厂用电系统保护整定计算培训解读课件

1、继电保护定值研讨会（厂用电部分）一、整定计算内容6（10）KV工作进线及备用进线保护高压电动机保护低压厂变保护主厂房、辅助厂房PC及MCC段保护快切、备自投变频设备定值UPS的相关定值整定直流系统定值整定柴油发电机定值整定二、整定计算依据保护装置厂家说明书主设备参数电气设计图纸系统综合阻抗3110KV电网继电保护装置运行规程 DL/T 584-95三相交流系统短路电流计算GB/T 15544-1995继电保护和安全自动装置技术规程GB 14285-93火力发电厂厂用电设计技术规定 DL/T 5153-2002防止电力生产重大事故的二十五项重点要求继电保护 实施细则最大方式与最小方式的确定：最大

2、方式为所有发电机均开启，厂用由厂 高带，最小方式为，厂用系统由备高变带。但不可全部按照此来，应比较备高变与厂高变的阻抗 值，确定最小运行方式，一般情况下，由备高变带厂用为最小运行方式。三、整定计算参考资料电力工程设计手册（西北电力设计院主编）电力系统继电保护典型故障分析（国家电力调度通信心）发电机变压器继电保护整定算例（王维俭）发电机变压器继电保护应用（国家电力调度通信中心）四、整定计算方案（一） 6KV工作进线及备用进线保护（二）厂用电零序电流保护（三）低压厂变保护（四）高压电动机保护此方案按30万以上机组适用厂用电保护没有完整的计算规程与导则，现有的规程主要针对电网而定，厂用电的要求更严格

3、。电网整定对暂态特性要求不多，对稳定性的要求高，暂态时应考虑时间常数。（一） 6KV工作进线及备用进线保护影响保护定值的因素1.大型电动机（给水泵，增压风机）的启动。2.大型电动机（没有差动保护）速断保护配合。3.低压厂变速断保护的配合。4.与在本段切换过程配合。（1）切换方式：串联切换、并联切换、残压切换(慢切)。（2）备用方式：明备用、暗备用、运行一段再投入一段。（3）电动机反馈电流的影响。5.厂用电短路保护最大动作时间不准许超过3秒。一般不大于2秒，同时不应小于1秒。第一级动作时间为0。5秒，形成级差，每一级级差为0。3秒，对于厂用电如时间级配合不够时（即总的动作时间过长时），应考虑适当

4、增加差动保护等。6.灵敏系数一般要求大于1.5、零负序保护大于2 。7.动作时间不应小于1秒。实验验证短路电流由零增加至峰值时不到半个周波。如电流回路电缆过长时，应考核CT的10%误差。厂用母线的进线开关一般的遮断容量为40KA，在发生短路时，高压电动机的反馈电流一般占遮断容量的40%即16KA，因 此在发生短路时，厂高变提供的短路电流为2425KA，此时可根据24KA这一数值计算出上级变压器的容量，以及此处的保护定值，即24*（一） 6KV工作进线及备用进线保护整定方案工作进线和备用进线保护保护配置：6KV出线一般只整定限时限过流一段。A.按躲切换过程中电动机启动电流计算（以慢速切换考虑）I

5、op=Krel.Kss.InKco：配合系数取1.1Krel: 可靠系数取1.2Kst.: 电动机群起倍数1.9-3.5(需要计算）（电动机的群起倍数采用下表中的结果（与我的计算结果进行比较，当备用电源正常运行时属于投入运行状态下，即正常运行备用电源带部分负荷运行，此时群起倍数采用第3个计算公式。）In：变压器额定电流（按半穿越电流计算）（对于分裂绕组变压器采用半穿越电流进行计算，此时另一绕组对变压器的影响较小，一般为23%，如需考虑时，则在定值中加入负荷电流部分。）1.当备用电源为明备用时2.当备用电源为暗备用时3.备用电源为明备用带一段负荷时，再投入另一段负荷（一） 6KV工作进线及备用进

