电力变压器的继电保护整定值计算10-6-30

1、电力变压器的继电保护整定值计算.电力变压器的继电保护配置变压器容量（kVA）保护装置名称备注带时限的 过电流保护电流速断 保护纵联差动 保护低压侧单 相接地保护过负荷保护瓦斯保护温度保护V 400 315 kVA 的车间内 油浸变压 器装设般用冋 压熔断器 保护400630高压侧采 用断路器 时装设高压侧采 用断路器 且过电流 保护时限0.5s时装设一装设并列运 行的变 压器装 设，作 为其他 备用电 源的变 压器， 根据过 负荷的 可能性 装设一一般用 GL型继 电器兼作 过电流及 电流速断 保护800装设10001600装设过电流保 护时限0.5s 时装设一装设20005000当电流速 断

2、保护不 能满足灵 敏性要求 时装设63008000单独运行 的变压器 或负荷不 太重要的 变压器装 设并列运行 的变压器 或重要变 压器或当 电流速断 保护不能 满足灵敏 性要求时 装设 5000 kVA的单 相变压器 宜装设远 距离测温 装置， 8000 kVA的变 压器宜装 设远距离 测温装置10000装设装设装设装设注1: 当带时限的过电流保护不能满足灵敏性要求时，应采用低电压闭锁的带时限的过电流保护。 当利用高压侧过电流保护及低压侧出线断路器保护不能满足灵敏性要求时，应装 设变压器中性线上的零序过电流保护。 低压电压为230/400V的变压器，当低压侧出线断路器带有过负荷保护时，可不装

3、-可编辑修改-设专用的过负荷保护。 密闭油浸变压器装设压力保护。 干式变压器均应装设温度保护。注2:电力变压器配置保护的说明(1) 配置保护变压器内部各种故障的瓦斯保护，其中轻瓦斯保护瞬时动作发出信号， 重瓦斯保护瞬时动作发出跳闸脉冲跳开所连断路器。(2) 配置保护变压器绕组和引线多相短路故障及绕组匝间短路故障的纵联差动保护或 者电流速断保护，瞬时动作跳开所连断路器。(3) 配置保护变压器外部相间短路故障引起的过电流保护或复合电压启动过电流保护。(4) 配置防止变压器长时间的过负荷保护，一般带时限动作发出信号。(5) 配置防止变压器温度升高或冷却系统故障的保护，一般根据变压器标准规定，动 作后

4、发出信号或作用于跳闸。(6) 对于110kV级以上中性点直接接地的电网，要根据变压器中性点接地运行的具体 情况和变压器的绝缘情况装设零序电流保护或零序电压保护，一般带时限动作 作用于跳闸。注3:过流保护和速断保护的作用及范围 过流保护：可作为本线路的主保护或后备保护以及相邻线路的后备 保护。它是按照躲过最大负荷电流整定，动作时限按阶段原则选择。 速断保护：分为无时限和带时限两种。a. 无时限电流速断保护装置是按照故障电流整定的，线路有故障时，它能瞬时动作， 其保护范围不能超出本线路末端，因此只能保护线路的一部分。b. 带时限电流速断保护装置，当线路采用无时限保护没有保护范围时， 为使线路全长都

5、能得到快速保护，常常采用略带时限的电流速断与下级无时限电流速断保护相配合，其保护范围不仅包括整个线路，而且深入相邻线路的第一级保护区，但不保护 整个相邻线路，其动作时限比相邻线路的无时限速断保护大一个时间级。二.电力变压器的继电保护整定值计算计算公式中所涉及到的符号说明在继电保护整定计算中，一般要考虑电力系统的最大与最小运行方式。最大运行方式一是指在被保护对象末端短路时，系统 等值阻抗最小，通过保护装置的 短路电流为最大的运行方式。最小运行方式一是指在上述同样短路情况下， 系统等值阻抗最大，通过保护装置的 短路电流为最小的运行方式。(1) Sr T变压器的额定容量，kVA(2) UirT 变压

