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许继说明书继电保护定值计算举例


许继 wxh-820 第 31 页
8 定值整定说明 10.1 三段电流电压方向保护 由于电流电压方向保护针对不同系统有不同的整定规则, 此处不一一 详述。 以下内容是以一线路保护整定为实例进行说明,以做为用户定值整定 的参考:

DL1保护装置

降压变电所 配电所

降压变电所引出 10kV 电缆线路,线路

接线如上图所示: 已知条件:最大运行方式下,降压变电所母线三相短路电流 I dl.maX 为 5500A,配电所母线三相短路电流 I d 2.maX 为 5130A,配电变压器低压 侧三相短路时流过高压侧的电流 I d3.maX 为 820A。 最小运行方式下,降压变电所母线两相短路电流 I d1.maX 为 3966A,配 电所母线两相短路电流 I d 2.maX 为 3741A,配电变压器低压侧两相短路 时流过高压侧的电流 I d3.maX 为 689A。 电动机起动时的线路过负荷电流 Igh 为 350A,10kV 电网单相接地时 取小电容电流 IC 为 15A, 10kV 电缆线路最大非故障接地时线路的电 容电流 Icx 为 1.4A。系统中性点不接地。
( 2) ( 2) ( 2) ( 3) ( 3) ( 3)

相电流互感器变比为 300/5,零序电流互感器变比为 50/5。 整定计算(计算断路器 DL1 的保护定值) 电压元件作为闭锁元件,电流元件作为测量元件。 电压定值按保持测量元件范围末端有足够的灵敏系数整定。 10.1.1 电流电压方向保护一段(瞬时电流电压速断保护) 瞬时电流速断保护按躲过线路末端短路时的最大三相短路电流整 定,保护装置的动作电流
I dzj
( I d3). max 5130 ? K k K jx 2 ? 1.3 ? 1? ? 111A ,取 110A nl 60

保护装置一次动作电流
I dz ? I dz. j nl 60 ? 110? ? 6600 A K jx 1

灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验:

K lm ?

I ( 2,)min dl I dz

?

3966 ? 0.601? 2 6600

由此可见瞬时电流速断保护不能满足灵敏系数要求, 故装设限时电 流速断保护。 10.1.2 电流电压方向保护二段(限时电流电压速断保护) 限时电流速断保护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
I dz . j ? K k K jx
( I d3). max 820 3 ? 1.3 ? 1? ? 17.8 A, 取20A nl 60

保护装置一次动作电流
I dz ? I dz. j nl 60 ? 20 ? ? 1200 A K jx 1

灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验:
K lm ?
2 I (dl.)min 3966 ? ? 3.3 ? 2 I dz 1200

限时电流速断保护动作时间 T 取 0.5 秒。 (按 DL2 断路器速断限 时 0 秒考虑,否则延时应为:tl=t2+△t) 10.1.3 电流电压方向保护三段(过电流保护) 过电流保护按躲过线路的过负荷电流来整定,则保护动作电流
I dz . j ? K k K jx I gh K h n1 ? 1.2 ? 1? 350 ? 7.8 A, 取 8A 0.9 ? 60

式中: h 为返回系数, K 微机保护的过量元件返回系数可由软件设定, 一般设定为 0.9。过电流保护一次动作电流。
Idz ? I dz. j nl 60 ? 8? ? 480A K jx 1

保护的灵敏系数按最小运行方式下线路末端两相短路电流来校验 在线路末端发生短路时,灵敏系数为
K lm ? I ( 22). min 3741 d ? ? 7.8 ? 2 I dz 480

在配电变压器低压侧发生短路时,灵敏系数为
K lm ? I ( 2). min 689 d3 ? ? 1.44 ? 1.2 I dz 480

保护动作延时 T 考虑与下级保护的时限配合, tl=t2+△t,△t 取 0.5 秒。 10.1.4 电压元件整定

低电压按躲母线最低运行电压整定,即: Udz=Ufhmin/(Kk×Kf) 式中 Ufhmin 母线最低运行电压一般取(0.9~0.95)额定电压 Kk 可靠系数:1.15~1.25 Kf 返回系数:1.15

许继 wdr820 电容器保护定值计算第 26 页
5. 定值整定说明 以下内容是以一电容器保护整定为实例进行说明,以作为用户定 值整定的参考: 已知条件: 10kV、720kVar 电力电容器组的保护。 电容器为双星形接线,单台容量 24kVar,共 30 台。电容器组额定 电流 I ec 为 41.6A。 最小运行方式下,电容器组首端两相短路电流 I (d1.)min 为 2381A。 10kV 电网的总单相接地电容电流 IC∑为 10A。 A、 C 相电流互感器变比为 n1 =50/5, 零序电流互感器变比为 n2

=50/5,接于双星形中 性点的电流互感器变比为 n3 =30/5,正常时中性点间的不平衡电 流为 1.4A。系统单相接地电流大于 20A。电压变比 n l 10.1 I、II 段电流保护。

10.1.1 电流 I 段(电流速断保护) I dz. j ) ( 按躲电容器充电电流计算,即

I dz . j ?

