10KV继电保护整定计算

1、继电保护整定计算10KV 母线短路电抗已知 10 母线短路参数：最大运行方式时，短路容量为Sd3）（max）=157MVA，短路、1600KVA 动力变压器的整定计算（1#变压器，2#变压器）已知动力变压器量Se=1.6MVA，1004KV，高压侧额定电流电流 CT 变比nl=1505=30，低压零序电流 CT 变比n。变压器高压侧首端最小运行方式下两相断路电流为 Id22（min）=6.38KA1、最小运行方式下低压侧两相短路时流过高压的短路电流折算到高压侧 Id23（min）=1300A2、最大运行方式下低压侧三相短路时流过高压的短路电流折算到高压侧 ld33（max）1500A3、高压侧

2、电流速断保护电流为I(3)d . 1(3)Sd.1(max)3 Ue3 10157=9.0647KA，最小运行方式时，短路容量为(3)Sd.1(min)Sd.1(mi n)= 134MVA，短路 电流为Id31(min)-V3 Ue如10134= 7.7367KA，则Id21(min)=0.866Id31(min) =0.866 7.7367 = 7KA。取全系统的基准功率为Sj=100MVA，10KV 基准电压Uj,=10.5KV，基准电流为Ij.1Sj3 Uj.1-:5.4986KA； 380V 的基准电压Uj2=0.4KV，基准电3 10.5流是Ij.2Sj3 Uj2100.3 0.4=

3、 144.3418KAe.He. LSe.3 Ue.HF0= 92.38A，低压侧额定电流3 10Se3 Ue.L1600、 、3 0.4二 2309.47A， 变压器短路电压百分比Vs% =4.5%，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（3）Idzj =KkKjxd.3（max）=1.3x1 X1500= 65A 对应值 75Am30保护一次动作电流|dz= Idz jR = 65 汉30=1.95KA心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 校验电流速断保护动作时限取 0 秒。本例取 0S4

4、、高压侧过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，保护动作电流式中：&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 0.85。保护动作一次电流Idz dz.j严=13.04 攀=391Kjx1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）。本例取 0.5SKimId2)(min)dz6.381.95= 3.27 2Idz.j= KkKjxKghIe. HKhE= 1.2 13 92.380.

5、85 30= 13.04A对应值 13A(2)Id.3(min)Klm=Idz1300391.2= 3.22 1.5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:nono,2 i1-292-35.22A0.85 汉 30可运行 600 秒考虑，则:2 2 2-1.05 = 600 (1.1 -1.05 ) = 64.5S5、高压侧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，一般我们推荐保护定值为（0.60.8 ） Ie,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：保护一次动作电流:Idz= Idz j

6、丄=2.46XL = 73.9A心1根据实际运行所得经验建议延时取 2S。本例取 2S&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，计算如下：按以下两个原则计算，比较后取较大值：a、躲过正常运行时中性线上最大不平衡电流；, Kkx0.25IeL1.2沢0.25減2309.47 692.84Idz.jnnnKghIe.HIdz.j二 KkKjx KhE保护动作一次电流:心“芒2牛1565A校验灵敏度系数:1300156.5=8.3，1.5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d

7、jdz2dz. j0.8Inl0.8 92.3830=2.47 A对应值 2.47A(2)1d .3(mi n)Klm二|1dznono对应值Idz.j=3=4空空0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：Klm2b、与下线支线零序电流保护定值相配合：式中 Kph配合系数，取 1.11.2 ；Ko.fz零序电流分支系数，其值等于出线零序电流保护后备段保护范围末端发生接地短路时，流过本保护的零序电流与流过 零序电流保护的零序电流之比，选用 K,z值为最大的运行 方式，作为计算运行方式；Idz.o.xt出线零序电流保护后备段的动作电流。低压侧

8、单相接地保护动作时限取 0.5 秒。7、过负荷保护过负荷保护的动作电流，按躲过额定电流整定，即：过负荷延时取 5.0s。本例取 5S二、900KW 风机的整定计算已知电机容量 P = 900KW，额定电压Ue=10KV，功率因数cos=0.89，额定流lq二Kqdle=758.39 = 408.73A，启动时间为 tqd，启动电流倍数 Kqd=71、根据本公司电动机微机保护的原理，在所有的整定值计算之前需先计算lsIs:装置的设定电流（电动机实际运行电流反应到CT 二次侧的值）:, Ie58.39_ _ _ .Ise2.92A山 202、电流速断保护（正序速断）按躲过电动机起动电流来整定：Kq

