380VPC电源进线开关定值整定

1、完美.格式.编辑380VPC电源进线开关定值整定摘要：针对低压变380VPC段采用分叉式接线的特点,阐述了电源进线开关 的保护整定计算原那么,并对母线近段和负荷侧单相接地短路电流进线计算,提出了通过智能PC保护测控装置来实现单相接地保护,从而保护PC母线的全长并延 伸到大功率负荷电缆的末端,实现双分支 PC继电保护的选择性.0引言某电厂主厂房低压公用变和#1、#2机低压工作变,Dyn11型容量1600KVA 各接带两段380VPC母线,采用分叉式接线,即2段PC分支母线由1台变压器供 电,互为备用且有热控联锁的两套辅机分接在 2段PC母线上.其中,380VPC段 进线开关采用施耐德 MT32H

2、1/3P氐压开关,配置MIC5.0A限制保护单元,只有短 延时和长延时保护功能,未配置单相接地或零序保护. 380V进线开关面板配置 广州智光202L测控装置,采集电流、电压、电度等遥测量,不实行保护限制.低压变系统供电级数多,对继电保护定值配合和时限级差提出严格要求,并且,有必要在两条分叉供电的 PC母线电源进线开关配置单相接地保护.380VPC段进线开关整定计算必须建立在?6KV保护整定计算书?的根底上,选择性与速 动性必须作为保护整定的首要因素.1. 长延时保护1.1 保护定值I r长延时保护可预防相线或中性点电缆过载,动作电流根据额定工作电流的1.2倍整定.= 1.2 2309.4 I

3、n /3200 =0.431 N2式中,In=3200A为脱扣器额定电流I nl=2309.4A,为低压变低压侧双分支 PC额定电流1.2. 动作时限Tr1.2.1. 长延时保护时限按躲过母线所带电动机自起动时间整定：_61.21 NL 2 Tr (2.31 nl)2 20,按?6KV保护整定计算书?自启动系数的整定表,低厂变综合启动系数心SSUk%st.M-38020.6 0.9400=2.3式中,u%低厂变短路阻抗通用计算取 10%S 变压器额定容量Ssz 参加自启动电动机的总容量,经验值取变压器额定容量90%勺60%专业.资料.整理作为启动容量心m 电动机启动电流倍数,取5倍.母线负荷的

4、自启动系数 心=2.3,启动时间取20秒,得出:Tr >2.1s1.2.2. 为保证保护选择性,PC段进线开关长延时保护61 r相应的动作延时, 应可靠大于PC段进线开关和下级MC馈线开关短延时保护动作时间,施耐德MT 开关短延时最大动作时限为0.4秒,取平安时间级差0.3秒,最后热累积时间为 0.7 1.0 秒.施耐德MT开关MIC5.0A、6.0A脱扣曲线:4201O8CM詳口 Q1QO10 OOQ £ ooo.002 .OO12 OOOT OOO5002MB萎寺氮 龜惡 |丟富«:=11=&.1Q yI. r I I r = Or4._1l x In 长

5、延时保护遵循热记忆原理,电流平方乘以时间为电缆内的热功率.低压工 作变短路电压为8%那么Ik可达12.5I nl,于是满足31.21 NL 沪Tr AlK 汉0.71.0 =12.5Inl2x0.71.0,得出:Tr >2.1 3s123.整定结果PC段长延时动作时限需联合满足以上两条件,并与MIC5.0A模块整定相匹配.最终,取长延时保护定值I r=I nX 0.5,动作时限Tr =4S.2. 短延时保护2.1 动作定值Isd短延时保护可预防配电系统阻抗短路包含金属性短路,跳闸延时须保证断路器的上、下级级联配合,即低压变低侧开关短延时跳闸时不能扩大至高侧开关过 流保护,短延时保护动作电

6、流与低厂变高压侧过电流保护配合整定.I sd Unh I op 1 63 540 二 7088AKg 0.41.20.4式中,Kco为配合系数,取1.2LN=6.3KV,为低厂变高压侧额定电压I op=540A为低厂变高压侧过电流保护一次动作电流2.2 动作时限Tsd,与低厂变高压侧过流保护动作时限和下一级电机及MCC母线开关短延时时限相配合,短延时保护与 MIC5.0A模块整定相匹配,因I2t置于ON时在10Ir才 执行设定的短延时时限,所以反时限应关闭,参照MIC5.0A脱扣曲线,取定时限 曲线最大整定动作时间0.4秒.2.3.整定结果最终,短延时保护定值I SD=Ir X 5,动作时限T

