变压器的电流保护及整定计算
主变保护定值计算稿
一. 主变压器系统参数 （一） 主变压器系统参数 （二）主变压 器比率制动差动保护 1、主变压 器差动： 主变压器高压侧TA 变比600/1； 主变压器低压侧TA 变比6000/1。 (1) 主变压器各侧一次额定电流： 高压侧： A U S I n b n n b 3.286242 3120000 311=?== 式中： U b1n 为主变压器高压侧额定电压;S n 为主变压器额定容量。
低压侧： A U S I n b n n b 65985 .103120000 311=?== 式中: U b1n 为主变压器低压侧额定电压；S n 为主变压器额定容量。 (2) 主变压器各侧二次额定电流： 高压侧： A n I I blh n b n b 477.01600286.3 12=== （n blh 为主变压器高压侧TA 变比600/1）。 低压侧： A n I I b l h n b n b 1.11 00 606598 12=== （n blh 为发电机机端TA 变比6000/1） 。 (3)高压侧平衡系数计算 3307.11 /60001 /060.10.5324231H 1=?=?= TAL TAH nL n phL n n U U K 其中，nH U 1为主变压器高压侧额定电压，nL U 1为主变压器低压侧额定电压，TAL n 为低压侧CT 变比， TAH n 为高压侧CT 变比。 (4) 差动各侧电流相位差与平衡补偿 主变压器各侧电流互感器二次均采用星形接线。 (5) 纵差保护最小动作电流的整定。最小动作电流应大于主变压器额定负载时的不平衡电流，即 Iop. min=Krel(Ker+ △m)I N /na= 2（0.1+0.02）X1.1=0.264 Iop.min 一般取0.2~0.3I N 式中:I N —主变压器额定电流; na —电流互感器的变比; Krel —可靠系数，取1. 5～2,取2； Ker —TA 综合误差取0.02 (6)起始制动电流Ires.o 的整定。起始制动电流宜取 Ires.o ＝（0.7～1.0）I N /na=0.8X1.1=0.88（A ） (7)动作特性折线斜率S 的整定。纵差保护的动作电流应大于外部短路时流过差动回路的不平衡电流。主变压器种类不同，不平衡电流计算也有较大差别， 双绕组主变压器 Iunb.max=(KapKccKer+△U+△m)Ik. max /na=（1X1X0.1+0.05+0.05）X 43936/6000 =1.464A 式中:Ker , △U , △m , na 的含意同式(5)，但Ker=0.1; Kcc —电流互感器的同型系数，Kcc=1. 0;
[全]变压器主保护定值整定计算
变压器主保护定值整定计算 以下差动保护采用二次谐波制动，以二圈变压器为例,所有计算均为向量和。 ①不平衡电流产生的原因和消除方法： a．由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流； （Y/Δ-11）Y.d11 接线方式——两侧电流的相位差30°。 消除方法：相位校正。 * 二次接线调整 变压器Y侧CT（二次侧）：Δ形。Y.d11 变压器Δ侧CT（二次侧）：Y形。Y.Y12 * 微机保护软件调整 b．由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流； c．由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流；(CT变换误差) d．由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流；(一般取额定电压) e．暂态情况下的不平衡电流； 当变压器电压突然增加的情况下(如:空载投入,区外短路切除后).
会产生很大的励磁涌流.电流可达2-3 In，其波形具有以下特点 * 有很大的直流分量.(80%基波) * 有很大的谐波分量,尤以二次谐波为主.(20%基波) * 波形间出现间断.(削去负波后) 可采用二次谐波制动，间断角闭锁，波形对称原理 f．并列运行的变压器，一台运行，当令一台变压器空投时会产生和应涌流 所谓“和应涌流”就是在一台变压器空载合闸时，不仅合闸变压器有励磁涌流产生，而且在与之并联运行的变压器中也出现涌流现象，后者就称为“和应涌流”。其波形特点与励磁涌流差不多。 4、主变保护整定计算 （1）计算变压器两侧额定一次电流
—该侧CT变比。 注意：Kjx只与变压器本身有关，而与保护装置的CT接线形式无关。传统的差动保护装置中，变压器Ｙ形绕组侧的CT多采用△接线，新的微机型差动保护装置中，变压器Ｙ绕组侧的CT可以采用Ｙ接线，微机型差动保护在装置内部实现了CT的△接线，因此在保护定值计算时可完全等同于外部△接线。 对于Ｙ/△-11接线方式：Ia`=Ia - Ib,Ib`= Ib - Ic, Ic `= Ic –Ia 对于Ｙ/△-1接线方式：Ia`=Ia - Ic,Ib`= Ib - Ia, Ic `= Ic - Ib （3）计算平衡系数 设变压器两侧的平衡系数分别为和，则： ①降压变压器：选取高压侧（主电源侧）为基本侧，平衡系数为 Kh=1 Kl=Inh`/Inl` ②升压变压器：选取低压侧（主电源侧）为基本侧，平衡系数为
