低压厂用变压器保护整定计算

低压厂用变压器保护整定计算第一节变压器纵差动保护一．厂用变压器纵差动保护整定计算与高压厂用变压器纵差动保护整定计算相同，其整定计算详见第三章第二节。二.除灰除尘变压器纵差动保护整定计算1.最小动作电流整定值Id.°p.mm和制动特性斜率S]计算火电机组由于除灰除尘变压器工作条件较差，为晶闸管整流负载，当波形严重不对称时，由于两侧为5P20型TA,差动保护出现较大不平衡电流，正常运行时最大不平衡差电流有时较其它变压器大得多，跳闸段最小动作电流整定值适当取较大值为Id.op.min=（0.8~1）Ib=（0.8~1）It.n （7－1）d.op.min b t.n单斜率制动特性斜率S]=0.5〜0.6。其它比率制动特性的斜率比相应的计算式中的值取略为大一些的值。2.动作于信号的最小动作电流整定值Id.ops.mm火电机组由于除灰除尘变压器工作条件比较特殊，晶闸管整流负载，正常时波形比较对称，此时最大不平衡差电流并不很大，一旦出现晶闸管脉冲触发信号不对称时，整流负载波形不对称，此时出现较大差电流，为此可设置动作于信号的差动段，其动作电流整定值就小于0.5最小动作电流整定值，以及早发现晶闸管脉冲触发信号不对称的隐患，以便安排检修，防止进一步恶化而损坏设备，为此动7－7－2）【d.ops.min切.5Id.op.min动作于报警发信号第二节FC回路保护一、概述低压厂用变压器联结组别低压厂变早期采用的是Yynl2联结组别，现在基本上都采用Dynll（或Dynl）联结组别，根据短路电流计算分析知：⑴宀12联结组别的变压器。当低压侧发生单相接地时，其高压侧有两相电流为1堂，另相电流为-1⑴，所以高压侧装设电流互感器为不完全星形三电流元件接线，在低压侧发生单相接地3K时，装设在高压侧保护的灵敏度，比高压侧装设电流互感器为不完全星形两电流元件接线要高一倍。（2）Dyn11接线方式的变压器。当低压侧发生两相短路时，其高压侧有两相电流为吉I（2）=11f，另一相电流为21⑵=I（3），所以高压侧装设电流互感器为不完全星形三电流元件接线方式，在变压J3kk器低压侧发生两相短路时高压侧保护的灵敏度等于低压侧三相短路时的灵敏度,且比高压侧装设电流互感器为不完全星形两电流元件接线的灵敏度要高一倍。结论：Yyn12和Dyn11接线方式的变压器，高压侧过电流保护应采用TA为不完全星形的三电流元件的接线方式，或TA为完全星形的三电流元件接线方式。低压厂变切除短路电流的方式1）全部采用真空断路器的方式。

（2）部分采用真空断路器。即一部分采用真空断路器，另一部分采用真空接触器＋高压熔断器的FC回路。二、低压厂变FC回路高压熔断器保护由于真空接触器只能接通和断开电动机的启动电流或低压厂变的空载电流和负荷电流，而不能断开超过其允许断开电流值的短路电流，如额定电压为7.2kV的真空接触器，在6.3kV回路内允许断开最大短路电流为3800A,短路电流超过3800A时，应由高压熔断器熔断切除短路电流，用于切断低压厂变短路电流的高压熔断器，既要考虑和本设备的电流速断保护及高压侧单相接地保护的配合，又要考虑和低压侧馈线保护配合，同时还应保证低压厂变在正常运行时熔断器不能熔断。近年来由于高压熔断器的选择以及保护整定值不合理，曾多次发生正常运行时熔断器的熔断；低压出线发生短路故障时变压器高压侧高压熔断器无选择性的熔断；变压器高压侧短路出现真空接触器早于高压熔断器熔断前断开，以致真空接触器断开其允许的断开电流而造成真空接触器爆炸事故。（一）低压厂变高压熔断器的选择和整定计算1.额定遮断电流IbrkN计算高压熔断器额定遮断电流IbkN应大于出口故障时的最大短路电流I（3）。brk.N K.maxIbrk.N>IKIbrk.N>IK(3)max额定电压Ufu.n计算变压器的额定电压）计算。即（7－4）高压熔断器额定电压变压器的额定电压）计算。即（7－4）UfuQUt.n高压熔断器熔件选择计算选择计算低压厂变高压熔断器熔件额定电流时考虑的三个问题：（1）保证正常最大负荷时熔断器不熔断原则计算。高压熔断器额定电流ifUn应保证正常最大负荷时熔断器不熔断，即IFU.N=Krei【T.N （7-5）式中ifU.n一高压熔断器熔件额定电流；Krel一可靠系数，取Krel=1.3〜1.5,—般取K,el=1.5；ITN—低压厂变高压侧额定电流。在运行中曾有过Krel=1.3时，正常负荷电流时熔断的实例。