矿井供电系统整定计算

1、矿井主变压器整定保护计算1、 柳西110kV变电站主变保护整定值表（选取高压侧为基本侧）变压器编号1#、2#主变(40000kVA)整定值原整定值CT变比高压侧300/5低压侧1000/5差动保护定值差动启动电流（A）1.751.75起始制动电流（A）3.503.5差动速断电流（A）20.9920.9差动比率制动系数0.50.55二次谐波制动系数0.150.15复压闭锁过流保护定值复压低电压定值（V）6070复压负序电压定值（V）77高压侧过流I段定值（A）退出退出高压侧过流II段定值（A）4.424.67高压侧过流I段时限（s）退出退出高压侧过流II段时限（s）2.7s跳两侧2.7s跳两侧低

2、压侧过流I段定值（A）8.948.8低压侧过流II段定值（A）3.944.0低压侧过流I段时限（s）0.3s跳分段0.6s跳两侧0.6s跳分段0.9s跳两侧低压侧过流II段时限（s）1.8s跳分段2.1s跳本侧2.4s跳两侧1.8s跳分段2.1s跳本侧2.4s跳两侧过负荷保护定值高压侧过负荷定值（A）3.874.08高压侧过负荷延时（s）9s动作于信号9s动作于信号低压测过负荷定值（A）3.453.5低压侧过负荷延时（s）9s动作于信号9s动作于信号2、双柳35kV变电所主变保护整定值表（选取高压侧为基本侧）变压器编号1#主变(16000kVA)2#主变(10000kVA)整定值原整定值整定值

3、原整定值CT变比高压侧300/5300/5低压侧1000/51000/5差动保护定值差动启动电流（A）1.763.051.101.91起始制动电流（A）4.407.6182.754.763差动速断电流（A）26.3930.5019.2519.05差动比率制动系数0.50.50.50.5二次谐波制动系数0.150.150.150.15复压闭锁过流保护定值复压低电压定值（V）60706070复压负序电压定值（V）7777高压侧过流I段定值（A）退出退出退出退出高压侧过流II段定值（A）5.563.5753.473.575高压侧过流I段时限（s）退出退出退出退出高压侧过流II段时限（s）1.2s跳两

4、侧0.9s跳两侧1.2s跳两侧0.9s跳两侧低压侧过流I段定值（A）19.657.515.207.5低压侧过流II段定值（A）9.26退出5.79退出低压侧过流I段时限（s）0.3s跳分段0.6s跳两侧0.6s跳两侧0.3s跳分段0.6s跳两侧0.6s跳两侧低压侧过流II段时限（s）0.6s跳分段0.9s跳两侧退出0.6s跳分段0.9s跳两侧退出过负荷保护定值高压测过负荷定值（A）4.863.0253.043.025高压侧过负荷延时（s）9s动作信号9s动作信号9s动作信号9s动作信号低压测过负荷定值（A）8.105.06低压侧过负荷延时（s）9s动作信号9s动作信号3、郭家山35kV变电所主

5、变保护整定值表（选取高压侧为基本侧）变压器编号1#、2#主变(16000kVA)整定值原整定值CT变比高压侧400/5低压侧2500/5差动保护定值差动启动电流（A）1.320.4Ie起始制动电流（A）3.30Ie差动速断电流（A）19.797Ie差动比率制动系数0.50.55二次谐波制动系数0.150.15复压闭锁过流保护定值复压低电压定值（V）6070复压负序电压定值（V）77高压侧过流I段定值（A）退出退出高压侧过流II段定值（A）4.174.4高压侧过流I段时限（s）退出退出高压侧过流II段时限（s）1.2s跳两侧0.9s跳两侧低压侧过流I段定值（A）7.713.91低压侧过流II段定

6、值（A）3.703.91低压侧过流I段时限（s）0.3s跳分段0.6s跳两侧0.6s跳分段低压侧过流II段时限（s）0.6s跳分段0.9s跳两侧0.9s跳本侧过负荷保护定值高压测过负荷定值（A）3.65高压侧过负荷延时（s）9s动作于信号低压测过负荷定值（A）3.243.42低压侧过负荷延时（s）9s动作于信号9s动作于信号（一）差动保护1）计算变压器各侧数据柳西110kV变电站1#、2#主变 额定容量 40000kVA：数值名称高压侧低压测额定电压（kV）11037额定电流（A）209.95624.16电流互感器接线方式YY电流互感器变比300/51000/5二次额定电流（A）3.49913