7、r =0.4s , I2t置于OFF3. 瞬时保护瞬时保护可预防配电系统金属性短路.PC段下级负载的塑壳开关均配置热 磁脱扣器或二次速断过流保护,各 MCC馈线开关短延时保护与PC段进线开关也 有上、下级级联配合关系.所以,为预防越级跳闸,保证下级负载、各MC馈线开关所有保护的选择性,低厂变 380VPC段进线开关与各MCC馈线开关的瞬时保 护必须关闭.4. 接地保护接地保护是380VPC母线单相接地的主要保护,也是PC段负荷侧空气开关拒 动的后备保护,但主厂房PC段进线开关限制保护单元MIC5.0A未配置单相接地或零序保护.主厂房低压工作变和低压公用变高压侧过流保护,仅能保护到低压侧母线末

8、端单相接地故障,而不能保护到负荷侧未单独装设接地保护以相间保护兼作单相接地保护的电机.380VPC母线末端发生单相接地故障,或母线负荷侧大功 率电机单相接地保护拒动,可能会引起变压器高压侧过流保护,两条分叉供电的 PC母线全部跳闸,EH油泵、定冷水泵等一类负荷失电,引起机组非停.根据DL/T 5153-2002?火力发电厂厂用电设计技术规定?9.5.1条“利用高压侧的过电流保护,兼做低压侧的单相接地保护,保护装置宜采用两相三继电 器接线.当变压器低压侧有分支时,利用分支上的三相电流互感器构成零序滤过 器回路,保护装置可由反时限电流继电器组成,动作于与本分支断路器.所以,为保证380VPC段进线

9、开关保护的选择性与速动性,低压工作变有必要在两条分 叉供电的PC母线电源进线开关配置单相接地保护.4.1. 低压工作变380V母线单相接地短路电流计算380V系统短路点离发电机较远,可认为所有元件的负序阻抗等于正序阻抗, 即等于相阻抗,而零序阻抗与正序、负序阻抗不同,必须单独分计算,对于故障 机率较高的单相接地短路,按相保阻抗进行计算.4.1.1. 高压系统阻抗高压系统到变压器的电缆阻抗对低压侧单相接地短路分析影响很小,将高压电缆局部的阻抗归算到高压系统阻抗中.6KV工作电源进线断路器额定开断 电流 40KA 那么系统短路容量 Sd=1.732*40*6300=436.464MVAZsUp10

10、3Sed436.464= 0.33084 mQ对于TN接地系统,归算到变压器低压侧的高压系统的相保电阻和相保电抗 分别为Rhp.s =2/3 X 0.1Zs,Xphp.s =2/3 X 0.995Zs.式中up低压系统标称电压,kA乙一一归算到变压器低压侧的高压系统阻抗,mQ4.1.2 .低压干式变压器阻抗低压工作变接线形式为D, yn 11,容量1600KVA 75C绝缘耐热等级下的负 载损耗10240W相保电阻和相保电抗分别为 隔小=FT,Zphp.T =Zt完美.格式.编辑Rt =PdU：S210310240 0.38216002310 = 0.5776 mQXt= 7.1969 mQ1

11、0 u2e.(Ud%2-(UR%2 .J.4 oa2 86gSe1600式中Pd变压器额定负载的短路损耗, Wue变压器低压侧绕组额定线电压,kVSe变压器额定容量,kVAUd%变压器阻抗电压百分值U%变压器电阻电压百分值4.1.3 .低压母线阻抗低压380V母线TMY-3X 2(10 X 120)+10 X 120平行竖放,母线间距 350mm 中性线距边母线200 mm前后排盘柜由4m过桥母线柜顶跨接,母线长度按 5X 0.8+4=8m计算.按?工业与民用配电设计手册?第三版表4-24,380V母线单位长度阻抗值：相线电阻R =0.012,相保电阻R php=R' +Rp =0.0

12、5,相线电抗乂 =0.181,相保电抗X' php =0.366.对于单相接地短路,母线的相保电阻和相保电 抗分别为：相保电阻 Rhp.M =0.05 X 8=0.4 m Q相保电抗 Xphp.M =0.366 X 8=2.928 m Q4.1.4.380V母线单相接地短路电流网络变换归算时不考虑回路总阻抗 10 %以下元件,忽略电弧电阻、导线连接和开关电器的接触电阻,使短路电流值偏于平安,低压元件阻抗计算值：阻抗名称(mQ)系统S变压器T母线M相电阻R0.03310.57760.096相电抗X0.33677.19691.448相保电阻Rhp0.02210.57760.4相保电抗Xph