(4 ~ 5) I ec 5 ? 41.6 ? ? 20.8 A, 取21A n1 10

保护的一次动作电流
I dz ? I dz. j nl 10 ? 21? ? 210A K jx 1

按最小运行方式下, 电容器组首端两相短路的短路电流校验灵敏度
K lm ?
( I d1.)min 2381 ? ? 11.3 ? 2 I dz 210

动作时限可选速断(0S)或 0.2s 延时。 10.1.2 电流 II 段 (过电流保护)( I dz. j T) 过电流保护按可靠躲过电容器组的额定电流整定, 其保护动作电流
I dz. j ? K k K bw K jx Kf ? I ec 1.25? 1.25? 1 41.6 ? ? ? 7.22A, 取7.3A n1 0.9 10

式中:K bw 电容器波纹系数,取 1.25; Kk 可靠系数,取 1.25; K f 返回系数,取 0.9。 保护的一次动作电流
I dz ? I dz . j nl 10 ? 73? ? 73A K jx 1

过电流定值灵敏度计算公式为:
( I d1.)min Km ? ? 1.25 ~ 1.5 I dz


Km ? 2381 ? 32 ? 1.5 73

过电流保护的延时 T 一般整定在 0.2 秒。

10.2

过电压保护( U dz T)

过电压保护按电容器端电压不长时间超过 1.1 倍电容器额定电压的 原则整定,其动作电压
U dz ? K vU e ? 1.1?100 ? 110 V

过电压保护动作时限 T 取 30 秒.

10.3

低电压保护( U dz T)

低电压保护定值应能在电容器所接母线失压后可靠动作, 而在母线 电压恢复正常后可靠返回,其动作电压
U dz ? K v U e ? 0.5 ?100 ? 50V

低电压保护的动作时间要求与本侧出线后备保护时间配合,取 2 秒。

10.4

不平衡电流保护( I dzj T)

不平衡电流保护定值按部分单台电容器切除或击穿后, 故障相其单 台电容器所承受电压不长期超过 1.1 倍额定电压的原则整定, 同时 还应可靠躲过电容器组正常运行时中性点间流过的不平衡电流, 可 按下式进行计算
I dzj ? 15%I ec 0.15? 41.6 ? ? 1.04A, 取1.2 A n3 6

保护的一次动作电流

I dz ? I dz. j

n1 6 ? 1.2 ? ? 7.2A K jx 1

过电流保护的灵敏系数按正常运行时中性点间的不平衡电流校验
Km ? I dz 7.2 ? ? 5.14 ? 1.5 I bp 1.4

不平衡电流保护动作时限 T 取 0.2 秒。

10.5

不平衡电压保护( U dz )

一般设不平衡电流保护后不需再设不平衡电压保护。 需设不平衡电 压保护定值的计算可 按下式:
U dz ? 15%U e nl

10.6

零序电流保护( I dz. j T)

规程规定 6~10kV 系统单相接地电流大于 20A,需设单相接地保 护,并规定采用定时限零序过电流的动作电流按 20A 整定,即
I dz . j ? 20 20 ? ? 2A n2 10

动作时限 T 整定取 0.3s(规程规定不超过 0.5s) 许继 wcb-820 厂用变定值整定举例

1. 定值整定说明 以下是以一厂用变保护整定为示例进行说明,以供用户参考。已

知条件如下: 10kV/0.4kV 车间配电变压器的保护。 变压器为 SJL1 型,容量为 630kVA,高压侧额定电流为 36.4A, 最大过负荷系数为 3,正常过负荷系数为 1.2。 最大运行方式下变压器低压侧三相短路时,流过高压侧的短路电 流 I (d32).maX 为 712A。 最小运行方式下变压器高压侧两相短路电流 I (dl2.)maX 为 2381A,低压 侧两相短路时流过高压侧的短路电流 I (d22).maX 为 571A。
) 最小运行方式下变压器低压侧母线单相接地短路电流 I (d122. min 为