（2）按和低压馈线保护配合原则计算。在厂变低压母线出口三相短路时，熔断器最小熔断时间tFUmin应比低压母线上所接馈线保护最长动作时间topmax长一时间级差计算。即FU.min op.maxtFU.>t +At （7—6）FU.minop.max式中tFUmin—考虑到熔断器误差后的最小熔断时间；topmax―低压母线上所接馈线保护最长动作时间（一般为0.3s）；op.maxAt 时间级差，t=0s,At=0.3s；t =0.3s,At=0.5〜0.7s。op.max op.max（3）和真空接触器允许切断的短路电流（3800A）配合计算。为可靠起见，真空接触器允许可靠切断的短路电流IK=（0.8〜0.9）x3800=3000〜3400A,则熔断器在IK=3000~3400A时，考虑到误差（允许误差范围内）后的最大熔断时间tFU.max应符合式tFU.max-top_At或top-tFU.max+At （7_7）式中top—电流速断保护动作时间；tF：.max—考虑到误差后Ik=3000~3400A时熔断器可能最长熔断时间；At一时间级差，At=0.3s。tFU.max一般应小于0.1s，如该时间tFU.max>0.3s,贝9高压侧装设的电流速断保护已无意义。当IK=3000~3400A时，tFU.maxV0.1s,对应的高压熔断器额定电流IFU.N<200A,可以和带短延时的电流速断保护配合，同时考虑到1000kVA厂变低压侧出口短路时，高压熔断器熔断时间应和馈线保护有足够的时间配合级差。艮据以上条件计算的结果,C回路用于低压厂变时，高压熔断器额定电流Ifu.n三200A只适用于UT.N=6.3kV,SN<1000kVA，uk%=6的变压器。低压厂用变压器用国产高压熔断器和ABB生产的CEF系列高压熔断器熔断时间特性如表7—1所示。表7—1 低压厂用变压器ABB生产的CEF系列高压熔断器熔断时间特性■额数熔断定电流倍i时间'\234567810152025熔断器额定电流63A>1000s200s20s3s1s0.4s0.25s0.1s0.03s0.02s<0.02s80A>1000s120s20s3s1s0.4s0.25s0.1s0.03s0.02<0.02s100A>1000s120s20s3s1s0.4s0.25s0.1s0.03s0.02s<0.02s125A>1000s500s50s10s3s1.5s0.5s0.3s0.05s0.02s<0.02s160A>1000s500s50s10s3s1.8s1s0.3s0.05s0.02s<0.02s200A>1000s500s50s10s5s3s1.5s0.3s0.050.03s<0.02s250A>1000s500s1000s40s20s10s3s0.5s0.15s0.03s<0.02s注：1)计算tFU.max考虑0.7Ik时熔断特性的熔断时间或IK时高一级额定电流熔件的熔断时间；2)计算tFU.min考虑1.3Ik时熔断特性的熔断时间或IK时低一级额定电流熔件的熔断时间。(二)高压熔断器计算实例例7-1，低压厂用变压器容量为1250kVA,uk%=6，系统阻抗XS=0.444选择FC回路中高压熔断器。出口短路时最大短路电流计算/3)=bs= =10.6kA。KX0.444S低压母线短路最大短路电流计算a=b= =1746A。KX＋X 0.444＋4.8ST变压器高压侧额定电流计算I =色—=_2江=114.5A。TNv'3U\'3x6.3T.N初选ABB生产的CEF系列高压熔断器。根据式(7—3)〜(7—5)计算：额定电压UN=7.2kV。额定遮断电流Ibrk.N=45kA。初选额定电流IFU_N=1.3IT_N=1.3x114.5=150A,取标称级为160A。⑸按和PC馈线保护配合原则计算。低压母短路时最大短路电流IK3>=1746A，查熔断器熔断特性曲线表7—1得熔断器最小熔断时间tFUmin~0.1s，低压侧馈线如全为Os的速断保护时，基本上没有时间级差，实际上低压母线所接馈线保护动作时间均为0.3秒，这样低压侧馈线出口短路时，熔断器无选择性熔断，为此额定电流可选取大一级的熔断器。选取IFU.N=200A，查熔断器熔断特性曲线表7—1，得在1746A时，熔断器最小熔断时间tFU.min^1s，这可和低压侧馈线全为0.3s的短延时保护很好配合，如考虑到1.3倍误差后，IK=1.3x1746=2270A对应的熔断时间为0.2s，就很难和低压侧馈线全为0.3s的短延时保护很好配合。如选Ifun=250A，在2270A对应的熔断时间为1.1s，则和低压侧馈线全为0.3s的短延时保护很好配合。(6)高压熔断器熔断时间和真空接触器允许可靠切断的短路电流(3800A)配合计算°Ifu.n=250A,在Ik=3400A对应的熔断时间为0.1s，如考虑到1.3倍误差后，Ik=3400/1.3=2600A对应的熔断时间为1s,这就难以和电流速断保护配合。变压器额定容量为1000kVA,uk%=6，低压母线短路时最大短路电流为

