10kV保護定值計算培訓

10kV保護定值計算培訓孫軍威短路電流計算概述實用短路電流計算短路電流計算示例短路原因一、短路及其原因、后果

短路：指供電系統(tǒng)中不同電位的導電部分（各相導體、地線等）之間發(fā)生的低阻性短接。

主要原因：電氣設備載流部分的絕緣損壞，人員誤操作、雷擊或過電壓擊穿，以及鳥獸危害等。短路后果

短路后果：短路電流產(chǎn)生的熱量，使導體溫度急劇上升，會使絕緣損壞；短路電流產(chǎn)生的電動力，會使設備載流部分變形或損壞；

短路會使系統(tǒng)電壓驟降，影響系統(tǒng)其他設備的正常運行；嚴重的短路會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；短路還會造成停電；不對稱短路的短路電流會對通信和電子設備等產(chǎn)生電磁干擾等。短路類型二、短路的類型三相短路

兩相短路

單相(接地)短路單相短路

兩相接地短路兩相短路接地計算短路電流的目的三、計算短路電流的目的1、為了選擇和校驗電氣設備、載流導體和整定供電系統(tǒng)的繼電保護裝置，需要計算三相短路電流；2、校驗電氣設備及載流導體的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性，就要用到短路沖擊電流、穩(wěn)態(tài)短路電流及短路容量；3、對瞬時動作的低壓斷路器，則需用沖擊電流有效值來進行其動穩(wěn)定校驗。

四、總結(jié)概念電力系統(tǒng)中相與相之間或者相與地之間的非正常連接原因絕緣破壞而構(gòu)成通路（絕緣材料的自然老化，機械損傷，雷電造成的過電壓等；此外還包括運行人員的誤操作等類型三相短路、兩相短路、兩相短路接地、單相短路接地危害導體及絕緣嚴重發(fā)熱；導體或線圈變形；影響用戶用電設備的正常工作；不對稱接地短路產(chǎn)生不平衡磁通，對通訊系統(tǒng)造成干擾，甚至危及設備和人生安全預防措施限制短路電流（裝設電抗器）；迅速將短路部分隔離（依靠繼電保護裝置）；采用自動重合閘裝置目的選擇電氣設備；校驗電氣設備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定；進行繼電保護設計和調(diào)整計算短路電流方法

實用短路電流計算三相短路電流常用的計算方法有歐姆法和標幺制法兩種。歐姆法是最基本的短路計算方法，適用于兩個及兩個以下電壓等級的供電系統(tǒng)；而標幺制法適用于多個電壓等級的供電系統(tǒng)。短路計算中有關物理量一般采用以下單位：電流為“kA”（千安）；電壓為“kV”（千伏）；短路容量和斷流容量為“MV·A”（兆伏安）；設備容量為“kW”（千瓦）或“kV·A”（千伏安）；阻抗為“Ω”（歐姆）等。基準值

實用短路電流計算一、標幺值法

按標幺值法進行短路計算時，一般是先選定基準值?；鶞嗜萘恳话闳?00MVA，基準電壓取短路點所在網(wǎng)路段的平均額定電壓。線路電抗

實用短路電流計算二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標幺值1）輸電線路X：單位長度正序電抗Ω/km:電纜長度km:通過電纜的平均電壓kV線路電抗表

實用短路電流計算變壓器電抗

實用短路電流計算

2）變壓器

：變壓器短路阻抗:變壓器額定容量MVA異步電機電抗

實用短路電流計算

3）異步電動機

：異步電動機繞組正序電抗:電機啟動電流倍數(shù):電機視在功率MVA同步電機電抗

實用短路電流計算

4）同步電動機

：直軸超瞬變電抗:同步電動機視在功率MVA短路參數(shù)計算

實用短路電流計算三、短路參數(shù)的計算三相短路容量的標幺值：三相短路容量的實際值：三相短路電流的實際值：三相短路電流的標幺值：運行方式

實用短路電流計算

供電系統(tǒng)的短路電流大小與系統(tǒng)的運行方式有很大的關系。系統(tǒng)的運行方式可分為最大運行方式和最小運行方式。最大運行方式下系統(tǒng)滿負荷運行。此時整個系統(tǒng)的總的短路阻抗最小，短路電流最大。反之，最小運行方式下系統(tǒng)低負荷運行。此時總的短路阻抗變大，短路電流也相應地減小。短路電流

