10kV保护定值计算培训

10kV保护定值计算培训孙军威短路电流计算概述实用短路电流计算短路电流计算示例短路原因一、短路及其原因、后果

短路：指供电系统中不同电位的导电部分（各相导体、地线等）之间发生的低阻性短接。

主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏，人员误操作、雷击或过电压击穿，以及鸟兽危害等。短路后果

短路后果：短路电流产生的热量，使导体温度急剧上升，会使绝缘损坏；短路电流产生的电动力，会使设备载流部分变形或损坏；

短路会使系统电压骤降，影响系统其他设备的正常运行；严重的短路会影响系统的稳定性；短路还会造成停电；不对称短路的短路电流会对通信和电子设备等产生电磁干扰等。短路类型二、短路的类型三相短路

两相短路

单相(接地)短路单相短路

两相接地短路两相短路接地计算短路电流的目的三、计算短路电流的目的1、为了选择和校验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装置，需要计算三相短路电流；2、校验电气设备及载流导体的动稳定和热稳定性，就要用到短路冲击电流、稳态短路电流及短路容量；3、对瞬时动作的低压断路器，则需用冲击电流有效值来进行其动稳定校验。

四、总结概念电力系统中相与相之间或者相与地之间的非正常连接原因绝缘破坏而构成通路（绝缘材料的自然老化，机械损伤，雷电造成的过电压等；此外还包括运行人员的误操作等类型三相短路、两相短路、两相短路接地、单相短路接地危害导体及绝缘严重发热；导体或线圈变形；影响用户用电设备的正常工作；不对称接地短路产生不平衡磁通，对通讯系统造成干扰，甚至危及设备和人生安全预防措施限制短路电流（装设电抗器）；迅速将短路部分隔离（依靠继电保护装置）；采用自动重合闸装置目的选择电气设备；校验电气设备的热稳定和动稳定；进行继电保护设计和调整计算短路电流方法

实用短路电流计算三相短路电流常用的计算方法有欧姆法和标幺制法两种。欧姆法是最基本的短路计算方法，适用于两个及两个以下电压等级的供电系统；而标幺制法适用于多个电压等级的供电系统。短路计算中有关物理量一般采用以下单位：电流为“kA”（千安）；电压为“kV”（千伏）；短路容量和断流容量为“MV·A”（兆伏安）；设备容量为“kW”（千瓦）或“kV·A”（千伏安）；阻抗为“Ω”（欧姆）等。基准值

实用短路电流计算一、标幺值法

按标幺值法进行短路计算时，一般是先选定基准值。基准容量一般取100MVA，基准电压取短路点所在网路段的平均额定电压。线路电抗

实用短路电流计算二、供电系统中各元件电抗标幺值1）输电线路X：单位长度正序电抗Ω/km:电缆长度km:通过电缆的平均电压kV线路电抗表

实用短路电流计算变压器电抗

实用短路电流计算

2）变压器

：变压器短路阻抗:变压器额定容量MVA异步电机电抗

实用短路电流计算

3）异步电动机

：异步电动机绕组正序电抗:电机启动电流倍数:电机视在功率MVA同步电机电抗

实用短路电流计算

4）同步电动机

：直轴超瞬变电抗:同步电动机视在功率MVA短路参数计算

实用短路电流计算三、短路参数的计算三相短路容量的标幺值：三相短路容量的实际值：三相短路电流的实际值：三相短路电流的标幺值：运行方式

实用短路电流计算

供电系统的短路电流大小与系统的运行方式有很大的关系。系统的运行方式可分为最大运行方式和最小运行方式。最大运行方式下系统满负荷运行。此时整个系统的总的短路阻抗最小，短路电流最大。反之，最小运行方式下系统低负荷运行。此时总的短路阻抗变大，短路电流也相应地减小。短路电流

通常情况下，应计算两种幅值的短路电流1、最大短路电流，用于选择电气设备的容量或额定值以校验电气设备的动稳定、热稳定及分断能力，整定继电保护装置。2、最小短路电流，用于选择熔断器、设定保护定值或作为校验继电保护装置灵敏度和校验感应电动机启机的依据。实用短路电流计算示例

短路电流计算示例某公司电力系统配置如图所示，求K1与K2处的短路电流所需参数

短路电流计算示例一、收集计算各元件电抗所需电气参数装置所需电气参数电源最大方式正序阻抗最小方式正序阻抗变压器容量短路阻抗高压侧额定电流异步电机额定功率功率因数启动倍数额定电流同步电机额定功率功率因数额定电流直轴超瞬变电抗电缆型号长度系统图