6、线保护群起倍数计算（一）6KV工作进线及备用进线保护整定方案B.按躲过最大电动机（给水泵）的启动电流计算：Iop=Kco.Krel(Ilin.n-Im.n+Im.s)Iop: 保护动作电流Kco：配合系数取1.1Krel: 可靠系数取1.2Ilin.n: 分支额定电流（按半穿越额定电流）Im.n：电动机额定电流Im.s：电动机的启动电流。5000KW电动机的启动电流为5.6倍，8000KW电动机的启动倍数不大于5.4倍，10000KW电动机启动倍数不大于5倍。电动机越大，其启动倍数越小。电机的启动倍数应采用录波形式记录，应多次记录取平均值进行计算。 电动机的启动时间 给水泵为60S，风机、磨等

7、为60S，其它水泵为30S，具体启动电流倍数及启动时间可查阅电机的相关规程与订货技术条件等。电动机一般设计在8090%额定功率下运行。（一） 6KV工作进线及备用进线保护整定方案C.按躲过无差动保护的最大电动机速断保护计算。Iop=Kco(Ilin.n-Im.n+Iop.0)Iop: 保护动作电流Kco：配合系数取1.1Ilin.n: 分支额定电流（按半穿越额定电流）Im.n：电动机额定电流Iop.0：电动机的速断保护电流所有电动机中速断保护的灵敏度均不能满足要求。（一）6KV工作进线及备用进线保护整定方案D.按躲过最大变压器速断保护计算。Iop=Kco(Ilin.n-Im.n+Iop.0)I

8、op: 保护动作电流Kco：配合系数取1.2Ilin.n: 分支额定电流（按半穿越额定电流）Itn：变压器额定电流Iop.0：变压器的速断保护电流（一） 6KV工作进线及备用进线保护E.工作进线及备用进线延时说明1、工作进线及备用进线动作时间不小于1S。特殊情况下采用0.8秒 原因：高压电电动机启动过程暂态影响。 厂用电系统切换暂态影响。 系统故障引起的波动影响。 PC母线故障暂态影响。 正常运行情况下，变压器正常运行负荷占变压器容量的50%。正常运行时，如需启动一台电机，此时母线电压会降80%Un，但启动时由80%升至100%所需的时间 不确定。60万机组的设计采用边缘设计，即设备的容量裕度

9、不大。2、出线保护时间最小整定0.5S。3、厂用电时间阶梯为0.3S。4、相或零序过流全停发变组、启备变，最好大于工作及备用进线2个级差，但是最好不大于2S,如果大于2S则电缆出线用差动保护。 （一） 6KV工作进线及备用进线保护复压过流整定方案动作电流：一般取1.2-1.5倍的额定电流负序电压：取67V低电压：1.按躲过正常时可能出线的最低工作电压。 2.按躲过自启动时的最母线残压。 3.如果考虑远后备必须考虑电缆的影响。 4.考虑切换过程中可能出现的低压。复压过流保护的延时不应放在电流元件的后，应放各判别元件的后边。变压器复压过流取自变压器高压侧互感器。复压过流的电压取自变压器低压侧的电压

10、互感器，应是与低压最近的一个PT，中间不应有开关。如低压侧有分支，则两个分支的PT均应接入保护。变压器复压过流保护一般不应进行灵敏度校验。变压器下一级出线或设备具有低电压保护时，则对于0。5秒就跳闸的电负荷，不需与变压器复压过流配合，对于9S跳闸的负荷，需与变压器复压过流保护配合。下一级为50V，9S动作，变压器复压过流为70V。6KV电源时线不装设复压过流保护。变压器的复压过流的时间定值为满足配合与灵敏度要求时，复压过过流的时间定值应比下一级保护的时间多两个时间级差。复压过流延时一般不低于1.7秒。PT断线功能对两侧全部为三角接线的变压器，其断线判别为虚假的。（二）厂用电零序电流保护电压等级