通常情況下，應計算兩種幅值的短路電流1、最大短路電流，用于選擇電氣設備的容量或額定值以校驗電氣設備的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定及分斷能力，整定繼電保護裝置。2、最小短路電流，用于選擇熔斷器、設定保護定值或作為校驗繼電保護裝置靈敏度和校驗感應電動機啟機的依據(jù)。實用短路電流計算示例

短路電流計算示例某公司電力系統(tǒng)配置如圖所示，求K1與K2處的短路電流所需參數(shù)

短路電流計算示例一、收集計算各元件電抗所需電氣參數(shù)裝置所需電氣參數(shù)電源最大方式正序阻抗最小方式正序阻抗變壓器容量短路阻抗高壓側(cè)額定電流異步電機額定功率功率因數(shù)啟動倍數(shù)額定電流同步電機額定功率功率因數(shù)額定電流直軸超瞬變電抗電纜型號長度系統(tǒng)圖

短路電流計算示例基準值

短路電流計算示例二、設定基準值選=100MVA處，為10.5kV，處，為0.4kV，元件標幺值

短路電流計算示例三、計算系統(tǒng)各元件阻抗的標幺值

短路電流計算示例電抗圖

短路電流計算示例

短路電流計算示例四、簡化系統(tǒng)各元件阻抗標幺值簡化電抗圖

短路電流計算示例

短路電流計算示例短路電流計算

短路電流計算示例五、計算短路電流由電機向K1短路點供給的短路電流K1處的短路參數(shù)最大運行方式時：最小運行方式時：短路電流計算短路電流計算示例K2處的短路參數(shù)最大運行方式時：最小運行方式時：換算到高壓側(cè)：10kV系統(tǒng)保護定值計算電機保護定值計算配電變壓器保護定值計算母線分段保護定值計算進線保護定值計算電機保護配置電機保護定值計算一、保護配置速斷保護2MW以下并速斷保護滿足靈敏系數(shù)要求的電動機，采用電流速斷保護縱聯(lián)差動過流保護2MW及以上電動機，或速斷保護靈敏系數(shù)不符合要求的2MW以下電動機，應裝設縱聯(lián)差動保護過電流保護作為縱聯(lián)差動保護的后備保護相間短路電機保護定值計算零序報警接地電流小于5A時，可裝設接地檢查裝置單相接地電流為10A以下時，保護裝置應動作于信號零序動作當接地電流大于5A時，應裝設有選擇性的單相接地保護單相接地電流為10A及以上時，保護裝置應動作于跳閘單相接地電機保護定值計算過負荷生產(chǎn)過程中易發(fā)生過負荷的電動機應裝設過負荷保護。保護裝置應根據(jù)負荷特性，帶時限動作于信號或跳閘啟動或自啟動困難、需要防止啟動或啟動時間過長的電動機，應裝設過負荷保護，并應動作于跳閘電機保護定值計算低電壓保護0.5s時限動作電壓65%-70%Ue當電源電壓短時降低或短時中斷又恢復時，需斷開的次要電機根據(jù)生產(chǎn)過程不允許或不需要自啟動的電機低電壓保護9s時限動作電壓45%-50%Ue有備用自動投入設置的I類負荷電動機在電源電壓長時間消失后需自動斷開的電動機電壓突降電機保護定值計算同步電機失步失步保護應帶時限動作，對重要電動機應動作于再同步控制回路不能再同步或根據(jù)生產(chǎn)過程不需要再同步的電動機，應動作于跳閘電機保護定值計算3-10kV電動機繼電保護配置電動機功率/Kw保護裝置名稱電流速斷保護縱聯(lián)差動保護過負荷保護單相接地保護不平衡保護低電壓保護失步保護異步電機＜2000裝設當電流速斷保護不能滿足靈敏性要求時裝設生產(chǎn)過程易發(fā)生過負荷或啟動、自啟動困難時應裝設接地電流＞5A時裝設，≥10A時一般動作于跳閘，5-10A時可動作于跳閘或信號