短路电流计算示例基准值

短路电流计算示例二、设定基准值选=100MVA处，为10.5kV，处，为0.4kV，元件标幺值

短路电流计算示例三、计算系统各元件阻抗的标幺值

短路电流计算示例电抗图

短路电流计算示例

短路电流计算示例四、简化系统各元件阻抗标幺值简化电抗图

短路电流计算示例

短路电流计算示例短路电流计算

短路电流计算示例五、计算短路电流由电机向K1短路点供给的短路电流K1处的短路参数最大运行方式时：最小运行方式时：短路电流计算短路电流计算示例K2处的短路参数最大运行方式时：最小运行方式时：换算到高压侧：10kV系统保护定值计算电机保护定值计算配电变压器保护定值计算母线分段保护定值计算进线保护定值计算电机保护配置电机保护定值计算一、保护配置速断保护2MW以下并速断保护满足灵敏系数要求的电动机，采用电流速断保护纵联差动过流保护2MW及以上电动机，或速断保护灵敏系数不符合要求的2MW以下电动机，应装设纵联差动保护过电流保护作为纵联差动保护的后备保护相间短路电机保护定值计算零序报警接地电流小于5A时，可装设接地检查装置单相接地电流为10A以下时，保护装置应动作于信号零序动作当接地电流大于5A时，应装设有选择性的单相接地保护单相接地电流为10A及以上时，保护装置应动作于跳闸单相接地电机保护定值计算过负荷生产过程中易发生过负荷的电动机应装设过负荷保护。保护装置应根据负荷特性，带时限动作于信号或跳闸启动或自启动困难、需要防止启动或启动时间过长的电动机，应装设过负荷保护，并应动作于跳闸电机保护定值计算低电压保护0.5s时限动作电压65%-70%Ue当电源电压短时降低或短时中断又恢复时，需断开的次要电机根据生产过程不允许或不需要自启动的电机低电压保护9s时限动作电压45%-50%Ue有备用自动投入设置的I类负荷电动机在电源电压长时间消失后需自动断开的电动机电压突降电机保护定值计算同步电机失步失步保护应带时限动作，对重要电动机应动作于再同步控制回路不能再同步或根据生产过程不需要再同步的电动机，应动作于跳闸电机保护定值计算3-10kV电动机继电保护配置电动机功率/Kw保护装置名称电流速断保护纵联差动保护过负荷保护单相接地保护不平衡保护低电压保护失步保护异步电机＜2000装设当电流速断保护不能满足灵敏性要求时装设生产过程易发生过负荷或启动、自启动困难时应装设接地电流＞5A时装设，≥10A时一般动作于跳闸，5-10A时可动作于跳闸或信号

根据需要装设

异步电机≥2000

装设装设同步电机＜2000装设当电流速断保护不能满足灵敏性要求时装设

装设同步电机≥2000

装设装设

保护定值计算电机保护定值计算二、整定计算1、电流速断保护

保护动作电流：

异步电动机（应躲过电动机的启动电流）同步电动机（应躲过电动机的启动电流或外部短路时电动机的输出电流）保护的灵敏系数（按最小运行方式下，电动机接线端两相短路时，流过保护装置的短路电流效验）电机保护定值计算2、过负荷保护

保护动作电流（应躲过电动机的额定电流）保护动作时限（躲过电动机启动及自启动时间）对于一般电动机为对于传动风机负荷的电动机为电机保护定值计算3、单相接地保护

保护一次动作电流（应按发生单相接地故障时最小灵敏系数1.3整定，并大于非故障回路最大接地电流）电机保护定值计算4、电动机差动保护a）电动机差动保护特性电机保护定值计算b）差动保护整定计算最小动作电流（应躲过电动机正常运行时差动回路的不平衡电流）电机保护定值计算制动斜率灵敏系数效验电机保护定值计算差动速断电流差动速动灵敏系数效验电机保护定值计算5、电动机磁平衡保护电动机启动过程中不会在磁平衡差动保护中产生不平衡电流，因而动作电流只需躲过外部单相接地时形成的不平衡电流，一般整定为（15%-20%）的电机额定电流示例电机保护定值计算三、示例<1>二期合成氨1-3#循环水泵保护整定电机型号：YKK560-8Ue=10kVIrm=47.8AKst=7a）速断保护（应躲过电机的启动电流）灵敏系数电机保护定值计算b）过电流保护（应躲过电机的额定电流）过电流保护动作时限按1.2倍的启动时间整定c）单相接地保护报警值一次值为5A,动作一次值为10Ad）低电压保护按额定电压的65%整定，时限0.5s电机保护定值计算<2>二期合成氨氨压机保护整定电机型号：YAKS710-2FUe=10kVIrm=216.1AKst=7a）磁平衡保护按躲过外部接地故障不平衡电流整定电机保护定值计算<3>二期合成氨合成气压缩机保护整定电机型号：TK2900-182600Ue=10kVIrm=189.1AKst=6a）差动保护启动定值（应躲过电动机正常运行时差动回路的不平衡电流）