11、:6(10)KV和0.4KV(380V/220V).高压厂变中性点采用经电阻接地，一般最大接地电流为400A、200A、150A、90A等。 注意：接地电阻在额定电流时的时间最大为10S. （二）厂用电零序电流保护 A.高压厂变零序保护整定计算高压厂变分支零序电流保护一般可取30-40Iop=0.3-0.4In.r In.r:最大接地电流动作时间一般分两段但是动作电流值相同：一段跳分支启动闭锁快切t=t+0.3S二段全停发电机组t=t+0.6S母线PT开口电压整1015V 2.5S信号（二）厂用电零序电流保护 B.高压电动机零序过流保护整定计算 跳闸段：一般可取1012A. 动作时间取0.5秒

12、跳闸。 在电动机额定电流大于最大接地电流时取最大接地电流10-20，小于最大接地电流时一般可取电动机额定电流的10-20，如果计算结果小10A时可取10A. 动作时间取0.5秒跳闸。 信号段：躲过电容电流、启动过程中的不平衡电流，一般取3A动作时间取3秒信号。（二）厂用电零序电流保护 C.低压厂变零序保护整定计算 跳闸段：在变压器额定电流大于最大接地电流时一般可取最大接地电流的10-20；或在变压器额定电流小于最大接地电流时一般可取变压器额定电流的10-20，如果计算结果小10A时可取10A. 动作时间取0.5秒跳闸。 信号段：躲过电容电流，启动过程中的不平衡电流，一般取3A动作时间取3秒信号

13、。（二）厂用电零序电流保护 S（mm）Ue（kV）610100.330.46160.370.52250.460.62350.520.69500.590.77700.710.9950.82（0.98）1.01200.89（1.15）1.11501.1（1.33）1.31851.2（1.5）1.42401.3（1.7）附件：610kV电缆的电容电流（A/km） 注：括号内为实测值（二）厂用电零序电流保护 低压厂变零序保护整定计算 低压厂变低压侧中性点接地一般采用直接接地和高阻接地, (高阻接地电阻45欧姆、电流5A)两种.低压厂变低压侧中性点高阻接地保护配置：只有信号段动作,电流一般为2A/5s低

14、压厂变低压侧中性点接地直接接地保护配置：低压厂变低压侧零序电流保护一般分一段跳闸。 1.躲过变压器额定电流的2550 Iop=0.5In In：变压器低压侧额定电流。 2.与分支零序保护配合 配合系数取1.1。 （二）厂用电零序电流保护 低压厂变零序保护整定计算 3.与相间保护作为零序保护的最大电动机进线配合。 Iop=Kco.Krel.Ks.In Kco: 配合系数取1.1。 Krel:可靠系数取1.5。 Ks:电动机启动倍数取7。 In:电动机额定电流。 动作时间t=t+0.3S（二）厂用电零序电流保护 低压厂变零序保护整定计算注意：变压器的接线组别，(当Uk=4-10%时)如果是Dyn接

15、线单相金属性接地的短路电流为：如果是Yyn接线单相金属性接地的短路电流为(不计系统阻抗):（三）低压厂变保护 低压厂变保护配置：1.差动保护（大于2000KVA灵敏不满足要求的）2.速断过流3.延时过流4.过负荷信号5.负序过流保护（建议：F-C负荷开关使用）6.高压侧零序信号及跳闸7.低压侧零序信号或跳闸8.温度启动/停止风扇、信号/跳闸9.如果有分支要有分支过流保护（三）低压厂变保护 低压厂变保护整定计算：1.差动保护（参照整定计算导则）(1)躲过最大不平衡电流整定Iop=0.4pu 灵敏系数大于2(2)折点及制动系数Ires.1=0.8-1pu S1=30% Ires.2=2-3pu S

16、2=60%-80%(3)谐波制动偶次谐波取1520 奇次谐波不投或取2030 (4)无制动差动保护Iop=812pu 或实测（一般灵敏系数够可取10倍）（三）低压厂变保护 低压厂变保护整定计算：2.速断过流保护(1)躲过低压母线短路最大电流整定Iop=Kk.IdKk:可靠系数取1.2-1.3，可靠系统一般取1。3Id:低压母线最大三相短路电流灵敏系数大于2注意：如果开关使用F-C负荷开关速断保护应有0.3-0.5秒延时，主要考虑要躲过10倍熔断器额定电流的熔断时间为0.4S,负荷开关额定电流一般为400A,遮断短路电流3800A,熔断器额定电流一般不大于200A，10pu时的熔断时间0.4S（