继电保护定值整定计算公式大全(最新)
继电保护定值整定计算公式大全 1、负荷计算（移变选择）： cos de N ca wm k P S ?∑= （4-1） 式中 S ca --一组用电设备的计算负荷，kVA ； ∑P N --具有相同需用系数K de 的一组用电设备额定功率之和，kW 。 综采工作面用电设备的需用系数K de 可按下式计算 N de P P k ∑+=max 6 .04.0 （4-2） 式中 P max --最大一台电动机额定功率，kW ； wm ?cos --一组用电设备的加权平均功率因数 2、高压电缆选择： （1）向一台移动变电站供电时，取变电站一次侧额定电流，即 N N N ca U S I I 13 1310?= = （4-13） 式中 N S —移动变电站额定容量，kV ?A ； N U 1—移动变电站一次侧额定电压，V ； N I 1—移动变电站一次侧额定电流，A 。 （2）向两台移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为两台移动变电站一次侧额定电流之和，即 3 1112ca N N I I I =+= （4-14） （3）向3台及以上移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为 3 ca I = （4-15） 式中 ca I —最大长时负荷电流，A ； N P ∑—由移动变电站供电的各用电设备额定容量总和，kW ；
N U —移动变电站一次侧额定电压，V ； sc K —变压器的变比； wm ?cos 、η wm —加权平均功率因数和加权平均效率。 （4）对向单台或两台高压电动机供电的电缆，一般取电动机的额定电流之和；对向一个采区供电的电缆，应取采区最大电流；而对并列运行的电缆线路，则应按一路故障情况加以考虑。 3、 低压电缆主芯线截面的选择 1）按长时最大工作电流选择电缆主截面 （1）流过电缆的实际工作电流计算 ① 支线。所谓支线是指1条电缆控制1台电动机。流过电缆的长时最大工作电流即为电动机的额定电流。 N N N N N ca U P I I η?cos 3103?= = （4-19） 式中 ca I —长时最大工作电流，A ； N I —电动机的额定电流，A ； N U —电动机的额定电压，V ； N P —电动机的额定功率，kW ； N ?cos —电动机功率因数； N η—电动机的额定效率。 ② 干线。干线是指控制2台及以上电动机的总电缆。 向2台电动机供电时，长时最大工作电流ca I ，取2台电动机额定电流之和，即 21N N ca I I I += （4-20） 向三台及以上电动机供电的电缆，长时最大工作电流ca I ，用下式计算 wm N N de ca U P K I ?cos 3103?∑= （4-21） 式中 ca I —干线电缆长时最大工作电流，A ； N P ∑—由干线所带电动机额定功率之和，kW ； N U —额定电压，V ；
变压器保护定值整定
变压器定值整定说明 注：根据具体保护装置不同，可能产品与说明书有不符之处，以实际产品为主。 差动保护 （1）、平衡系数的计算 1 2 3 4 5 侧的二次电流。如果按上述的基准电流计算的平衡系数大于4，那么要更换基准电流I b，直到平衡系数满足 0.1 I n 为变压器的二次额定电流， K rel 为可靠系数，K rel =1.3—1.5； f i(n)为电流互感器在额定电流下的比值误差。f i(n)=±0.03（10P ），f i(n)=±0.01（5P ） ΔU 为变压器分接头调节引起的误差（相对额定电压）； Δm 为TA 和TAA 变比未完全匹配产生的误差，Δm 一般取0.05。 一般情况下可取： I op.0=（0.2—0.5）I n 。 （3） I res.0（4） a I Δm 2=0.05； b 、 式中的符号与三圈变压器一样。 最大制动系数为： K res.max =res unb.max rel I I K Ires 为差动的制动电流，它与差动保护原理、制动回路的接线方式有关，对对于两圈变压器I res = I s.max 。 比率制动系数： K= res.max res.0res.max op.0res.max /I I -1/I I -K 一般取K=0.5。 （5）、灵敏度的计算 在系统最小运行方式下，计算变压器出口金属性短路的最小短路电流I s.min ,同时计算相应的制动电流I res ；在动作特性曲线上查出相应的动作电流I op ；则灵敏系数K sen 为： K sen = op I I 要求K sen ≥（6）（7 式中：I K I e （81、低电压的整定和灵敏度系数校验 躲过电动机自起动时的电压整定： 当低电压继电器由变压器低压侧电压互感器供电时， U op=(0.5～0.6)U n 当低电压继电器由变压器高压侧电压互感器供电时， U op=0.7U n 灵敏系数校验 第1章输电线路保护配置与整定计算 重点：掌握110KV及以下电压等级输电线路保护配置方法与整定计算原则。 