9、deIKqdz.jkIdz.O=KPhKo.fzdz. o.xt1dz. jKkni1.0592.38-X：-0.8530= 3.8A对应值 3.8A电流IP.3 UeCoS：58.39A，CT 变比n3 10 0.89启动电式中Kk可靠系数;Kqd电动机启动倍数，本电机为 7。由于本公司微机保护的速断定值可将起动时间内和起动时间后分别整定，故需计算两个速断定值：7 工 58 39a、- 起动时间内，Kk推荐取1.8，贝UIdzj=1.8 - =36.79Aj20对应值 5.3A 速断延时 0 秒。本例取 OSb、 起动时间后：由于起动时间后电动机运行电流降为额定电流，1、对非自起动电机，为防

10、止起动时间之后电动机仍运行在起动电流水平上，Kk推荐取 0.8，则：鮎=0.87 58.39.16.35Aj202、对需自起动电机，起动时间后的电流速断定值建议使用下式：Kk推荐取 1.3，7 58.39A则：ldzj-1.326.57A20起动后对应值 2.4A，速断延时 1.2 倍的实际起动时间秒。3、 负序过流保护根据本公司微机保护软件程序中负序电流的算法，推荐使用下式：le卄1dz.j Kk，Kk取 0.8则：ldzj=0.8=2.4A对应值 2.4Aj20为防止合闸不同期引起的 负序电流，推荐延时不小于0.5 秒。本例取 0.6秒。4、 接地保护当接地电流大于 10A 时，才需设单相

11、接地保护，公式为：丨dz =Kk4c式中：Kk:可靠系数，若取不带时限的接地保护，Kk取 45,若带 0.5 秒延时，Kk取 1.52。* :该回路的电容电流对本例，拟取带延时的接地保护，延时 0.5 秒，ldz=2 10 = 20A注意：Idz=20A为一次零序电流，但保护装置要求输入的定值是二次侧定值，故应将 20A 换算成二次电流。由于零序 CT 变比不明，故需用户实际整定时,按计算的一次电流实测二次零序电流，将测得的值输入保护装置。 接地保护，本例Idz=1.1倍实测值5、低电压保护低电压保护的整定条件有以下几条:保证电动机自起动时，母线的允许最低电压一般为（0.550.65 ） Ue

12、Kk-可靠系数，取 1.2Kf-返回系数，取 0.92按切除不允许自起动的条件整定，一般取（0.60.7） Ue以上两种整定值均取 0.5 秒的延时，以躲过速断保护动作及电压回路断线引 起的误动作。3根据保安条件，在电压长时间消失后不允许自起动的电动机。电压保护动值一般取（0.250.4） Ue，失压保护时限取 610 秒。4具有备用设备而断开的电动机，失压保护整定为（0.250.4） Ue,动作时限取 0.5 秒。用户根据实际电动机的用途（自起动与否）自行选择整定条件。低电压保护，本例Udz=70V本例取 0.5S6 堵转保护堵转电流按躲过电动机最大过负荷电流整定，推荐使用下式:Idz.j二

13、Kk -nl式中：Kk:可靠系数，取 2.5。则：Idzj=2.55839=7.3A对应值 7.3Aj20堵转延时推荐使用 1 秒。本例取 1S7、过负荷（过热）保护本例取 0.5S。 按保证电动机自起动的条件整定，即dzUminKkKsUmin本公司微机保护的过负荷判据为：式中 t保护动作时间（s）1发热时间常数Il电动机运行电流的正序分量（A）12电动机运行电流的负序分量（A）Is装置的设定电流（电动机实际运行额定电流反应到 CT 二次侧的值）Ki正序电流发热系数，启动时间内可在 01 范围内整定，级差 0.01 , 启动时间过后自动变为 1K2负序电流发热系数，可在 010 的范围内整定