5540A。 变压器高压侧 A、C 相电流互感器变比为 100/5,低压侧零序电流 互感器变比为 300/5。整定计算如下。 1.1. 电流 I、II 段保护 10.1.1. 高压侧电流速断保护(Ⅰ段电流保护) 电流速断保护按躲过系统最大运行方式下变压器低压侧三相短路 时,流过高压侧的短路电流来整定,保护动作电流:
I dz. j ? Kk K jx
(3) I d 2.max 712 ? 1.5 ?1? ? 53.4 A, 取55 A nl 20

保护一次动作电流:
I dz ? I dz. j nl 20 ? 55 ? ? 1100 A K jx 1

电流速断保护的灵敏系数按系统最小运行方式下, 保护装置安装处 两相短路电流校验:

K lm ?

I (d22). min 2381 ? ? 2.16 ? 2 I dz 1100

电流速断保护动作时限 T1 取 0 秒。 10.1.2. 高压侧过电流保护(Ⅱ段电流保护) 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:
I dz. j ? Kk K jx K gh I eb Kh nl ? 1.3 ?1? 3 ? 36.4 ? 6.1A, 取7 A 0.9 ? 20

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 0.9。保护动作一次电流:
I dz ? I dz. j nl 20 ? 7 ? ? 140 A K jx 1

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:
K lm I ( 22). min 571 ? d ? ? 4.08 ? 1.5 I dz 140

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) 。 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:
I dz. j ? Kk K jx K gh I eb Kh nl ? 1.3 ?1? 1.2 ? 36.4 ? 3.155 A, 取3.16 A 0.9 ? 20

保护动作一次电流:
I dz ? I dz. j nl 20 ? 3.16 ? ? 63.2 A K jx 1

校验灵敏度系数:
K lm ? I ( 22). min 571 d ? ? 9.03 ? 1.5 I dz 63.2

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 ((Idz. j / Idz)2 ?1.052 ) ? 600 ? (1.12 ?1.052 ) ? 64.5s

1.2. 高压侧零序过电流保护 根据规程规定,10kV/0.4kV 变压器高压侧不设零序保护。如果 用户需设此保护,则可能是系统接线较复杂,按规程规定应设零序, 但规程列举的计算方法罗列了许多情况,本例不再一一列举,用户根 据规程计算即可。 1.3. 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。按以下两个原则计 算,比较后取较大值: ① 躲过正常运行时中性线上最大不平衡电流; ② 与下线支线零序电流保护定值相配合。 本例车间变压器为末级负荷,故只计算①即可。
I dz. j ? Kk 0.25I eb 0.25 ? 960 ? 1.2 ? ? 4.8 A, 取5 A nl 60

保护一次动作电流:
Idz ? Idz. j nl ? 5 ? 60 ? 300 A

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:
K lm
) I (122. min 5540 d ? ? ? 18.5 ? 2 I dz 300

低压侧单相接地保护动作时限 T 取 0.5 秒。 低压侧单相接地保护动作时限的整定原则: ① 如果变压器一次开关选择的是 FC 回路,则该时限的选择应与 熔断器的熔丝熔断时间相配合,即要在熔丝熔断前动作。 ② 如果变压器一次开关选择的是断路器,则与下一级出线的接地 保护时间上配合,即大于下级出线接地保护动作时限一个级差 (0.5s) 。本例变压器为末级负荷,可选 0.5S 延时。

1.4. 瓦斯保护 变压器应装设瓦斯保护,其动作接点启动瓦斯继电器。瓦斯继电 器接点作为保护装置开入量(本体保护) ,由保护装置动作出口或发 信号。 1.5. 高压侧不平衡电流(负序电流)保护 对于变压器的各种不平衡故障(包括不平衡运行,断相和反相) , 本公司微机保护设置了不平衡电流保护。 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 我们推荐保护整定值为(0.6~0.8)Ieb,为防止变压器空投时由于三 相合闸不同期而引起误动, 推荐延时不小于 0.2s。 对本侧, 计算如下:

I dz. j ?

0.8I eb 0.8 ? 36.4 ? ? 1.456, 取1.46 A nl 20

保护一般动作电流:
I dz ? I dz. j nl 20 ? 1.46 ? ? 29.2 A K jx 1

动作时限 T 取 0.5S。


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