7、.1208双柳35kV变电所1#主变 额定容量 16000kVA：数值名称高压侧低压侧额定电压（kV）356.3额定电流（A）263.931466.29电流互感器接线方式YY电流互感器变比300/51000/5二次额定电流（A）4.39897.3314双柳35kV变电所2#主变 额定容量 10000kVA：数值名称高压侧低压侧额定电压（kV）356.3额定电流（A）164.96916.43电流互感器接线方式YY电流互感器变比300/51000/5二次额定电流（A）2.74934.5821郭家山35kV变电所1#、2#主变 额定容量 16000kVA ：数值名称高压侧低压侧额定电压（kV）356

8、.3额定电流（A）263.931466.29电流互感器接线方式YY电流互感器变比400/52500/5二次额定电流（A）3.29912.93262）计算差动启动电流 （差动最小动作电流）为差动保护最小动作电流值，应按躲过正常变压器额定负载时的最大不平衡电流整定，即：式中：为变压器（基本侧即高压侧）二次额定电流；为可靠系数（一般取1.31.5）；为电流互感器的比误差，取0.10；为变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值（百分值）；为由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，可取为0.05。在工程实用整定计算中可选取，并应实测最大负载时差回路中的不平衡电流。( 有的参考书上是 0.20

9、.5 )本计算中取，柳西110kV变电站1#、2#主变：双柳35kV变电所1#主变：双柳35kV变电所2#主变：郭家山35kV变电所1#、2#主变：3）计算起始制动电流对折线型的比率制动差动保护，拐点电流即开始起制动作用时的电流，一般按照额定电流的0.81倍考虑。另外，为躲过区外故障被切除后的暂态过程对变压器差动保护的影响，可使保护的制动作用提早产生，也可取为0.60.8倍的额定电流。本计算中，即柳西110kV变电站1#、2#主变：双柳35kV变电所1#主变：双柳35kV变电所2#主变：郭家山35kV变电所1#、2#主变：4）比率制动系数（制动曲线斜率）比率制动系数的整定应根据各个厂家说明进行

10、整定，有些取固定斜率，不需要整定；有些其他特性采用变斜率，也不用整定。对于比率制动的系数的取值的原则是，应当能可靠躲过外部短路引起的最大不平衡电流。长期运行的实践表明：比率制动系数取0.40.5是合理的。有的参考书上（0.3-0.5）本计算取，柳西110kV变电站、双柳35kV变电所和郭家山35kV变电所1#、2#主变：5）计算差动速断电流按躲励磁涌流整定：变压器容量：10000kVA和16000kVA，取(4.57.0)Ie；40000kVA，取(3.06.0)Ie本计算取，柳西110kV变电站1#、2#主变：双柳35kV变电所1#主变：双柳35kV变电所2#主变：郭家山35kV变电所1#、

11、2#主变：6）二次谐波制动比在利用二次谐波制动来防止励磁涌流误动的差动保护中，二次谐波制动比表示差电流中的二次谐波分量与基波分量的比值。一般二次谐波制动比可整定为0.10.2。（有的参考书上 0.150.2 ）本计算取，柳西110kV变电站、双柳35kV变电所和郭家山35kV变电所1#、2#主变：0.15。7）整定结果柳西110kV变电站1#、2#主变：差动启动电流定值：1.7500A起始制动电流定值：3.4991A差动速断电流定值：20.9946A比率制动系数：0.5000二次谐波制动系数：0.1500CT断线报警门槛定值：0.2Ie双柳35kV变电所1#主变：差动启动电流定值：1.7596

12、A起始制动电流定值：4.3989A差动速断电流定值：26.3934A比率制动系数：0.5000二次谐波制动系数：0.1500CT断线报警门槛定值：0.2Ie双柳35kV变电所2#主变：差动启动电流定值：1.0997A起始制动电流定值：2.7493A差动速断电流定值：19.2451A比率制动系数：0.5000二次谐波制动系数：0.1500CT断线报警门槛定值：0.2Ie郭家山35kV变电所1#、2#主变：差动启动电流定值：1.3196A起始制动电流定值：3.2991A差动速断电流定值：19.7946A比率制动系数：0.5000二次谐波制动系数：0.1500CT断线报警门槛定值：0.2Ie（二）复