6、器的高压侧额定电压，kV(3) U 2r T 变压器的低压侧额定电压，kV(4) IirT 变压器的高压侧额定电流，A(5) I 2r T 变压器的低压侧额定电流，A(6) Uk 00 变压器的短路电压(即阻抗电压)百分值(7) Krei 可靠系数，用于过电流保护时，DL型继电器取1.2和GL型继电器取1.3 ； 用于电流速断保护时，DL型继电器取1.3和GL型继电器取1.5.用于低压侧单相接 地保护时(在变压器中性线上装设的)取 1.2，用于过负荷保护时取1.051.1，而 微机保护 的可靠系数大约为1.051.2注：继电保护整定可靠系数 Krel的选取应考虑的因素 按照短路电流整定的无时限

7、保护，应选用较小的系数。 按照与相邻保护的整定值配合整定的保护，应选用较小的系数。 保护动作速度较快时，应选用较大的系数。 不同原理或不同类型的保护之间整定配合时，应选用较大的系数。 运行中设备参数有变化或难以准确计算时，应选用较大的系数。 在短路计算中，当有零序互感时，因为难以精确计算，故应选用较大的系数。 在整定计算中有误差因素时，应选用较大的系数。(8) Kjx 接线系数，接于相电流时取1,接于相电流差时取 3(9) Kr 继电器返回系数，取0.85 (动作电流)注：返回系数Kr是指返回量与动作量的比值。因此对于用于过量动作的继电器 KrV 1；对于用于欠量动作的继电器 Kr 1.返回系

8、数Kr与继电器的类型有关。 电磁型继电器 的返回系数大约为0.85 ;而微机保护的返回系数大约为0.90.95.(10) Kgh过负荷保护系数，包括电动机自起动引起的过电流倍数，一般取23，当无自起动电动机时取1.31.5 ;而微机保护 的过负荷保护系数(工业配电)取3, 民用配电取1.52(11) Kt 变压器的高、低压侧额定电压比(线电压)。(12) Ksen 灵敏系数(13) nTA 电流互感器变比(14) I op 保护装置一次动作电流(15) 1 op k保护装置动作电流(16) I 2k2 min 一一最小运行方式下，变压器低压侧两相短路时流过高压侧 (保护安装处) 的稳态电流(1

9、7) I k3 max 三相对称短路电流初始值(超瞬态短路电流)I ”(18) l2k3max 一最大运行方式下，变压器低压侧三相短路时流过高压侧 (保护安装处)的超瞬态电流(19) 1 1k2 min最小运行方式下，保护装置安装处两相短路时的超瞬态电流涉及到的计算公式(1) 变压器的额定容量计算公式Sr T1r T1r TSrT2r TI 2r T(2) 变压器低压侧三相短路电流经验计算公式Ik3 max100l2rTUk00(3) 过电流保护整定值计算公式保护装置的动作电流丨op k应躲过可能出现的过负荷电流，其计算公式为K gh * I 1r TI K Kg-op kreljxKr nT

10、A保护装置的灵敏系数Ksen按电力系统最小运行方式下，低压侧两相短路时流过高压侧（保护安装处）的短路电流校 验，其校验公式为K = I2k2min i 5senI op其中保护装置一次动作电流为1 op，其计算公式为opop knTA心保护装置的动作时限应与下一级保护动作时限相配合，一般取 0.50.7s（4）电流速断保护整定值计算公式保护装置的动作电流lopk应躲过低压侧短路时，流过保护装置的最大短路电流，其计算公式为lopk 二 Krei - Kjx.I2k3maxnTA保护装置的灵敏系数Ksen按电力系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流校验，其校验公式为Ksenl1k2mino