I(3)=一Ibs =9160=1420AKX＋X 0.444＋6ST选取Ifun=200A，查熔断器熔断特性曲线表7—1,在1420A时，熔断器最小熔断时间tFUmin^1.1s,这可和低压侧馈线全为0.3s的短延时保护很好配合，如考虑到1.3倍误差后,Ik=1.3x1420=1850A对应的熔断时间为0.9s，则和低压侧馈线全为0.3s的短延时保护也能很好配合。Ifu.n=200A，在IK=3400A对应的熔断时间为0.02s，如考虑到1.3倍误差后，IK=3400/1.3=2600A对应的熔断时间为0.08s(最大熔断时间tFUmax=0.1s)，则高压侧短延时电流速断保护动作时间整定值取0.3〜0.4s,可和熔断器熔断时间配合。所以用于低压厂变FC回路时，仅适用于低压厂用变压器额定容量<1000kVA，uk%=6，熔断器额定电流Ifun<200A的的高压熔断器，可较好和400V馈线保护(低压馈线0.3s短延时过电流保护)配合，同时也能和高压侧带0.3〜0.4s的电流速断保护配合，用于低压厂变FC回路中的高压熔断器，其额定电流最好不要超过200A。本实例中容量为1250kVA,uk%=6，的低压厂用变压器，FC回路中的高压熔断器权衡利弊，熔件选取Ifu.n=200A(这和低压馈线0.3s短延时过电流保护选择性稍差一些)。三、低压厂变FC回路相电流速断保护(一)FC回路无大电流闭锁跳闸出口功能相电流速断保护当故障电流接近真空接触器允许切断电流时，不允许真空接触器切断故障电流，此时相电流速断保护动作时间必须大于高压熔断器熔断时间，FC回路所用综合保护相电流速断整定值计算，需考虑和高压熔断器熔断时间配合，所以速断保护不允许瞬时动作，应带有延时。相电流速断保护动作电流整定值计算和低压侧馈线最大瞬时电流速断保护配合计算。由于电流速断保护带有短延时动作时间，所以其动作电流可以和低压馈线瞬时电流速断保护最大动作电流配合计算，即I=KnX‘L.OP.maxx"l.N (7—8)op.set relsenn UnTA UH.N式中Krel—可靠系数，一般取1.2〜1.3；nsen—低压侧两相短路时高、低压侧电流灵敏系数之比；ILOPmax—低压馈线最大瞬时速断一次动作电流(A)；Uln—变压器低压侧额定电压(kV)；UHN—变压器高压侧额定电压(kV)；nTA—电流互感器变比。当用式(7—8)计算时，应考虑变压器联结组别和电流速断保护用TA及继电器接线方式不同时，两侧灵敏度不一致时的配合系数，如Dyn11接线的变压器，高压侧用TA不完全星形三元件接线的过2电流保护，低压侧两相短路时高、低压侧电流灵敏系数比为n =1.155。sen ;r\V3按躲过变压器励磁涌流计算。由于带有少许延时，可按I=Kx (7—9)op.setnnTA式中K—励磁涌流倍数，由于带有少许延时可取较小的K=6~10；ITN—变压器高压侧额定电流(A)。按低压母线短路时有一定的灵敏度计算。如由式(7—8)、(7—9)计算，保护伸入低压侧太远时，则可适当再提高其动作值，按低压母线短路时有一定的灵敏度计算，即7—10)7—10)op.setK-op.setnsenTA