13、p0.21957.19692.688最小运行方式下,变压器低压侧母线末端单相接地稳态短路电流,即380V10 x u m/3Id? 1.0 Un/ 3母线单相接地故障短路电流周期分量: - 21.9248kANphp)2 ("php)20.99972 9.98442Un低压网络标称线电压220专业.资料.整理完美.格式.编辑FU短路电路的相保电阻Xphp短路电路的相保电抗短路电路的相线一保护线回路,保护线包括PE线和PEN线低压工作变额定电流147A/2309.4A,高压侧过流保护定值540A, 1.3S,灵 敏度校验：Km=2/3X 21.9248/(6.3/0.4 X 540)=

14、(1392.05 X 2/3)/540=1.724.1.5.结论主厂房低压工作变的380V母线单相接地故障电流较大,用高压侧三相式过 电流保护兼做低压侧中性点单相接地保护的灵敏度符合要求,但是,高压侧过流保护动作,变压器高联低会造成两条分叉供电的PC母线全部跳闸.4.2.380VPC母线负荷侧单相接地短路电流计算4.2.1. 引风机房暖风机,3KW 电缆 ZRC-YJY22-0.6/1 3 X 4+1X 2.5,长度 204米.开关NS100H/3P TMD1,壳架电流In=100A,热磁脱扣单元实现过载保 护和短路保护,瞬时速断Ir=12.8A,过载长延时Ii=190A.?工业与民用配电设

15、计手册?2005 第三版表 4-25,R php=16.77mQ /m,X'时=0.234mQ /m,电缆阻 抗为Rhp =3437.85mQ,冷卩=47.97mQ,单相接地短路电流计算为 64.3AId° U"3型64.3AjRphp2 +Xphp2 J3421.082 +47.73624.2.2. 蓄电池室轴流风机小开关,电缆ZRC-YJY22-0.6/1 3X4,长度76米, 开关 NS100H/3PTMD16lr=12.8A , li=190A.查表,R 时=12.9mQ/m, X' php=0.2m Q /m,电缆阻抗计算为 Rhp =980.4m

16、Q,人hp =15.2mQ,单相接地短路电流计算为 224.4A.4.2.3. 渣库斗式提升机限制柜,功率 37KW电缆ZRC-FG22-0.6/1 3 X 25+1 X 16,长度 105米.开关 NS100H/3PTMD100Ir=80A ,li=800A.查表,R' php =2.699m Q /m, X' php =0.192mQ/m,电缆阻抗计算为 Rhp =293.395mQ, Xphp =20.16mQ, 单相接地短路电流计算为748.1A.4.2.4. 渣库链斗输送机限制柜,功率45KVy电缆ZRC-FG22-0.6/1 3X35+1X16 长度 91 米,开关

17、 NS160H/3PSTR22SE160Ir=96A , Ii=960A.查表,R php =2.397m Q /m, X' php =0.191mQ/m,电缆阻抗计算为 Rhp =218.127mQ, Xphp =17.381mQ, 单相接地短路电流计算为1005.4A.425.结论380V负荷侧电缆末端或电动机入口处发生单相接地短路,短路电流数值大 小跨度度很大,主要取决于电缆截面和距离长度,距离远小功率的电机单相接地 时短路电流较小,而各负荷电源开关处发生单相接地时或大功率电机电缆末端发 生单相接地,短路电流很大.短延时保护和变压器高压侧过流保护不能保护到380VPC母线负荷侧未

18、单独装设接地保护以相间保护兼作单相接地保护的电机,短延时保护定值较大, 整定在In几倍数以上,主要保护相间短路,在同时需要单相接地和短路延时及 上下极选择性配合的场所,很难做到两者兼顾.4.3.380VPC母线电源进线开关单相接地保护的配置方案低厂变380VPC段电源进线开关装设有广州智光 202L智能PC保护测控装置, 可用202L来实现分支PC段进线开关接地保护.低厂变双分支 380VPC段电源进 线开关MT32H1/3P CT为3X BH-0.66/120 IH,变比4000/1A,利用分支上的三相 电流互感器构成零序滤过器回路,CT同一参数和厂家,饱和特性相同,能最大 限度的减小不平衡电流.380V PC段电源进线开关单相接地保护整定原那么：4.3.1. 按躲过正常运行时最