13、压闭锁过流保护1）复压元件：低电压元件应当能躲过电动机启动电压及最低运行电压，可按如下公式计算：躲过电动机负荷自启动时的低电压：电压取自变压器低压侧电压互感器时，电压取自变压器高压侧电压互感器时，负序电压应按躲过正常运行时的不平衡电压整定：式中：为正序低电压定值；为负序电压定值；为正常运行时可能出现的低电压，一般取；为额定电压；为可靠系数，取1.11.2；为返回系数，电磁型取1.151.2，微机型取1.05。本次整定，取柳西110kV变电站、双柳35kV变电所和郭家山35kV变电所1#、2#主变：，。2）过流元件a) 低压侧过流I段整定低压侧过流I段的作用是作为低压侧母线附近故障的后备保护。I

14、段的电流定值整定按照与母线上所有线路速断保护或限时速断保护配合进行整定，同时应确保其能躲过最大负荷电流。需指出的是，此原则需和相邻线路速断保护配合，应确保所有相邻线路的速断保护均投入运行，如仅投入过电流保护应压缩其动作时间使满足时限配合关系，必要时牺牲局部，保证主系统稳定。灵敏度校验要求：考虑在系统最小运行方式下中低压侧母线上发生两相金属性短路时流过保护装置的最小短路电流，以进行保护灵敏系数的校验，并应满足灵敏度要求，一般考虑1.5。本次整定，按低压侧母线两相相间短路时有灵敏度整定：柳西110kV变电站1#、2#主变：双柳35kV变电所1#主变：双柳35kV变电所2#主变：郭家山35kV变电所

15、1#、2#主变：b) 最末一段过电流元件整定各侧的过电流元件均应按照可靠躲过实际运行中变压器可能流过的最大负荷电流整定，最大负荷电流应考虑如并列运行的多台变压器转负荷、电动机自启动、备自投等情况。过电流元件的整定可采用如下公式：式中：为可靠系数，取1.21.3；为返回系数，电磁型取0.85，微机型取0.95；为最大负荷电流，复合电压闭锁的过电流保护，只考虑本变压器的额定电流，无复合电压闭锁的过电流保护，最大负荷电流应适当考虑电动机的自启动系数。灵敏度要求：对电源侧，一般要求对无电源侧母线的灵敏度为1.5。中、低压侧的过电流元件作为母线及相邻线路的远后备，应在系统最小运行方式下校验对母线和相邻线

16、路的后备灵敏度情况，并满足灵敏度要求。本次整定，柳西110kV变电站1#、2#主变：高压侧：低压侧：双柳35kV变电所1#主变：高压侧：低压侧：双柳35kV变电所2#主变：高压侧：低压侧：郭家山35kV变电所1#、2#主变：高压侧：低压侧：3）动作时限a) I段动作时间I段时间定值应与出线保护速动段配合，动作时间按照上下级配合关系进行，一般最长时间以不超过0.6s为宜（按照配合时限级差0.3s，考虑两个时限级差）。动作逻辑：I段动作后，跳本侧断路器；在变压器并列运行时。也可先跳本侧母联断路器，再跳本侧断路器。本次整定，柳西110kV变电站、双柳35kV变电所和郭家山35kV变电所1#、2#主变

17、：0.3s跳分段，0.6s跳本侧。b) II段动作时间动作时间：时间定值应与出线保护最长动作时间配合，对主电源侧还应与中低压过电流保护配合。动作逻辑：最末一段动作，跳各侧断路器。本次整定，柳西110kV变电站1#、2#主变：低压侧：1.8s跳分段，2.1s跳本侧，2.4s跳两侧。高压侧：2.7s跳两侧。双柳35kV变电所和郭家山35kV变电所1#、2#主变：低压侧：0.6s跳分段，0.9s跳两侧。高压侧：1.2s跳两侧。（三）过负荷保护变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而受到损伤。因此，变压器应装设过负荷保护。计算公式如下：高压侧过负荷：低压侧过负荷：式中，可靠系数，取1.01.1；返回系数