14、，若无特殊说明， 出厂时整定为 1。对采用本公司微机保护的电动机，过负荷保护需整定的参数有以下几个：发热时间常数T1：发热时间常数T1 应由电动机制造厂提供，否则可有下列方法估算：a、T=（ n2 1.052） t其中 t 为过负荷电流为 n倍时的允许运行时间b、据电动机运行规程估算：冷态起动：T= 2 (0.5n2 1.052) Tqd热态起动：T=(n2 1.052) Tqd式中：Tqd 为电动机起动时间。如以上参数都未知的情况下可先设T= 99。2返回时间 t :电动机过负荷时，热继电器启动，未到跳闸时间电动机过负荷消失，此时热继电器返回时间为t，一般 t 整定为 10s。3热报警系数9

15、alarm:电动机过负荷时，热告警发信号时间与过热跳闸时 间的比值为热报警系数9alarm，一般9alarm整定为 0.50.7。4K1 的整定：由于起动时间内电动机起动电流较大，为防止起动过程中电动机过负荷保护动作，一般 K1 整定为 0.2。5K2 的整定：由于一般情况下电动机负序阻抗与正序阻抗之比为1,故一般情况下设为 1。用户也可根据具体实例正序阻抗之比来整定。8、起动时间KiK2-1.052按电动机起动时间乘 1.2 可靠系数整定：tdz=1-2 tqd三、355KW 风机的整定计算已知电机容量P =355KW，额定电压Ue=10KV，功率因数cos=0.89，额定lq二Kqdle=

16、7 23.03 =161.21A，启动时间为 tqd，启动电流倍数 Kqd=7。1、根据本公司电动机微机保护的原理，在所有的整定值计算之前需先计算IsIs:装置的设定电流（电动机实际运行电流反应到CT 二次侧的值）:3、电流速断保护（正序速断）按躲过电动机起动电流来整定:式中Kk可靠系数；Kqd电动机启动倍数，本电机为 7由于本公司微机保护的速断定值可将起动时间内和起动时间后分别整定，故需计算两个速断定值：a、 起动时间内，Kk推荐取 1.8，则Idzj= 1.87 23.03二29Aj10对应值 2.8A 速断延时 0 秒。本例取 0Sb、 起动时间后：由于起动时间后电动机运行电流降为额定电

17、流，、对非自起动电机，为防止起动时间之后电动机仍运行在起动电流水平上，Kk推荐取 0.8，则：Idzj.=0.8723.03= 12.9Aj10、对需自起动电机，起动时间后的电流速断定值建议使用下式：Kk推荐取 1.3，电流IP3 UeCOS；：23.03A，CT 变比n3 10 0.89，启动电流le23.03_10= 2.3AIKqd IeIdz.j二 Kk则：7汇23 03j131.=21A起动后对应值 1.3A，速断延时 1.2 倍的实际起动时间秒。3、负序过流保护根据本公司微机保护软件程序中负序电流的算法，推荐使用下式：Idz.j二Kk上 ，Kk取 0.823 03则：Idzj.=0

18、.8仝竺二侥人 对应值 1.25A10为防止合闸不同期引起的 负序电流，推荐延时不小于0.5 秒。本例取 0.6秒。4、接地保护当接地电流大于 10A 时，才需设单相接地保护，公式为：1dz =KkJc式中：Kk:可靠系数，若取不带时限的接地保护，Kk取 45,若带 0.5 秒延时，Kk取 1.52。* :该回路的电容电流对本例，拟取带延时的接地保护，延时0.5 秒，G=2 10 = 20A注意：Idz=20 A为一次零序电流，但保护装置要求输入的定值是二次侧定 值，故应将 20A 换算成二次电流。由于零序 CT 变比不明，故需用户实际整定时， 按计算的一次电流实测二次零序电流，将测得的值输入

19、保护装置。接地保护，本例Idz=1.1倍实测值本例取 0.5S。5、低电压保护低电压保护的整定条件有以下几条：5按保证电动机自起动的条件整定，即Udz山匚KkKsUmin- 保证电动机自起动时，母线的允许最低电压一般为（0.550.65 ） UeKk-可靠系数，取 1.2Kf-返回系数，取 0.96按切除不允许自起动的条件整定，一般取（0.60.7） Ue以上两种整定值均取 0.5 秒的延时，以躲过速断保护动作及电压回路断线引 起的误动作。7根据保安条件，在电压长时间消失后不允许自起动的电动机。电压保护动值般取（0.250.4） Ue，失压保护时限取 610 秒8具有备用设备而断开的电动机，失