式中Ksen一灵敏系数，取1.25；/⑵一低压母线二相短路电流（A）。K（4） 按躲过厂变低压母线短路计算。当厂变低压馈线用短延时速断保护时。动作电流应按躲过厂变低压母线短路计算，即I（3）I=KXK.max （7—11）op.set relnnTA/⑶一低压母线三相短路最大短路电流（A）；K.maxKrel一可靠系数取1.2〜1.3；其他符号含义前。由于低压馈线均为带有短延时电流速断保护，所以实际上低压厂变即使用FC回路，其电流速断保护的动作电流计算，均应按躲过厂变低压母线短路计算，即由式（7－11）计算。（5） 灵敏度计算。由于电流速断保护只能切断短路电流1（3）=3000〜3400A，所以灵敏度为KK(3)senI(3)K(3)senI(3)K nop.setTA3000〜3400Inop.setTA7－12)式中1（3）—变压器高压出口短路电流超过3000〜3400A保护不应动作跳闸。K动作时间计算由于该保护动作后作用于断开于真空接触器，所以F—C回路电流速断保护动作时间应和熔断器的熔断时间相配合，即IQ真空接触器允许切断电流（额定断开电流为3800A）时，熔断器应先保护动作前熔断，FC回路高压熔断器和电流速断保护动作时间特性配合，如图6—2所示。F—C回路电流速断保护动作时间整定值，高压熔断器额定电流Ifc.n<125A时,当短路电流Ik=（20~25）Ifc.n=（20〜25）x125=2500〜3125AV3800A，即IK>（20~25）IFC.N时，高压熔断器瞬时熔断，短路电流为IK<2500〜3125A时真空接触器允许切断。从而FC回路电流速断动作时间整定值可按下式计算。为当I <125A时，为固有动作时间0.06s即t _0.05〜0.1s1FU.N op.set \ （7—13）当125A<I <225A时，t _0.3〜0.4s |FU.N op.set 丿（二）FC回路有大电流闭锁跳闸出口功能相电流速断保护FC回路有大电流闭锁跳闸出口功能的国产综合保护，装置设有当短路电流超过大电流闭锁动作电流整定值时，自动将综合保护跳闸出口回路闭锁，以防止真空接触器切断超过其允许的短路电流，所以具有FC回路闭锁保护跳闸出口功能的综合保护，其相电流速断整定计算，不需考虑电流速断保护动作时间和高压熔断器熔断时间配合，不需增加短延时，可以采用固有动作时间，这样可以充分利用无时限相电流速断和无时限单相接地零序过电流保护功能，既简化保护的整定计算，同时又提高保护快速性的优点，有FC回路闭锁保护跳闸出口功能的综合保护的整定计算。大电流闭锁跳闸出口动作电流整定值Iart计算大电流闭锁跳闸出口动作电流整定值Irt计算与式（6-35）相同。art相电流速断保护动作电流计算按躲过厂变低压母线三相短路电流计算，为I —K K.max (7－14)op.set relnnTA3.动作时间由于有大电流闭锁综合保护出口功能，相电流速断保护动作时间只须按和有大电流闭锁出口固有时间或熔断器快速熔断时间配合，大电流闭锁出口固有动作时间或熔断器快速熔断时间一般超过0.05s，相电流速断保护固有动作时间一般为0.06s，为此大电流闭锁综合保护出口功能的相电流速断保护动作时间整定值由式(6—36)计算，取topset=0.05〜0.1s(保护为固有动作时间)。第三节真空断路器相电流速断保护一、相电流速断保护相电流速断保护动作电流整定值计算按躲过厂变低压母线三相短路电流计算。为I(3)I—KK.max (7—15)op.set relnTA式中Iop.set一速断保护二次动作电流整定值；Krel一可靠系数，一般取1.2〜1.3；I(3)一厂变低压母线故障时的最大短路电流；KnTA—电流互感器变比。按躲过空载合闸时励磁涌流计算。为Iop.set=KIT.N／nTA (7—16)式中K—励磁涌流倍数，取7~12；ITN—低压厂变高压侧额定电流。其他符号含义同前。取上两式计算的较大值。(3)灵敏度计算。为3I⑶ / 、K⑵—3X—K >2 (7—17)sen2 IopnTA式中(一低压厂变高压入口处三相短路电流。K动作时间计算仅为固有动作时间，动作时间整定值，取top.set=0s (7—18)op.set跳闸方式动作跳变压器两侧断路器。第三节过电流保护一.电动机自启动计算(一)电动机自启动电流Ist.L和低压母线电压U*st.m相对值计算电动机自启动电流1曲和低压母线电压U*st.m相对值由式(3—3)计算。低压厂变Ust.m<60%时，应加装低电压切除足够容量的II、III类电动机，使Ustm>60%，以保证重要电动机自启动。二、定时限过电流保护 "m