17、三）低压厂变保护 低压厂变保护整定计算： 3.延时过流保护（与母线过流保护方法一致）(1)躲过电动机的群起动电流整定Iop=Kk.Kst.InKk:可靠系数取1.2Kst:电动机群起倍数In:变压器额定电流(2)躲过最大电动机的启动电流Iop=Kk.（In-In.m+Ks.In.m)= Kk.6.In.m=8.In.mIn.m：电动机的启动电流（3）动作时间为 T=t+0.5S（4）灵敏系数大于1.5（三）低压厂变保护 1.当备用电源为明备用时2.当备用电源为暗备用时3.备用电源为明备用带一段负荷时，再投入另一段负荷群起倍数计算（三）低压厂变保护 低压厂变保护整定计算：4.过负荷信号按照躲过变

18、压器额定电流计算动作电流Iop=Kk.In=1.2In 动作时间top=9s5.高压侧零序信号及跳闸跳闸段：在变压器额定电流大于最大接地电流时一般可取最大接地电流的20-30；或在变压器额定电流小于最大接地电流时一般可取变压器额定电流的20-30，如果计算结果小10A时可取10A. 动作时间取0.5秒跳闸 信号段：躲过电容电流，启动过程中的不平衡电流，一般取3A动作时间取3秒信号（三）低压厂变保护 低压厂变保护整定计算：6.低压侧零序信号或跳闸低压厂变低压侧中性点高阻接地保护配置：只有信号段,电流一般为2A/3s低压厂变低压侧中性点接地直接接地保护配置：低压厂变低压侧零序电流保护一般分一段跳闸

19、。 1.躲过变压器额定电流的2550 Iop=0.5In In：变压器低压侧额定电流。 2.与分支零序保护配合 配合系数取1.1。（三）低压厂变保护 低压厂变保护整定计算：3.与相间保护作为零序保护的最大电动机进线配合。 Iop=Kco.Krel.Ks.In Kco: 配合系数取1.1。 Krel:可靠系数取1.5。 Ks:电动机启动倍数取7。 In:电动机额定电流。 动作时间t=t+0.3S（三）低压厂变保护 低压厂变保护整定计算：8.温度启动/停止风扇、信号/跳闸9.如果有分支要有分支过流保护同6KV工作进线及备用进线保护变压器本体温度风机停止停止风扇70变压器本体温度风机启动启动风扇90

20、变压器本体超温信号信号125变压器本体超温跳闸信号150变压器铁心超温信号信号130（四）高压电动机保护 高压电动机保护发展状况：1.微机化：功能全、体积小、寿命短、故障率高（相对电磁或其它静态继电器）时常出线“死机”现象。2.智能化：可以判断启动，自启动功能这点对整定计算极为重要。3.保护工作模式多样化。4.保护厂家对电动机工作状况研究不透，不能对电机保护到位。5.保护不能测到启动电流启动时间值，不能“自适应”相关定值，整定无法精确。（四）高压电动机保护1.差动保护（大于2000KKW）2.速断过流保护3.延时过流保护4.过负荷信号5.负序过流信号6.负序过流跳闸7.过热保护8.欠载跳闸9.

21、欠载信号10.启动时间过长保护11.赌转保护12.零序过流信号13.零序过流跳闸14.过压保护15.低压保护16.低压禁止自启动保护17. 启动次数限制保护18电动机温度保护高压电动机保护配置（四）高压电动机保护1.额定功率2.额定电压3.额定电流4.计算额定电流5.效率6.功率因数7.绝缘等级8.电动机启动电流9.电动机启动时间10.发热时间常数11.正序电流发热系数12.负序电流发热系数1.电流互感器变比及接线方式2.电压互感器变比及进线方式3.电缆型号及长度4.电动机在电厂中的类别高压电动机保护整定计算用参数电动机参数辅助设备参数继电器参数1.额定工作电压2.额定输入电流电压（1or5A