根據(jù)需要裝設

異步電機≥2000

裝設裝設同步電機＜2000裝設當電流速斷保護不能滿足靈敏性要求時裝設

裝設同步電機≥2000

裝設裝設

保護定值計算電機保護定值計算二、整定計算1、電流速斷保護

保護動作電流：

異步電動機（應躲過電動機的啟動電流）同步電動機（應躲過電動機的啟動電流或外部短路時電動機的輸出電流）保護的靈敏系數(shù)（按最小運行方式下，電動機接線端兩相短路時，流過保護裝置的短路電流效驗）電機保護定值計算2、過負荷保護

保護動作電流（應躲過電動機的額定電流）保護動作時限（躲過電動機啟動及自啟動時間）對于一般電動機為對于傳動風機負荷的電動機為電機保護定值計算3、單相接地保護

保護一次動作電流（應按發(fā)生單相接地故障時最小靈敏系數(shù)1.3整定，并大于非故障回路最大接地電流）電機保護定值計算4、電動機差動保護a）電動機差動保護特性電機保護定值計算b）差動保護整定計算最小動作電流（應躲過電動機正常運行時差動回路的不平衡電流）電機保護定值計算制動斜率靈敏系數(shù)效驗電機保護定值計算差動速斷電流差動速動靈敏系數(shù)效驗電機保護定值計算5、電動機磁平衡保護電動機啟動過程中不會在磁平衡差動保護中產(chǎn)生不平衡電流，因而動作電流只需躲過外部單相接地時形成的不平衡電流，一般整定為（15%-20%）的電機額定電流示例電機保護定值計算三、示例<1>二期合成氨1-3#循環(huán)水泵保護整定電機型號：YKK560-8Ue=10kVIrm=47.8AKst=7a）速斷保護（應躲過電機的啟動電流）靈敏系數(shù)電機保護定值計算b）過電流保護（應躲過電機的額定電流）過電流保護動作時限按1.2倍的啟動時間整定c）單相接地保護報警值一次值為5A,動作一次值為10Ad）低電壓保護按額定電壓的65%整定，時限0.5s電機保護定值計算<2>二期合成氨氨壓機保護整定電機型號：YAKS710-2FUe=10kVIrm=216.1AKst=7a）磁平衡保護按躲過外部接地故障不平衡電流整定電機保護定值計算<3>二期合成氨合成氣壓縮機保護整定電機型號：TK2900-182600Ue=10kVIrm=189.1AKst=6a）差動保護啟動定值（應躲過電動機正常運行時差動回路的不平衡電流）