由于过电流保护均带有延时，真空断路器和FC回路过电流保护整定计算原则相同。(一)动作判据综合保护一般设置三段过电流保护，其中第一段为电流速断保护，第二段为定时限过电流保护第三段为反时限过电流保护。第二段定时限过电流保护第二段定时限过电流保护动作判据为>Imax op.sett>Imax op.sett>top.set时动作7－19)式中I=max(Ia、Ib、Ic)—三相电流中的最大相电流(A)；max1。"氏一过电流保护动作电流整定值(A)；［：］—过电流保护动作时间整定值(s)。第三段过电流保护动作判据第三段过电流保护动作判据。为>Imaxt>topop.set时动作式中t°p—过电流保护动作时间(s)；其他符号含义同前。第三段过电流保护动作时间top特性，可以是定时限、一般反时限、非常反时限、超常反时限长反时限特性等等。定时限动作时间特性。为t=tt(s) (7—20)opop.set一般反时限动作时间特性。为当I>1.1I t时，动作时间t=——014——xT (7—21)maxop.set opI op.set(―)0.02—1op.set式中T 厂保护整定时间常数(s)；op.set其他符号含义同前。非正常反时限动作时间特性。为当I>1.1I t时，动作时间t= 13,5xT (7—22)maxop.set opI op.setmax—1Iop.set式中符号含义同前。超常(极端)反时限动作时间特性。为当Imax>1-当Imax>1-1Iop.set时，动作时间top80(max)2—1xTop.set7—23)op.set式中符号含义同前。(5)长反时限特性。当Imax>1当Imax>1-1Iop.set时，动作时间topmax—1xTop.set7—24)op.set式中符号含义同前。(二)整定计算

大型发电机组的低压厂变，一般采用I〜III阶段定时限过电流保护，作为短路故障的主保护及后备保护。第I阶段定时限过电流一般为电流速断保护，第II阶段为定时限过电流保护，第III段作为低压厂用变压器、低压母线及下一级设备经过渡电阻短路故障电流小于定时限过电流时的辅助保护，一般采用反时限过电流保护。由于保护带有延时，对用于真空断路器和FC回路的定时限过电流保护，具有相同的整定计算原则。动作电流计算（1）动作电流整定值。按躲过低压厂变电动机可能最大自启动电流计算，为I=K=KI （7—28）op.set rel.it.n式中 =KI （7—28）op.set rel.it.n式中 Krel厂动作电流可靠系数，取1.1〜1.2（—般可取1.15）；7：—厂用变压器高压侧额定二次电流（A）。（二）动作时间整定值计算反时限过电流保护动作方程选定oprelnTA式中IstL—电动机可能最大自启动电流由式（3—3）计算；Krel一可靠系数一般取1.1〜1.2；nTA—TA变比。（2）灵敏度计算。7—26）Dynll接线的变压器K⑵=K⑶=Km打>（1.5〜2）7—26）opTAI（3）Yyn12接线的变压器K⑵=0.866xK.min>（1.5〜2）sen InopTA式中I⑶一低压母线最小三相短路电流（A）。K.min其他符号含义同前。（3）定时限过电流保护动作时间计算。和400V低压侧馈线或下一级联络断路器保护最长动作时间配合计算。为t°p.set=t°p・max+At （7—27）式中top.max一低压侧馈线或下一级联络断路器保护最长动作时间；opmaxAt—时间级差。top.max为低压侧馈线或下一级联络断路器保护最长动作时间、或低压馈线熔断器在厂变过电流保护折opmax算至低压侧动作电流时最长的熔断时间。时间级差At,当和馈线保护过电流保护最长的动作时间配合，且上下级均为高精度时间继电器时At=0.3〜0.4s,（当上、下级为电磁型时间继电器配合时At=0.5s）；如和熔断器熔断时间配合时，熔断器熔断时间tFu.maxv<0.1s时，At=0.3s；当熔断器熔断时间tFU在0.1〜0.5s时，At=0.5s；当熔断器熔断时间tFU>0.5s时，At=0.5〜0.7。Fu.max Fu.max二.第三段反时限过电流保护厂用变压器定时限过电流保护动作电流整定值Iop>1.5It.n时，当厂用变压器低压侧经过渡电阻短路，短路电流当小于定时限过电流保护动作电流时，则失去后备保护功能，在国内曾多次造成配电装置严重烧损的事件，对这种故障可设置反时限过电流保护。（一）动作电流整定值计算Iopset按躲过厂用变压器高压侧额定电流或正常最大负荷电流计算