18、，取0.850.95，保护为微机保护时，取0.95；变压器高压侧、低压侧额定电流（二次值）。动作时限：取810s。本次整定，柳西110kV变电站1#、2#主变：高压侧：低压侧：双柳35kV变电所1#主变：高压侧：低压侧：双柳35kV变电所2#主变：高压侧：低压侧：郭家山35kV变电所1#、2#主变：高压侧：低压侧：动作时限实取9s，动作于信号。附录2：线路保护整定原则无时限电流速断保护（I段）（1）按躲过线路末端的故障整定： 式中 可靠系数1.21.3 最大方式下线路末端三相短路电流 灵敏度校验：( 按照有关书上定义灵敏系数应该是2 )式中 最小运行方式下线路始端两相短路电流另外一种校验方式为

19、按最小保护范围来进行，要求保护范围不小于线路全长的1020%。式中系统相电势线路单位长度的正序电抗电源最小运行方式下到保护安装处的系统电抗 （2）当线路末端为变压器时，可以采用与变压器保护配合的方式整定以扩大保护的范围。式中 可靠系数1.31.4 变压器低压侧母线短路时，流过本线路的最大短路电流（3）按躲过T接线末端最大三相短路电流整定：式中 可靠系数1.3T接线末端最大三相短路电流（4）按躲过本线路T接线末变压器其他侧母线三相最大短路电流整定：式中 可靠系数1.31.4T接线末变压器其他侧故障时，流经保护的最大三相短路电流（5）当保护的灵敏度达不到要求时，根据相关的规程规定要保证最小灵敏度：

20、最小方式下线路始端两相短路电流限时电流速断保护（II段）为了保证有选择性，带时限电流速断保护的整定值通常是与相邻元件的无时限速断配合。它的整定计算和相邻元件的保护类型有关。（1）相邻线路装设无时限电流限速断时：式中可靠系数1.11.2相邻元件的无时电流速断保护动作值灵敏系数校验：式中被保护线路末端在最小运行方式下，发生两相短路时，流过保护装置的最小短路电流；元件带时限电流速断保护的动作电流；带时限电流速断保护的最小灵敏系数，一般当线路长度小于20km时，1.5；在2050km时，1.4；当线路长度大于50km时，1.3。（2）按保证本线路末端故障有足够灵敏度整定：式中灵敏度系数，一般取1.5本

21、线路末端故障流过保护的最小两相短路电流带时限电流速断保护的动作时限选择应比相邻线路无时限电流速断保护的时限大一个，一般取0.3s。过流保护（III段）按躲过线路可能流过的最大负荷电流整定：式中 最大负荷电流返回系数，取0.95可靠系数取 1.2 灵敏度校验：（1）作近后备时： 式中系统最小运行方式下，在被保护线路末端两相短路时，流过本线路的最小短路电流。 （2）作远后备时： 式中 相邻线路末端两相短路时，流过本线路的最小短路电流。保护时间的整定应根据具体的保护设备进行定时限或反时限进行计算，上下级之间应有一定的时间级差。附录3：多级串供6/10kV线路保护整定配合原则1) 变压器6/10kV所

22、有出线开关，宜设置无时限电流速断保护。2) 终端线路出线开关保护整定Ø 线路负荷为变压器组时保护整定原则：I段保护定值按躲线路变压器组末端最大三相短路电流整定，灵敏度按首端最小两相短路电流校验，要求不低于1.5，若灵敏度不满足要求，应按满足要求的灵敏度进行定值整定；II段保护定值按变压器低压侧最小两相短路故障情况下有不小于1.3的灵敏度整定，时限设一级时间级差，同时应校核与低压总馈开关短路保护的配合；III段保护定值应按照可靠躲过实际运行中变压器可能流过的最大负荷电流整定，并按变压器低压侧最小短路故障情况下有不小于1.5灵敏度校验，时限设两级时间级差。Ø 线路负荷为高压电动