22、、100or57V)3.通讯地址、波特率、通讯协议、远方控制4.口令（密码）4.屏幕保护时间（四）高压电动机保护1.差动保护整定计算所用参数额定电流计算：P：KW基本侧选定：电动机一般选定高压侧中性点平衡系数：电动机头尾CT变比相同二次额定电流计算两侧电缆阻抗尽量匹配，可用多根电缆并联减少阻抗。2.差动速断保护Iop=(58)pu 灵敏系数大于1.2。建议取6倍（四）高压电动机保护2.比例制动差动保护最小动作值：Iop=Krel.Kap.Kcc.Ker(pu)Krel:可靠系数取1.3-1.5Kap: 外部短路引起最大误差1.5-2Kcc:电流互感器同型系数，相同取0.5,不同取1。Ker：电

23、流互感器误差取0.1。一般：Iop=(0.30.5)pu 灵敏系数大于1.2。制动系数 一般：S1=0.30.4 S2=0.60.8制动折点： Ires.1=(0.80.1)pu Ires.21=(4 8)pu整定计算（四）高压电动机保护2.速断过流保护躲过电动机启动电流计算Iop=Krel.Kst(pu)Krel: 可靠系数取1.3-1.5Kst：电动机启动电流倍数取67。F-C负荷开关加延时0.3-0.4S ,躲过熔断器熔断时间，动作值可按0.8倍速断过流计算。3.延时过流保护(保护必须能躲过启动自启动）躲过电动机自启动电流计算Iop2=0.8Iop1延时：0.4S整定计算（四）高压电动机

24、保护4.过负荷信号躲过电动机正常运行电流计算Iop=Krel(pu)Krel: 可靠系数取1.2动作时间：取1.2Tst。 5.负序过流信号躲过电动机正常运行时不平衡电流计算，（考虑装置特性）Iop=Krel(pu) Krel: 可靠系数取0.1-0.15动作时间：9S。 6.负序过流跳闸考虑低负荷时电动机断相时有1.3的灵敏度Iop=Krel(pu) Krel: 可靠系数取0.5-0.8动作时间：与其它设备相间过流保护配合，增加0.5S.整定计算（四）高压电动机保护负序过流保护说明: 不同负荷断相情况下的负序电流：额定负载（pu)1009080706050转差率S4.453.212.5321

25、.661.33电动机电流Im/In2.361.861.591.311.110.91负序电流I2/In1.361.070.920.750.640.52整定计算（四）高压电动机保护整定计算7.过热保护一般由于机械原因电流增大使电机过热。有热告警，热跳闸，热禁止启动等功能。按照电动机发热方程计算，但是要看保护能否判断电动机启动自启动。反时限过流保护一般使用IEC极端反时限8.欠载（流）跳闸。主要反映低载运行，如对轮断销子等。躲过空载电流的1.2倍，躲过启动电流取30S。一般空载电流为30左右，有的电机空载电流高达50此保护无法使用。建议投信号。（四）高压电动机保护整定计算9.启动时间过长保护躲过启动

26、时间，根据电动机的启动时间确定。电动机启动时间加5秒的延时。10.赌转保护23pu额定电流,动作时间是启动时间的1.2-1.5倍12.零序过流信号 整3安培，3S跳闸。13.零序过流跳闸 见第二章。14.过压保护1.3pu 动作时间可整120S.与电动机机的绝缘等级，类型有关。15.低压保护与电动机的类别有关，一类0.5pu 9s 二类0.7pu 0.5S16.低压禁止自启动保护 0.70pu 9S 。17.电动机温度保护 与绝缘等级有关。（四）高压电动机保护整定计算10.启动时间过长保护躲过启动时间，根据电动机的启动时间确定。电动机启动时间加5秒的延时。11.赌转保护1.5-2pu额定电流,