变压器短路阻抗在6%或以上时。根据计算可选用超常(或极端)反时限动作时间特性，当Imax^Iop.set时，动作时间动作方程，为7－29)t= 807－29)opI op.set(―)2—1op.set变压器短路阻抗在6%以下时。根据计算超常反时限动作特性不满足要求时，可选用非正常反时限或长反时限特性动作时间特性。当I .时，动作时间动作方程，为maxop.sett= 13,5xT或t=―1^—xT (7—30)opI op.set opI op.setmax 1 max ]IIop.set op.set2.动作时间top计算按躲过电动机自启动时间tstY计算， 为t=Kltxt*y (7—31)oprel.tst.L.式中top—反时限过负荷保护为躲过电动机自启动的动作时间(S)；Krel厂动作时间可靠系数，取1.2〜1.5；；s£电动机自启动时间(s)。按和低压厂用母线出线或下一级联络断路器保护最长动作时间t 配合计算，为op.maxt=t +At (7—32)opop.max动作时间常数整定值计算超常(或极端)反时限过电流保护动作时间常数整定值Tset计算按躲过电动机自启动时间由式(7—29)计算，为r Kxt=r Kxt= relt s#S-op.set 80.K、［(_^^)2—1KKxt= relt s#S-80(Ist-L )2 1rel.iop.set7—33)式中符号含义同前。按和高压厂用母线出线保护最长动作时间topmax配合由式(7—29)计算，为op.maxop.set(toop.set(to“maxop.max+At)80I(3)(亍)2—1op.set7—34)式中topmax-低压馈线最长动作时间;op.maxI(3)-低压母线三相短路电流；kAt—时间级差，取0.4s；其他符号含义同前。取上式计算较大值，时间常数计算值当超过可整定范围值，则可选择其它类型的反时限特性如选用非正常反时限动作时间特性。(2)非正常反时限过电流保护动作时间常数整定值Tset计算。1)按躲过电动机自启动时间由式(7—30)计算，为rel.top.set13.5—1)=rel.txtrel.i13.5—1)op.set或Trel.top.set13.5—1)=rel.txtrel.i13.5—1)op.set或Top.setK—rel.tKst.120—1)=K—rel.t7—35)rel.i120—1)op.set式中符号含义同前。2)按和低压馈线最长动作时间配合由式(7－30)计算，为TOC\o"1-5"\h\z(t +At) I⑶T= x(—k—-1)op.set 13.5 I Iop.set > (7－36)— (t +At) I⑶或T= x( —-1)OP-set 120 Iop.set 一式中符号含义同前。取上式计算较大值。过负荷报警保护动作电流整定值。按躲过变压器额定电流ITN计算，为I=K『e丿T.N=1.1x (7—37)opsetKn nreTA TA式中Krel—可靠系数，取1.05〜1.1；Kre—返回系数，取0.95；式中其他符号含义同前。2.动作时间按躲过电动机自启动计算，取动作时间topset=5~8s。动作于发信号报警。第四节单相接地零序过电流保护一.高压侧单相接地零序过电流保护(一)动作判据动作判据1采用零序电流互感器组成低压厂变高压侧零序过电流保护，为防止在区外短路时在变压器高压侧产生较大不平衡电流，造成高压侧零序过电流保护误动，保护采用最大相电流作制动量的零序过电流保护动作判据。(1)动作判据1与式(6—70)相同。动作判据1零序过电流保护动作特性与图(6—4)相同。动作判据2其他国产综合保护高压侧单相接地零序过电流动作判据与式(6—71)相同，为3I0.h>3I3I0.h>3I0.op.sett>t0.op.set时动作7—38)式中符号含义同前。(二)真空断路器单相接地零序过电流保护整定计算中性点不接地系统单相接地保护整定计算一次动作电流整定值3I0Opset计算。按躲过区外单相接地时流过保护安装处单相接地电流计算，同式(6—72)相同为0.OP.0.OP.set=KrelI(K1)7—39)iK)=3ic及式(6—73)、式(6—74)计算相同。动作时间整定值与作用方式。1)当3~10kV单相接地电流I?)》0A时，保护动作于跳闸方式，此时动作时间t0.op=(0.5〜1)s。2)当3~10kV接地电流/(DV10A时，300MW及以上机组，根据计算如果满足选择性和灵敏度K

