7) I k3 max 三相對稱短路電流初始值(超瞬態(tài)短路電流)I ”(18) l2k3max 一最大運行方式下，變壓器低壓側(cè)三相短路時流過高壓側(cè) (保護安裝處)的超瞬態(tài)電流(19) 1 1k2 min最小運行方式下，保護裝置安裝處兩相短路時的超瞬態(tài)電流涉及到的計算公式(1) 變壓器的額定容量計算公式Sr T1r T1r TSrT2r TI 2r T(2) 變壓器低壓側(cè)三相短路電流經(jīng)驗計算公式Ik3 max100l2rTUk00(3) 過電流保護整定值計算公式保護裝置的動作電流丨op k應(yīng)躲過可能出現(xiàn)的過負荷電流，其計算公式為K gh * I 1r TI K Kg-op kreljxKr nT

10、A保護裝置的靈敏系數(shù)Ksen按電力系統(tǒng)最小運行方式下，低壓側(cè)兩相短路時流過高壓側(cè)（保護安裝處）的短路電流校 驗，其校驗公式為K = I2k2min i 5senI op其中保護裝置一次動作電流為1 op，其計算公式為opop knTA心保護裝置的動作時限應(yīng)與下一級保護動作時限相配合，一般取 0.50.7s（4）電流速斷保護整定值計算公式保護裝置的動作電流lopk應(yīng)躲過低壓側(cè)短路時，流過保護裝置的最大短路電流，其計算公式為lopk 二 Krei - Kjx.I2k3maxnTA保護裝置的靈敏系數(shù)Ksen按電力系統(tǒng)最小運行方式下，保護裝置安裝處兩相短路電流校驗，其校驗公式為Ksenl1k2mino

11、p其中保護裝置一次動作電流為I op，其計算公式為opI op knTA保護裝置的動作時限變壓器電流速斷保護裝置動作時限分為 t=0s （速斷跳閘）和 t=0.5s （延時速斷跳閘）兩種。（5）電力變壓器低壓側(cè)短路時流過高壓側(cè)的最大一相電流值（采用三相式保護）計算 占三相短路電流（A）二相短路電流（A）單相（接地）短路電流（A）低壓 側(cè)短 路時 的實 際值I “1 k3 max1 k2 minI k1 m in流過 咼壓 側(cè)（保 護安 裝處） 的折 算值11 2k3 max用 1 k3 maxkT（變壓器組別YynO ）1I2k2 min =* 1 k2 minkT（變壓器組別YynO ）2I

12、 2k1 min -屮1k min3Kt（變壓器組別YynO ） 1 1 2k3 max -* 1 k3 maxkT（變壓器組別Dy nil ）I-2* I1 2k2 min1 k2 minJ3 屮 Kt（變壓器組別Dyn11 ）1I2k1 min 一 廠* I k minJ3* Kt（變壓器組別Dyn11 ）1I -+ I M2k3max /1 k3 maxkT（變壓器組別Yd11 ）I=2屮I1 2k 2 min匚 .，1 k2 ming kt（變壓器組別Yd11 ）（6）低壓三相和二相短路電流的計算序 號物理量名稱計算公式說明1三相對稱短路電 流初始值（kA）“C*Un J（R2LX2E

13、）探U n 短路計算點所在 電網(wǎng)的標稱電壓（380V） 探K p 峰值系數(shù)Kp =1 + e*RE 以龍?zhí)紺 短路計算電壓系 數(shù)，取平均值1.052三相對稱開斷電 流（有效值）（kA）對遠離發(fā)電機端短路， 怙3 一丨k33三相短路電流峰值（kA）ip3 = b* Kp* 心4三相穩(wěn)態(tài)短路電 流（有效值）（kA）對遠離發(fā)電機端短路，丨k3 I k35兩相穩(wěn)態(tài)短路電 流（有效值）（kA）對遠離發(fā)電機端短路，I k2 二 0.866 屮 Ik3（7）高壓三相短路電流與短路容量的計算序 號物理量名稱計算公式說明1三相對稱短路 電流初始值（kA）1 “I dk3 _ r X i探U n 短路計算點所在電

14、 網(wǎng)的標稱電壓（kV）探K p 峰值系數(shù)K p =1 + eiR工以龍對高壓電路：1勺遠遠小于孑x.可取Kp8，則ip3 =2.55屮 Ik3探I d 短路計算點基電流2三相對稱開斷 電流（有效值）（kA）對遠離發(fā)電機端短路，丨3 Ik33三相短路電流 峰值（kA）ip3 = V2*Kp* Ik34三相穩(wěn)態(tài)短路 電流（有效值）（kA）對遠離發(fā)電機端短路，Ik I k35兩相穩(wěn)態(tài)短路 電流（有效值）（kA）對遠離發(fā)電機端短路，1 k2 =0.866昭 Ik36對稱短路容量 初始值（MVASk3-UIk3.運用舉例（1） 已知變壓器參數(shù)為：SCB10-1600 10（1 土 2.5）/0.4 kV