差动速断电机保护定值计算

差动速断灵敏系数制动斜率灵敏系数变压器保护配置一、保护配置速断保护电压为10kV及以下、容量为10MVA以下单独运行变压器，应采用电流速断保护容量为0.4MVA及以上，一次电压为10kV及以下，且绕组为三角、星形联结的变压器，可采用两相三继电器式的电流速断保护纵联差动过流保护电压为10kV以上、容量为10MVA及以上单独运行的变压器，以及容量为6.3MVA及以上并列运行的变压器，应采用纵联差动保护容量为10MVA以下单独运行的重要变压器，可装设纵联差动保护电压为10kV的重要变压器或容量为2MVA级以上的变压器，当电流速断保护灵敏度不符合要求时，应采用纵联差动保护短路故障配电变压器保护定值计算瓦斯保护容量为0.4MVA及以上的车间内油浸式变压器、容量为0.8MVA及以上的油浸式变压器，以及带负荷调压变压器的充油调压开关均应装设瓦斯保护当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧开关配电变压器保护定值计算过流保护过流保护应用于降压变压器复合电压启动过流保护复合电压启动的过电流保护或低电压启动的过电流保护，应用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压器过流故障配电变压器保护定值计算配电变压器保护定值计算35kV/20kV/10kV/6kV/0.4kV配电变压器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＜400

一般用高压熔断器与负荷开关的组合电器保护400-630高压侧采用断路器时装设高压侧采用断路器时装设

装设并联运行的变压器装设，作为其他备用电源的变压器根据过负荷的可能性装设车间内变压器装设

1250kVA及以下的变压器可以用高压熔断器与负荷开关的组合电器保护800

装设

1000-1600装设装设

装设2000-2500当电流速断保护不能满足灵敏性要求时装设整定计算配电变压器保护定值计算二、整定计算1、电流速断保护保护动作电流（应躲过低压侧短路时，流过保护装置的最大短路电流）保护的灵敏系数（按系统最小运行方式下，保护安装处两相短路电流效验）配电变压器保护定值计算2、过电流保护保护动作电流（应躲过可能出现的过负荷电流）保护的灵敏系数（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的短路电流效验）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0.3-0.5s示例配电变压器保护定值计算三、示例二期合成氨总变电所变压器变压器型号：SGB10-2000/102000kVA10/0.4kVDyn116.03%115.5/2886.8Aa)速断保护（应躲过低压侧短路时，流过保护装置的最大短路电流）灵敏系数配电变压器保护定值计算b)过电流保护（应躲过可能出现的过负荷电流）灵敏系数若存在自启0.4kV电机时Kol一般取2-3母线分段保护配置一、保护配置母线分段保护定值计算6-20kV母线分段断路器的继电保护配置被保护设备保护装置名称备注电流速断保护过电流保护不并列运行的分断母线仅在分段断路器合闸瞬间投入，合闸后自动解除装设

二、整定计算a）充电保护保护的动作电流（按最小灵敏系数1.5整定）母线分段保护定值计算b）过电流保护保护的动作电流（应躲过任一母线段的最大负荷电流,时限一般取0.3-0.5s）灵敏系数（按最小运行方式下母线两相短路时，流过保护装置处的短路电流效验）整定计算示例三、示例二期合成氨10kV母联保护整定a）充电保护（按最小灵敏系数1.5整定）母线分段保护定值计算b）过流保护（应躲过任何一段的最大负荷电流，通过核算空压机与两台变压器自启为最大负荷）时限为0.5s母线分段保护定值计算灵敏系数进线保护配置进线保护定值计算一、保护配置3-66kV线路的继电保护配置被保护线路保护装置名称无时限或带时限电流电压速断无时限电流速断保护带时限速断保护过电流保护单相接地保护过负荷保护单侧电源放射式单回路35-66kV线路装设自重要配电站引出的