27、动作时间是启动时间的1.2-1.5倍12.零序过流信号 整（4）安培，3S跳闸。13.零序过流跳闸 见第二章。14.过压保护1.3pu 动作时间可整9S。15.低压保护与电动机的类别有关，一类0.45-50pu 9s 二类0.65-70pu 0.5S16.低压禁止自启动保护0.65-70pu 0.5S （四）高压电动机保护如何获得电动参数1.额定功率 铭牌2.额定电压铭牌3.额定电流 铭牌。4.计算额定电流I=Pn/1.7326(0.750.82),与功率、转速。型号（Y系列、YR系列）有关5.效率 铭牌或手册。6.功率因数 铭牌或手册，一般0.79-0.97.绝缘等级 铭牌铭牌8.电动机启动

28、倍数 铭牌 9.电动机启动时间 实测，估算，给水泵，磨煤，一般风机20s,吸送风机25S，其它1015S.（四）高压电动机保护如何获得电动参数10.发热时间常数 形式试验报告或计算(通过启动电流及启动时间计算)。负序电流发热系数 6启动时间常数2030min。赌转时间常数1015min。冷却时间常数3040min。（五）低压设备保护A、电动机(包括电梯，空调，空压机，皮带机等电动设备)1.框架式断路器配智能型脱扣器,MT系列M6P系列。(1)、长延时过流保护启动电流保护整定1.2pu， 6pu、16s。(2)、瞬时过流保护整定7倍启动电流,可靠系数取1.5，时间0s。(3)、短延时过流保护整定

29、6pu，时间0.2s。(4)、接地过流保护0.5pu，时间0.2s。2.空气开关配智能型脱扣器，NS系列+STR系列。(1)、长延时过流保护启动电流保护整定1.2pu。(2)、瞬时过流保护整定7倍启动电流,可靠系数取1.5,考虑峰值影响。最 终取12pu，时间0s。(3)、短延时过流保护整定7pu，时间0.2s。(4)、接地过流保护0.5pu，时间0.2s。（五）低压设备保护A、电动机(包括电梯，空调，空压机，皮带机等电动设备)3.空气开关配热磁型(或电子型)热继电器+TM系列(1)、热磁型(电子型)热继电器整定1.2pu，时间特性3pu大于25s（脱扣类别10）。(2)、空气开关出厂固定10

30、-12pu，时间0s。4.附加零序过流保护。0.5pu，时间0 s。（五）低压设备保护C、变频及软启动电动机保护1.框架式断路器配智能型脱扣器, MT系列M6P系列。(1)、长延时过流保护启动电流保护整定1.2pu， 6pu、16s。(2)、瞬时过流保护整定5倍启动电流,可靠系数取1.5，时间0s。(3)、短延时过流保护整定4pu，时间0.2s。(4)、接地过流保护0.5pu，时间0.2s。2.空气开关配智能型脱扣器，NS系列+STR系列。(1)、长延时过流保护启动电流保护整定1.2pu。(2)、瞬时过流保护整定5倍启动电流,可靠系数取1.5,考虑峰值影响。最终取8pu，时间0s。(3)、短延

31、时过流保护整定4pu，时间0.2s。(4)、接地过流保护0.5pu，时间0.2s。（五）低压设备保护D、变频及软启动电动机保护3.空气开关配热磁型(或电子型)热继电器+TM系列(1)、热磁型(或电子型)热继电器整定1.2pu，时间特性3pu大于25s（脱扣类别10）。(2)、空气开关出厂固定10-12pu，时间0s。4.附加零序过流保护。 0.5pu，时间0 s。 （五）低压设备保护E、MCC（包括保安段等）出线保护1.框架式断路器配智能型脱扣器, MT系列M6P系列。(1)、长延时过流保护退出。(2)、瞬时过流保护退出。(3)、短延时过流保护整定6pu，时间0.2-0.8s。根据延时取值范围及低压系统时间配合确定。(4)、接地过流保护无法实现退出。2.空气开关配智能型脱扣器NS系列+STR系列。(1)、长延时启动电流保护整定1.2pu，时间特性3pu大于30s。(2)、瞬时过流保护整定10pu，时间0s。(3)、短延时过流保护整定6pu，时间0.2-0.8s。(4)、接地过流