要求时，建议：作用于跳闸方式，动作时间取t0.Op.set=（O.5〜1）S。3） 3~10kV接地电流I（I）V10A时，根据计算，如果不能很好满足选择性和灵敏度要求时，动作K于信号方式，动作时间取t0.op.Set=0〜0.5S。中性点经小电阻接地系统单相接地保护整定计算（1）一次动作电流整定值3I0.op.set计算。1） 躲过区外单相接地时流过保护安装处单相接地电流。由式（6－72）计算。2） 躲过低压母线三相短路时最大不平衡电流计算。一次三相电流在平衡情况下，由于三相电流漏磁通不一致，产生的磁不平衡电流，根据在不同条件下多次实测的磁不平衡电流值Iunb均小于0.005Ip（Ip为平衡的三相电流）。为此3I0.OP.set=KrelKunb分=0005X =打.N式中3I0OPset—单相接地保护一次动作电流整定值（A）；Krel一可靠系数，取1.5；Kunb—TA0三相磁不平衡电流误差，实测笛^<0.005，取0.005；XT—低压厂变阻抗相对值，（一般为0.045〜0.06）取0.06；ITN—厂用变压器高压侧额定电流（A）。按经验公式计算0.OP0.OP.set0.1〜0.2）IT.N7－40）当变压器容量三1250MVA,uk<6%，取3I =（0.15~0.2）1 。k 0.OP.set T.N当变压器容量>1250MVA，uk>6%，取3I =（0.1〜0.15）1 。k 0.OP.set T.N并取式（7－39）、（7－40）计算的较大值。按经验计算，取800〜1250kVA的变压器，单相接地保护动作电流整定值3I0.Op.set=10~15Ao1600kVA及以上的变压器取3I0.Op.set=15~25Ao（2）灵敏度计算I⑴K（1）= K.S >27－41）7－41）0.OPI（1）=3I（1）=UKE K0E 也RN丿式中（—小电阻接地系统单相接地电流（A）；KEuN—高压侧额定电压（V）；rn—高压厂变中性点接地电阻（。）。式中其他符号含义同前。（3） 动作时间计算。保护为固有动作时间0.04〜0.06s,由于是第一级保护，动作电流整定值已可靠躲过任何非被保护设备故障时的零序电流，所以动作时间整定值可取最小值，为to.。/0〜0」s （7-42）（4） 动作方式。作用于跳变压器两侧断路器。（三） FC回路单相接地零序过电流保护整定计算中性点不接地系统单相接地保护整定计算整定计算同式（7－39）、（6－73）、式（6－74）计算相同。中性点经小电阻接地系统单相接地保护整定计算

（1）一次动作电流计算。与式（7－39）、（7－40）计算相同。（2）动作时间计算。1）FC回路无大电流闭锁保护跳闸出口功能的动作时间。考虑两相接地短路时，与相电流速断保护动作时间相似的配合原则，当短路电流Ik》400A时，熔断器应先于单相接地零序过电流保护动作前熔断的原则计算，动作时间整定值计算与式（6-34）相同，或取t0opset=O.5s。2）FC回路有大电流闭锁保护跳闸出口功能的动作时间。不必考虑两相接地短路时单相接地零序过电流保护与熔断器熔断时间配合计算，保护为固有动作时间0.04〜0.06s，或取整定值t0.op.set=0.05~0.1s。（四）注意的问题中性点不接地系统中性点不接地系统单相接地的零序过电流保护整定计算，给出一次动作电流整定值3I0OPset，但装置动作判据和装置的整定值要求都是二次电流倍数，由于小电流接地系统，零序电流互感器TA0和零序电流回路的特殊性，即TA0的变比和零序电流回路阻抗有关，且TA0一、二次电流是非线性关系，所以往往给定动作电流整定倍数后，其一次动作电流误差较大，所以在现场调试整定值时，应以通入一次动作电流为准，如相同类型的单相接地保护装置，和相同的TA0,相同的一次电流整定值，当用相同的动作电流整定倍数，在不同设备上，实际一次动作电流不完全相同（有时实际的一次动作电流相差甚大），这是在整定计算和现场调试中应注意的问题。中性点经小电阻接地系统中性点经小电阻接地系统高压侧单相接地的零序过电流保护整定计算，由于此接地方式，一般单相接地电流为1（=200〜800A,此时零序电流互感器TA0为固定的变比，在单相接地时TA0不应饱和，且零序过电流保护采样不应溢出，建议在调试时，应通入实际单相接地一次电流时,TA0和零序过电流继电器均应正确反应单相接地一次电流，继电器应能可劝作，不能因单相接地电流I⑴过大而拒动。K二、低压侧中性点零序过电流保护（一）动作判据和动作时间特性1.