15、變壓器的短路電壓（即阻抗電壓）5 。二6接線組別Dy nil變壓器的短路損耗Pk =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 準確級0.5/10P15（3）微機保護裝置DMR201（4）過流繼電器GL-15/10（5）過流繼電器DL-試概略計算過電流保護與電流速斷保護整定值Sr T二 3*U2r T*l2rTI 2rTSrTJ3 U2r T咖膠二 2309.5AJ3 0.4kV額定容量 SrT =1600 kVA2r T解：（1）根據(jù)變壓器額定容量可計算出低壓側(cè)額定電流（2）根據(jù)變壓器額定容量可計算出高壓側(cè)額定電流I 1r

16、TSrT =、3*UirT*llrT1 1rTSrTJ3 UirT1600kVA = 92.38A3 10kV(3)計算變壓器低壓側(cè)三相短路電流k3 max100 l2rT100 2309.56二 38.49kA(4) 計算變壓器低壓側(cè)三相短路時流過高壓側(cè)的超瞬態(tài)電流的折算值1 1亠1 2k3max =* 1 k3max =彳 g、/* 38.49S = 1539.6 AFKt10kV0.4kV(5) 以微機保護裝置DMR20為例，概略計算過電流保護與電流速斷保護整定值，其中參數(shù)取值如下：Krel =1.05 Kjx=1 Kr =0.95Kgh=3計算過電流保護整定值(a) 計算過電流保護動作

17、電流整定值(二次電流)lopk 二Kjx心才am 32.38Kr “TA0.95. I505二 9.7A(b) 驗算保護裝置的靈敏系數(shù)Ksen保護裝置一次動作電流為1501 opop kKjx9.7變壓器組別為Dyn11,對遠離發(fā)電機端短路則Ik3 譏3 ,=0.866 = I 2k2min3 KtIk2min 二20.866 I K3J3 Kt20.866 IK310kV 0.866 38490 “046189。866 38490 = 1539.6A0.4kV驗算靈敏系數(shù)K sen1 2k2 minI op空嗎 5.31.5291A經(jīng)驗算Ksen滿足要求。(c) 保護裝置的動作時限應(yīng)與下一級

18、保護動作時限相配合，一般取t=0.50.7s計算電流速斷保護整定值(a) 計算電流速斷保護動作電流整定值(二次電流)Ilopk 二 Cel22k3 maxnTA.05 1 特= 53.89A150(b) 驗算保護裝置的靈敏系數(shù)Ksen保護裝置一次動作電流為150lop opk 戶= 5389 號616.7AKjx1因上一級主變系統(tǒng)參數(shù)不能確定，故無法驗算靈敏系數(shù)是否滿足要求。(c) 保護裝置的動作時限取無動作時限t=0s注：上述概略(無準確的系統(tǒng)參數(shù))計算出的過電流保護與電流速斷保護整定值要適當偏小取值如：上述過電流保護整定值為 9.7A，可適當偏小取值為89A; 保護裝置的動作時限約為0.6

19、s電流速斷保護整定值為53.89A,可適當偏小取值為4550A 保護裝動作時限取0s（6）以過流繼電器以GL或DL為例，概略計算過電流保護與電流速斷保護 整定值，其中參數(shù)取值如下：過流繼電器DLKrel二1.2（過電流保護）Krel - 1.3（電流速斷保護）K jx =1Kr - 0.85Kgh =3過流繼電器GLK冋=.3 （過電流保護）Krel =1.5（電流速斷保護）Kjx =1Kr = 0.85Kgh =3計算方法同上（略）注:電流速斷保護瞬動電流倍數(shù)（電流速斷保護裝置動作電流與過電流保護裝置動作電流之比），取整數(shù)倍如:瞬動電流倍數(shù)4倍，6倍等 速斷l(xiāng)opk 過流lopk附注：補充一

20、些有關(guān)三相對稱短路電流的計算知識采用標幺值法計算（一）確定基準值序 號基準值計算公式符號說明1基準容量Sd = 100MVA探u n 短路計算點所在電網(wǎng)的標稱電壓（kV） 1 d短路計算點基準電流（kA）探C 短路計算電壓系數(shù)，取平均值1.052基準電壓5 =c*Un3基準電流ISdSy/3U dV31* C* u n常用基準值（Sd =100MVA ）系統(tǒng)標稱電壓Un （單位：kV）0.38361035110基準電壓Ud （單位：kV）0.43.156.310.537115基準電流Id （單位：kA）144.318.39.165.51.560.5（二）短路計算點應(yīng)根據(jù)計算目的選取，一般為高壓

21、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）計算高壓短路回路各元件的電抗標幺值序 號元件名稱電抗標幺值計算公式1電力系統(tǒng)v *SdX S =S；32電力線路X w X。M I M 2(c* Un)23配電變壓器”U kSd100 * sr T4限流電抗器X *.X L 00U r LsdXL-* i-*o100J3 * I r L (c* U n )2符號說明：（1） Sk3 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)計規(guī) 劃容量（供電部門提供）（2）xo電力線路單位長度的電抗（Q /km）注1:當線路結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)不詳時，X0可取其近似值，對6kV電纜線路 X。二.O7 q/km；對 10kV電纜線路 X。= 0.08 q/km；對6kV架空線路 X。二0.35 q/km；對 10kV架空線路 x 二 0.35 q/km；其它參數(shù)見下面表-1（3）I電力線路的長度（km）（4） U n元件所在電網(wǎng)的標稱電壓（kV）（5）Uk0 變壓器的短路電壓（即阻抗電壓）百分值（6） St 變壓器的額定容量（kVA（7） xl0。,