11、p其中保护装置一次动作电流为I op，其计算公式为opI op knTA保护装置的动作时限变压器电流速断保护装置动作时限分为 t=0s （速断跳闸）和 t=0.5s （延时速断跳闸）两种。（5）电力变压器低压侧短路时流过高压侧的最大一相电流值（采用三相式保护）计算 占三相短路电流（A）二相短路电流（A）单相（接地）短路电流（A）低压 侧短 路时 的实 际值I “1 k3 max1 k2 minI k1 m in流过 咼压 侧（保 护安 装处） 的折 算值11 2k3 max用 1 k3 maxkT（变压器组别YynO ）1I2k2 min =* 1 k2 minkT（变压器组别YynO ）2I

12、 2k1 min -屮1k min3Kt（变压器组别YynO ） 1 1 2k3 max -* 1 k3 maxkT（变压器组别Dy nil ）I-2* I1 2k2 min1 k2 minJ3 屮 Kt（变压器组别Dyn11 ）1I2k1 min 一 厂* I k minJ3* Kt（变压器组别Dyn11 ）1I -+ I M2k3max /1 k3 maxkT（变压器组别Yd11 ）I=2屮I1 2k 2 min匚 .，1 k2 ming kt（变压器组别Yd11 ）（6）低压三相和二相短路电流的计算序 号物理量名称计算公式说明1三相对称短路电 流初始值（kA）“C*Un J（R2LX2E

13、）探U n 短路计算点所在 电网的标称电压（380V） 探K p 峰值系数Kp =1 + e*RE 以龙探C 短路计算电压系 数，取平均值1.052三相对称开断电 流（有效值）（kA）对远离发电机端短路， 怙3 一丨k33三相短路电流峰值（kA）ip3 = b* Kp* 心4三相稳态短路电 流（有效值）（kA）对远离发电机端短路，丨k3 I k35两相稳态短路电 流（有效值）（kA）对远离发电机端短路，I k2 二 0.866 屮 Ik3（7）高压三相短路电流与短路容量的计算序 号物理量名称计算公式说明1三相对称短路 电流初始值（kA）1 “I dk3 _ r X i探U n 短路计算点所在电

14、 网的标称电压（kV）探K p 峰值系数K p =1 + eiR工以龙对高压电路：1勺远远小于孑x.可取Kp8，则ip3 =2.55屮 Ik3探I d 短路计算点基电流2三相对称开断 电流（有效值）（kA）对远离发电机端短路，丨3 Ik33三相短路电流 峰值（kA）ip3 = V2*Kp* Ik34三相稳态短路 电流（有效值）（kA）对远离发电机端短路，Ik I k35两相稳态短路 电流（有效值）（kA）对远离发电机端短路，1 k2 =0.866昭 Ik36对称短路容量 初始值（MVASk3-UIk3.运用举例（1） 已知变压器参数为：SCB10-1600 10（1 土 2.5）/0.4 kV

15、变压器的短路电压（即阻抗电压）5 。二6接线组别Dy nil变压器的短路损耗Pk =10.2KW（2） 高压电流互感器参数为：3只LZZJB12-10A 变比150/5 额定输出20/15 VA 准确级0.5/10P15（3）微机保护装置DMR201（4）过流继电器GL-15/10（5）过流继电器DL-试概略计算过电流保护与电流速断保护整定值Sr T二 3*U2r T*l2rTI 2rTSrTJ3 U2r T咖胶二 2309.5AJ3 0.4kV额定容量 SrT =1600 kVA2r T解：（1）根据变压器额定容量可计算出低压侧额定电流（2）根据变压器额定容量可计算出高压侧额定电流I 1r

16、TSrT =、3*UirT*llrT1 1rTSrTJ3 UirT1600kVA = 92.38A3 10kV(3)计算变压器低压侧三相短路电流k3 max100 l2rT100 2309.56二 38.49kA(4) 计算变压器低压侧三相短路时流过高压侧的超瞬态电流的折算值1 1亠1 2k3max =* 1 k3max =彳 g、/* 38.49S = 1539.6 AFKt10kV0.4kV(5) 以微机保护装置DMR20为例，概略计算过电流保护与电流速断保护整定值，其中参数取值如下：Krel =1.05 Kjx=1 Kr =0.95Kgh=3计算过电流保护整定值(a) 计算过电流保护动作