动作判据综合保护动作判据为0.L>3I0.op.0.L>3I0.op.sett>t0.op.set时动作7－43)式中3I0L—变压器中性点TA0二次电流（A）；3Iaop_set一变压器中性点零序保护动作电流整定值（A）；t0.o：et—零序保护动作时间整定值（s）。动作时间特性综合保护零序过电流保护动作时间特性，可以是定时限、正常反时限、非常反时限、超常反时限等。动作时间特性将式（7－20）、式（7－21）、式（7－22）、式（7－23）、式（7－24）中的最大相电流Imax用变压器中心点侧TA0二次电流3I0.l替代，相应的将Iop.set用3I0.op.set替代，Tp.set用T0.op.set替代后相同。（二）整定计算1.中性点零序过电流第一段保护1）动作电流整定值。1）按躲过正常最大不平衡电流计算，根据经验公式有

3I =0.25x^tln (7—44)0.opnTA.0式中ITLN-变压器低压侧额定电流(A);nTA0-变压器中性点零序电流互感器变比。2)按和低压电动机及低压馈线保护配合计算。i)电动机及低压馈线有零序过电流保护时。应和零序过电流保护最大动作电流配合计算，即3I0.op=Krel3I0.OP.L.max／nTA0 (7—45)式中Kre厂可靠系数，一般取1.15〜1.2；3I0opLmax—电动机或低压馈线单相接地保护最大动作电流(A)。ii)电动机或低压馈线无单相接地零序过电流保护时。应和相电流保护最大动作电流配合计算

即3I0op=KrelIopLmax／nTA0 (7—46)式中Krel—可靠系数，一般取1.15~1.2；IopLmax—电动机或低压馈线相电流保护最大一次动作电流(A)。如由式(7—46)计算变压器的零序过电流保护动作值3I0op可能太大，以致超过该继电器的整定范围，或出现灵敏度不能满足要求的情况时，则电动机或低压馈线应加装单相接地保护。(3)灵敏度计算。即K(1)sen7K(1)sen7—47)K—n0opTA0式中IK(1)—变压器低压母线单相接地短路电流。(2)动作时间整定值t0opset计算。变压器中性点零序过电流保护动作时间，可用定时限，也可用反时限，根据下一级零序过电流保护动作特性决定。当低压馈线无熔断器保护时，变压器中性点采用定时限零序过电流保护。当低压馈线有熔断器保护时，变压器中性点采用正常反时限零序过电流保护。1)动作时间t0.°p按和所有低压馈线零序保护最长动作时间配合计算。即式中t0op=t式中t0op=t0 +At0opmax7—48)t0opmax—低压馈线单相接地保护最长动作时间;0opmaxAt—时间级差，取At=0.3~0.4s。2)当低压馈线无零序保护时。动作时间t0op按和低压馈线相电流保护最长动作时间topmax配合计0op opmax算，即t=t+At (7—49)o.opop.max式中topmax—低压馈线相电流保护最长动作时间；op.maxAt—时间级差，一般取At=0.3〜0.4s。动作方式。作用于跳变压器两侧断路器。中性点零序过电流第二段保护中性点零序过电流第一段保护按以上原则计算，动作电流整定值一般大于或接近变压器低压侧额定电流，当厂用变压器出线或出口经过渡电阻单相接地短路时，单相接地短路电流当小于中性点零序过电流第一段保护动作电流时，则失去后备保护功能，在国内曾多次造成低压配电装置严重烧损的事件，对这种故障可设置中性点第二段零序过电流反时限保护。动作电流整定值。按躲过正常最大不平衡电流计算。根据经验公式计算，为3I =0.25xLtln (7—50)0.op.setnnTA.0中性点第二段零序过电流反时限保护动作时间特性可选择超常(极端)反时限动作时间特性

或非正常反时限动作时间特性。动作时间常数应满足低压母线单相接地时和下级保护最长动作时间配合计算。且适当取较大时间级差At，7－29）计算1）超常（极端）反时限过电流保护动作时间常数整定值7－29）计算(t +At(t +At)T —op一maxopset807－51）(k)2—13I0.op.set式中topmax-低压馈线零序过电流保护或相间短延时保护最长动作时间（s）;op.maxIk1）-低压母线单相接地短路电流二次值（A）；At—时间级差，取0.5〜0.8s。2）非正常反时限或长反时限过电流保护动作时间常数整定值Tset计算。按和低压馈线零序过电流保护或相间短延时保护最长动作时间配合由式（7－30）计算T=op.setT=op.set或T=op.set(t+At)I(1)opmax x(k —1)13