23、机时保护整定原则：应优先选用专用的电动机综合保护装置，配置整定方法按照电动机保护。若采用线路保护装置的方式对电动机配置保护，电动机保护可配置I段电流速断保护和III段过电流保护两段保护：I段保护定值按可靠躲过电动机启动电流进行整定，一般为（412）倍的额定电流，同时应当校验保护安装处故障的灵敏度，若I段保护不能可靠躲过电动机的启动电流，应在电动机启动时将I段保护退出；III段保护定值按可靠躲过正常运行时电动机的负荷电流整定，一般可取（1.31.5）倍的额定电流，III段保护的动作时间的定值应当可靠躲过电动机的启动时间，同时不应超出电动机过负荷运行的允许时间。3) 非终端线路出线开关保护整定I段

24、保护定值按躲过本线路末端最大三相短路电流整定，灵敏度按首端最小两相短路电流校验，要求不低于1.5，若灵敏度不满足要求，应按满足要求的灵敏度进行定值整定；II段保护定值按与下级线路的I段保护配合整定，并在本线路末端最小两相短路故障情况下进行灵敏度校验，要求灵敏度不低于1.5，灵敏度满足要求时，时限设一级时间级差，灵敏度不满足要求时，则II段保护应当与下级线路II段保护配合，同时II段保护时限也要需要下级II段保护取得配合；II段保护的灵敏度仍不满足要求时，则应按满足要求的灵敏度进行定值整定；III段保护定值应按照可靠躲过本线路实际运行中可能出现的最大负荷电流整定，并按本线路末端最小短路故障情况下

25、有不小于1.5灵敏度校验，保护时限应与下级线路的II段或III段保护进行配合，并需要校验对相邻线路的灵敏度。4) 煤矿电网6/10kV线路进线开关：Ø 若本线路上级出线开关速断保护按“躲过本线路末端故障最大三相短路电流整定”，且满足灵敏度要求（即保证小方式下有一定的保护范围）时：I段保护不设置；II段保护可按与下级线路出线开关I段保护配合整定或按与本线路上级出线开关II段反配合整定，并在本线路末端最小两相短路故障情况下进行灵敏度校验，要求灵敏度不低于1.5，时限设一级时间级差；III段保护定值应按照可靠躲过本线路实际运行中可能出现的最大负荷电流整定，并按本线路末端最小短路故障情况下有

26、不小于1.5灵敏度校验，保护时限应与下级线路的II段或III段保护进行配合，并需要校验对相邻线路的灵敏度。Ø 若本线路上级出线开关速断保护按“躲过本线路末端故障最大三相短路电流整定”，不满足灵敏度要求（即无法保证小方式下有保护范围）时，为保证灵敏性，本线路上级出线开关按“小方式下母线出口处两相短路有灵敏度整定”（保护范围延伸出线路末端母线），整定为无时限速断，本级进线开关整定：I段保护整定，整定值可以按与本线路上级出线开关保护相同配置或提高灵敏度配置。II段保护可按与下级线路出线开关I段保护配合整定或按与本线路上级出线开关II段反配合整定，并在本线路末端最小两相短路故障情况下进行灵敏

27、度校验，要求灵敏度不低于1.5，时限设一级时间级差；III段保护定值应按照可靠躲过本线路实际运行中可能出现的最大负荷电流整定，并按本线路末端最小短路故障情况下有不小于1.5灵敏度校验，保护时限应与下级线路的II段或III段保护进行配合，并需要校验对相邻线路的灵敏度。继电保护整定算例报告以双柳煤矿一条多级串供的高压线路为算例，说明双柳煤矿高压线路继电保护的整定过程。图1 双柳煤矿整定算例1. 二采水泵房1) 开关2、3和4优先选用专用的电动机综合保护装置，若采用线路保护装置的方式对电动机配置保护，电动机保护可配置I段电流速断保护和III段过电流保护两段保护：I段：取电机9倍额定电流整定 ( Kr

28、el 取1.5 Kst 取 6 )灵敏度校验：，满足要求。III段：取电机1.44倍额定电流整定 ( Krel 取1.3 Kr 取 0.9 )时限按躲过电机启动时间整定，具体根据电机启动时间进行整定。2) 进线开关1I段：进线开关1配合上级出线开关ECG-09整定，上级出线开关ECG-09存在短路越级跳闸问题，为此进线开关1设置I段 （ 有点不正确）II段：依据规程，现整定值取值与上级出线开关限时电流速断保护现整定值相同，取409A，时限同样与之配合，取0.15s。2. 二采变电所1) 开关ECG-09I段：现整定值若按躲末端三相最大短路电流整定灵敏度校验：，不满足要求。为此现整定值按保证线路