17、电流整定值(二次电流)lopk 二Kjx心才am 32.38Kr “TA0.95. I505二 9.7A(b) 验算保护装置的灵敏系数Ksen保护装置一次动作电流为1501 opop kKjx9.7变压器组别为Dyn11,对远离发电机端短路则Ik3 讥3 ,=0.866 = I 2k2min3 KtIk2min 二20.866 I K3J3 Kt20.866 IK310kV 0.866 38490 “046189。866 38490 = 1539.6A0.4kV验算灵敏系数K sen1 2k2 minI op空吗 5.31.5291A经验算Ksen满足要求。(c) 保护装置的动作时限应与下一级

18、保护动作时限相配合，一般取t=0.50.7s计算电流速断保护整定值(a) 计算电流速断保护动作电流整定值(二次电流)Ilopk 二 Cel22k3 maxnTA.05 1 特= 53.89A150(b) 验算保护装置的灵敏系数Ksen保护装置一次动作电流为150lop opk 戶= 5389 号616.7AKjx1因上一级主变系统参数不能确定，故无法验算灵敏系数是否满足要求。(c) 保护装置的动作时限取无动作时限t=0s注：上述概略(无准确的系统参数)计算出的过电流保护与电流速断保护整定值要适当偏小取值如：上述过电流保护整定值为 9.7A，可适当偏小取值为89A; 保护装置的动作时限约为0.6

19、s电流速断保护整定值为53.89A,可适当偏小取值为4550A 保护装动作时限取0s（6）以过流继电器以GL或DL为例，概略计算过电流保护与电流速断保护 整定值，其中参数取值如下：过流继电器DLKrel二1.2（过电流保护）Krel - 1.3（电流速断保护）K jx =1Kr - 0.85Kgh =3过流继电器GLK冋=.3 （过电流保护）Krel =1.5（电流速断保护）Kjx =1Kr = 0.85Kgh =3计算方法同上（略）注:电流速断保护瞬动电流倍数（电流速断保护装置动作电流与过电流保护装置动作电流之比），取整数倍如:瞬动电流倍数4倍，6倍等 速断lopk 过流lopk附注：补充一

20、些有关三相对称短路电流的计算知识采用标幺值法计算（一）确定基准值序 号基准值计算公式符号说明1基准容量Sd = 100MVA探u n 短路计算点所在电网的标称电压（kV） 1 d短路计算点基准电流（kA）探C 短路计算电压系数，取平均值1.052基准电压5 =c*Un3基准电流ISdSy/3U dV31* C* u n常用基准值（Sd =100MVA ）系统标称电压Un （单位：kV）0.38361035110基准电压Ud （单位：kV）0.43.156.310.537115基准电流Id （单位：kA）144.318.39.165.51.560.5（二）短路计算点应根据计算目的选取，一般为高压

21、电源引入处、高压配电所 母线、车间变电所变压器一次侧和二次侧等处。（三）计算高压短路回路各元件的电抗标幺值序 号元件名称电抗标幺值计算公式1电力系统v *SdX S =S；32电力线路X w X。M I M 2(c* Un)23配电变压器”U kSd100 * sr T4限流电抗器X *.X L 00U r LsdXL-* i-*o100J3 * I r L (c* U n )2符号说明：（1） Sk3 电力系统变电所高压馈电出口处短路容量（MVA ,取具体工程的设计规 划容量（供电部门提供）（2）xo电力线路单位长度的电抗（Q /km）注1:当线路结构数据不详时，X0可取其近似值，对6kV电缆线路 X。二.O7 q/km；对 10kV电缆线路 X。= 0.08 q/km；对6kV架空线路 X。二0.35 q/km；对 10kV架空线路 x 二 0.35 q/km；其它参数见下面表-1（3）I电力线路的长度（km）（4） U n元件所在电网的标称电压（kV）（5）Uk0 变压器的短路电压（即阻抗电压）百分值（6） St 变压器的额定容量（kVA（7） xl0。,