20、压保护整定为 （0.250.4） Ue,动作时限取 0.5 秒。用户根据实际电动机的用途（自起动与否）自行选择整定条件。低电压保护，本例Udz=70V本例取 0.5S&堵转保护堵转电流按躲过电动机最大过负荷电流整定，推荐使用下式：Idz.j= Kk 式中：Kk:可靠系数，取 2.5。23 03则：Idzj=2.5= 5.76A对应值 3.85Aj10堵转延时推荐使用 1 秒。本例取 1S7、过负荷（过热）保护本公司微机保护的过负荷判据为：式中 t保护动作时间（s）1发热时间常数I1电动机运行电流的正序分量（A）12电动机运行电流的负序分量（A）Is装置的设定电流（电动机实际运行额定电流

21、反应到 CT 二次侧的值）K1正序电流发热系数，启动时间内可在 01 范围内整定，级差 0.01， 启动时间过后自动变为 1K2负序电流发热系数，可在 010 的范围内整定，若无特殊说明，出厂时整定为 1对采用本公司微机保护的电动机，过负荷保护需整定的参数有以下几个：6发热时间常数T1：发热时间常数T1 应由电动机制造厂提供，否则可有下列方法估算：a、T=（ n2 1.052） t 其中 t 为过负荷电流为 n倍时的允许运行时间b、据电动机运行规程估算:冷态起动：T =2(0.5n21.052)Tqd热态起动：T=(n2 1.052) Tqd式中：Tqd 为电动机起动时间。如以上参数都未知的情

22、况下可先设T= 99。7返回时间 t :电动机过负荷时，热继电器启动，未到跳闸时间电动机过 负荷消失，此时热继电器返回时间为 t，一般 t 整定为 10s。8热报警系数9alarm:电动机过负荷时，热告警发信号时间与过热跳闸时 间的比值为热报警系数9alarm，一般9alarm整定为 0.50.7。9K1 的整定：由于起动时间内电动机起动电流较大，为防止起动过程中 电动机过负荷保护动作，一般 K1 整定为 0.2。10K2 的整定：由于一般情况下电动机负序阻抗与正序阻抗之比为1,故一般情况下设为 1。用户也可根据具体实例正序阻抗之比来整定。8、起动时间按电动机起动时间乘 1.2 可靠系数整定：

23、tdz-1.2 tqd四、进线保护的整定计算1、限时电流速断保护1）、保护动作电流进线限限时电流速断保护：a、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:式中：ld?max为系统最大运行方式下 1600KVA 动力变压器低压侧三相短路时，流 过高压侧的短路电流。已知 CT 变比n,= 600.：=120dz. jI(3)1d 3. maxn,=1.2 11500120= 15Ab、与相邻元件的电流速断保护的动作电流相配合：与变压器的配合：IB dz1950.bzrKphn,“1 I?。皿注其中：Kph为配合系数，取 1.1 ;IB.dz为变压器电流速断保护定值。根据

24、灵敏度要求取：ldz.j=16.25A对应值 16A 保护一次动作电流Idz= Idz. j汉 口|= 16.25汉120 = 1.95KA定时限电流速断保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，本线路末端两相短路电流校验:灵敏度满足要求。限时电流速断保护动作延时建议取 0.5s。本例取 0.5S 2、过电流保护过电流保护按躲过线路的过负荷电流整定:其中：Igh为电动机起动时的线路过负荷电流保护的一次动作电流dz=丨dz.jnl线路过电流保护的灵敏系数按系统最小运行方式下， 本线路末端两相短路电流校验:KimId?（min）Idz柘59 2KkIgh1.2Igh-X - = -X -Idz j.jK

25、hnl0.85 120对应值 26AKimIdzIdz过电压保护动作时限与本线路相邻元件相关保护动作时限相配合。本例取1S五、发电机的整定计算已知发电机额定容量 P -3.75MW，额定电流Ie二206A，额定电压Ue-10.5KV，功率因数cos =0.8，CT 变比n30060，PT 变比ny=1%i=100,Xd发电机暂态电抗 16.22%,Xd发电机同步电抗 175%（一）、发电机差动保护整定计算1、突变量启动电流该定值为一定时间内电流变化与时间的比值，一般取 0.70.9,建议取 0.8 2、比率制动的差动保护定值计算（最小动作电流）保护采用比率制动特性，保护动作电流只需按躲过最大负