差動速斷電機保護定值計算

差動速斷靈敏系數(shù)制動斜率靈敏系數(shù)變壓器保護配置一、保護配置速斷保護電壓為10kV及以下、容量為10MVA以下單獨運行變壓器，應采用電流速斷保護容量為0.4MVA及以上，一次電壓為10kV及以下，且繞組為三角、星形聯(lián)結(jié)的變壓器，可采用兩相三繼電器式的電流速斷保護縱聯(lián)差動過流保護電壓為10kV以上、容量為10MVA及以上單獨運行的變壓器，以及容量為6.3MVA及以上并列運行的變壓器，應采用縱聯(lián)差動保護容量為10MVA以下單獨運行的重要變壓器，可裝設縱聯(lián)差動保護電壓為10kV的重要變壓器或容量為2MVA級以上的變壓器，當電流速斷保護靈敏度不符合要求時，應采用縱聯(lián)差動保護短路故障配電變壓器保護定值計算瓦斯保護容量為0.4MVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器、容量為0.8MVA及以上的油浸式變壓器，以及帶負荷調(diào)壓變壓器的充油調(diào)壓開關均應裝設瓦斯保護當殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，應瞬時動作于信號；當產(chǎn)生大量瓦斯時，應動作于斷開變壓器各側(cè)開關配電變壓器保護定值計算過流保護過流保護應用于降壓變壓器復合電壓啟動過流保護復合電壓啟動的過電流保護或低電壓啟動的過電流保護，應用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡變壓器和過電流保護不符合靈敏性要求的降壓變壓器過流故障配電變壓器保護定值計算配電變壓器保護定值計算35kV/20kV/10kV/6kV/0.4kV配電變壓器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＜400

一般用高壓熔斷器與負荷開關的組合電器保護400-630高壓側(cè)采用斷路器時裝設高壓側(cè)采用斷路器時裝設

裝設并聯(lián)運行的變壓器裝設，作為其他備用電源的變壓器根據(jù)過負荷的可能性裝設車間內(nèi)變壓器裝設

1250kVA及以下的變壓器可以用高壓熔斷器與負荷開關的組合電器保護800

裝設

1000-1600裝設裝設

裝設2000-2500當電流速斷保護不能滿足靈敏性要求時裝設整定計算配電變壓器保護定值計算二、整定計算1、電流速斷保護保護動作電流（應躲過低壓側(cè)短路時，流過保護裝置的最大短路電流）保護的靈敏系數(shù)（按系統(tǒng)最小運行方式下，保護安裝處兩相短路電流效驗）配電變壓器保護定值計算2、過電流保護保護動作電流（應躲過可能出現(xiàn)的過負荷電流）保護的靈敏系數(shù)（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)的短路電流效驗）保護裝置的動作時限（應與下一級保護動作時限相配合），一般取0.3-0.5s示例配電變壓器保護定值計算三、示例二期合成氨總變電所變壓器變壓器型號：SGB10-2000/102000kVA10/0.4kVDyn116.03%115.5/2886.8Aa)速斷保護（應躲過低壓側(cè)短路時，流過保護裝置的最大短路電流）靈敏系數(shù)配電變壓器保護定值計算b)過電流保護（應躲過可能出現(xiàn)的過負荷電流）靈敏系數(shù)若存在自啟0.4kV電機時Kol一般取2-3母線分段保護配置一、保護配置母線分段保護定值計算6-20kV母線分段斷路器的繼電保護配置被保護設備保護裝置名稱備注電流速斷保護過電流保護不并列運行的分斷母線僅在分段斷路器合閘瞬間投入，合閘后自動解除裝設

二、整定計算a）充電保護保護的動作電流（按最小靈敏系數(shù)1.5整定）母線分段保護定值計算b）過電流保護保護的動作電流（應躲過任一母線段的最大負荷電流,時限一般取0.3-0.5s）靈敏系數(shù)（按最小運行方式下母線兩相短路時，流過保護裝置處的短路電流效驗）整定計算示例三、示例二期合成氨10kV母聯(lián)保護整定a）充電保護（按最小靈敏系數(shù)1.5整定）母線分段保護定值計算b）過流保護（應躲過任何一段的最大負荷電流，通過核算空壓機與兩臺變壓器自啟為最大負荷）時限為0.5s母線分段保護定值計算靈敏系數(shù)進線保護配置進線保護定值計算一、保護配置3-66kV線路的繼電保護配置被保護線路保護裝置名稱無時限或帶時限電流電壓速斷無時限電流速斷保護帶時限速斷保護過電流保護單相接地保護過負荷保護單側(cè)電源放射式單回路35-66kV線路裝設自重要配電站引出的