29、首端小方式下两相短路有足够灵敏度整定 （应该取2左右）但由整定值表可以看出线路末端大方式下三相短路电流为2941A>949A，存在越级跳闸问题。II段：现整定值按与下级电流速断保护配合整定灵敏度校验：，满足要求。时限取一级级差0.3s。2) 开关ECG-10I段：开关处于线路末端，现整定值按线路首端小方式下两相短路有足够灵敏度整定，灵敏度取3.5 （3.5取的值有点大）II段：现整定值按变压器（二次侧）其它侧母线末端故障有足够灵敏度整定，灵敏度取1.3 （为什么不是1.2 或1.5）时限取一级级差0.3s。3) 进线开关ECG-02I段：进线开关ECG-02配合上级出线开关SCG-02整

30、定，上级出线开关SCG-02存在短路越级跳闸问题，为此进线开关ECG-02设置I段II段：依据规程，现整定值取值与上级出线开关限时电流速断保护现整定值相同，取1044A，时限同样与之配合，取0.15s。3. 三采变电所1) 开关SCG-02I段：现整定值若按躲末端三相最大短路电流整定灵敏度校验：，不满足要求。为此现整定值按保证线路首端小方式下两相短路有足够灵敏度整定但由整定值表可以看出线路末端大方式下三相短路电流为3679A>2189A，存在越级跳闸问题。II段：现整定值按与下级电流速断保护配合整定灵敏度校验：，满足要求。时限取一级级差0.3s。2) 开关SCG-03I段：开关处于线路末

31、端，现整定值按线路首端小方式下两相短路有足够灵敏度整定，灵敏度取2.5II段：现整定值按变压器其它侧母线末端故障有足够灵敏度整定，灵敏度取1.3时限取一级级差0.3s。3) 开关SCG-12I段：开关处于线路末端，现整定值按线路首端小方式下两相短路有足够灵敏度整定，灵敏度取4.0II段：现整定值按变压器其它侧母线末端故障有足够灵敏度整定，灵敏度取1.3时限取一级级差0.3s。4) 进线开关SCG-01I段：进线开关SCG-01配合上级出线开关645整定，上级出线开关645存在短路越级跳闸问题，为此进线开关SCG-01设置I段II段：依据规程，现整定值取值与上级出线开关限时电流速断保护现整定值相

32、同，取2408A，时限同样与之配合，取0.15s。4. 郭家山35kV变电所1) 开关645I段：现整定值若按躲末端三相最大短路电流整定灵敏度校验：，不满足要求。为此现整定值按保证线路首端小方式下两相短路有足够灵敏度整定但由整定值表可以看出线路末端大方式下三相短路电流为5414A>3857A，存在越级跳闸问题。II段：现整定值按与下级电流速断保护配合整定灵敏度校验：，满足要求。时限取一级级差0.3s。3.1 继电保护整定分析1. 整定值对比分析报告以双柳煤矿一条多级串供的高压线路为例进行整定值对比分析。图2 整定值对比示意图现整定值按照多级串供线路保护整定原则和配合原则（附录2和附录3）

33、根据短路电流进行整定，具体整定过程见上述3.3继电保护整定算例，原整定值以能保证设备正常启动和运行整定，因此原整定值较现整定值小。原整定值较小则线路短路越级跳闸越级问题更为严重，以开关645为例，I段现整定值为3857A<5414A，短路越级到下级线路，但是3857A>3679A，短路不会越级到下下级线路；I段原整定值1500A<2941A，短路越级到二采水泵房，越了3级。原整定值还存在同一条母线上进线开关和出线开关I段整定值相差不大或无差别的不合理整定情况。以三采变电所母线进线开关SCG-01和出线开关SCG-02为例，SCG-01开关I段整定值1386A，SCG-02开关I段整定值1260A，两整定值基本无差别，故障时两开关都动作，SCG-02开关动作则二采变电所一段母线失电，而SCG-01开关动作则三采变电所一段母线失电，同