26、荷条件下差回路的不平衡电流，运行中的设备可由实测决定，但不能小于继电器的固有动作电流，3、比率制动拐点的整定因为在负荷电流下，CT 误差很小，不平衡电流也很小，因此即使无制动电0.8 Ie0.8 206=2.75A对应值 2.75Ani4、比率制动系数比率系数选择得当是防止外部短路误动作的保证，根据定义Kzd二也1，（根Izd据经验一般取 0.5 ）。本例取 0.55、CT 断线负荷电流该整定的意义是当保护电流大于正常运行时的最大负荷电流（一般取1.2）时认为是短路电流，此时保护装置不再判断 CT 断线，而根据差动保护电流定值 直接动作于跳闸。.1.2Ie1.2父206 ,m Idz.j -4

27、.12A对应值 4.12Am60（二八发电机后备保护整定计算规程规定具有比率制动的发电机差动保护.(0.10.3)leIzd般取 0.2 :Izd(0.10.3)le=0.69Ani60对应值 0.7A流也不会误动，则拐点应取1.0 土，考虑一定的可靠性取 0.8 上。niIdz601、复合电压闭锁过电流保护1)、保护动作电流Idz=上1。二120 =4.58A对应值 4.85AKhnl0.9 x 60式中le.f发电机额定电流；Kk可靠系数，米用 1.2 ；Kh返回系数，米用 0.9o2)、负序电压按躲过正常运行时的不平衡电压整定Udz.2=0.06Ue=0.06 10.5 = 6.3V对应

28、值 7V其中Ue发电机额定线电压3)、低电压元件对于汽轮发电机，按躲过电动机自起动或发电机失磁而出现非同步运行方式 时的最低电压定值。通常可取Udz=(0.5 0.6)ue=(0.5 0.6) 100=(5060)V对应值 60V复合电压过电流保护动作延时建议取0.5s。本例取 2S2、失磁保护1、阻抗元件整定：本公司保护为异步边界阻抗判据，采用下式：12110.5260一0XaXd(Ue/Se)g /ny)=-j0.16221.432 90223.75100-jKkXd（U：/Se） （n、I ny） -j1.2 1.75戲=37.04-903.75100式中Se发电机额定容量 3.75MV

29、AUe发电机额定电压 10.5KV;ni发电机 CT 变比 60;ny发电机 PT 变比 100;Kk可靠系数，取 1.2 ;XbXd发电机暂态电抗 16.22%;Xd发电机同步电抗 175%延时一般取 0.51s 用以躲开系统振荡误动。推荐延长 1S2、闭锁元件动作值a、 低电压元件整定：Udz=（0.70.8）今=0.8 !0500=84Vny100建议取 0.8 ；b、负序电压元件整定值：Udz.2=（0.050.06）丄=0.0610500= 6.3Vny100建议取 0.06。3、过负荷保护对称过负荷按发电机长期允许的负荷电流条件下能可靠返回的条件来整定:Idz=KkleJ.0520

30、6*01A对应值 4.24AKhnl0.960式中 Ie发电机额定电流；Kk可靠系数，采用 1.05 ；Kh返回系数，采用 0.90。动作时限：应与发电机过电流保护动作时限大（12） t。4、负序过流保护（两段式保护）1） 、过负荷部分动作于信号，按躲过发电机长期允许的负序电流值和躲过最大负荷下负序电流滤过器的不平衡电流整定：口2二0*二竺206=0.69A对应值 0.7Anl60按延时 510s 发信号；本例取 1S2） 、过电流部分按转子发热条件， 采用定时限特性的负序电流保护， 其负序电流保护的动作 值为:延时取 1s。负序电流动作值与延时时间应与发电机短时间允许的负序电流特性配合。5、零序电流保护按规程规定，50MW 以下发电机组允许的接地电流值为 4A 根据零序 CT 给 的参数，将 4A 换算成二次值，乘以 1.1 倍可靠系数即可。&过电压保护保护动作电压整定值：Udz=1.3 Ue=130V对应值 130V保护动作延时一般取 0.5s。7、低电压保护保护动作电压整定值：Udz=(0.70.8)Ue=0.810500=84V 对应值 ny10070V建议取 0.8。(三)