难点：保护的整定计算 能力培养要求：基本能对110KV及以下电压等级线路的保护进行整定计算。 学时：4学时 主保护：反映整个保护元件上的故障并能以最短的延时有选择地切除故障的保护称为主保护。 后备保护：主保护拒动时，用来切除故障的保护，称为后备保护。 辅助保护：为补充主保护或后备保护的不足而增设的简单保护。 一、线路上的故障类型及特征： 相间短路（三相相间短路、二相相间短路） 接地短路（单相接地短路、二相接地短路、三相接地短路） 其中，三相相间短路故障产生的危害最严重；单相接地短路最常见。相间短路的最基本特征是：故障相流动短路电流，故障相之间的电压为零，保护安装处母线电压降低；接地短路的特征： 1、中性点不直接接地系统 特点是： ①全系统都出现零序电压，且零序电压全系统均相等。 ②非故障线路的零序电流由本线路对地电容形成，零序电流超前零序电压90°。 ③故障线路的零序电流由全系统非故障元件、线路对地电容形成，零序电流滞后零序电压90°。显然，当母线上出线愈多时，故障线路流过的零序电流愈大。 ④故障相电压（金属性故障）为零，非故障相电压升高为正常运行时的相间电压。 ⑤故障线路与非故障线路的电容电流方向和大小不相同。 因此中性点不直接接地系统中，线路单相故障可以反应零序电压的出现构成零序电压保护；可以反应零序电流的大小构成零序电流保护；可以反应零序功率的方向构成零序功率方向保护。 2、中性点直接接地系统 接地时零序分量的特点： ①故障点的零序电压最高，离故障点越远处的零序电压越低，中性点接地变压器处零序电压为零。 ②零序电流的分布，主要决定于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关。 ③在电力系统运行方式变化时，如果输电线路和中性点接地的变压器数目不变，则零序阻抗和零序等效网络就是不变的。但电力系统正序阻抗和负序阻抗要随着系统运行方式而变化，将间接影响零序分量的大小。 ④对于发生故障的线路，两端零序功率方向与正序功率方向相反，零序功率方向实际上都是由线路流向母线的。 二、保护的配置 小电流接地系统（35KV及以下）输电线路一般采用三段式电流保护反应相间短路故障；由于小电流接地系统没有接地点，故单相接地短路仅视为异常运行状态，一般利用母线上的绝缘监察装置发信号，由运行人员“分区”停电寻找接地设备。对于变电站来讲，母线上出线回路数较多，也涉及供电的连续性问题，故一般采用零序电流或零序方向保护反应接地故障。 对于短线路、运行方式变化较大时，可不考虑Ⅰ段保护，仅用Ⅱ段+Ⅲ段保护分别 变压器差动保护整定计算 1. 比率差动 装置中的平衡系数的计算 1）．计算变压器各侧一次额定电流： n n n U S I 113= 式中n S 为变压器最大额定容量，n U 1为变压器计算侧额定电压。 2）．计算变压器各侧二次额定电流： LH n n n I I 12= 式中n I 1为变压器计算侧一次额定电流，LH n 为变压器计算侧TA 变比。 3）．计算变压器各侧平衡系数： b n n PH K I I K ?= -2min 2，其中)4,min(min 2max 2--=n n b I I K 式中n I 2为变压器计算侧二次额定电流，min 2-n I 为变压器各侧二次额定电流值中最小值，max 2-n I 为变压器各侧二次额定电流值中最大值。 平衡系数的计算方法即以变压器各侧中二次额定电流为最小的一侧为基准，其它侧依次放大。若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值大于4，则取放大倍数最大的一侧倍数为4，其它侧依次减小；若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值小于4，则取放大倍数最小的一侧倍数为1，其它侧依次放大。装置为了保证精度，所能接受的最小系数ph K 为，因此差动保护各侧电流平衡系数调整范围最大可达16倍。 差动各侧电流相位差的补偿 变压器各侧电流互感器采用星形接线，二次电流直接接入本装置。电流互感器各侧的极性都以母线侧为极性端。 变压器各侧TA 二次电流相位由软件调整，装置采用Δ->Y 变化调整差流平衡，这样可明确区分涌流和故障的特征，大大加快保护的动作速度。对于Yo/Δ-11的接线，其校正方法如下： Yo 侧： )0('I I I A A ? ??-= )0(' I I I B B ? ? ? -= )0('I I I C C ? ??-= Δ侧： 3/ )('c a a I I I ? ??-= 例1： 如图所示电力系统网络中，系统线电压为115kV l E =，内部阻抗.max =15s Z Ω，.min =12s Z Ω， 线路每公里正序阻抗1=0.4z Ω，线路长度L AB =80m, L BC =150m, rel 1.25K =Ⅰ,rel 1.15K =Ⅱ ,试保护1 的电流I 、II 保护进行整定计算。 解：1. 保护电流I 段保护整定计算 （1） 求动作电流 set.1 rel k.B.max rel s.min AB == 1.25 1.886kA +E I K I K Z Z ?? ==Ⅰ Ⅰ Ⅰ （2） 灵敏度校验 min .max set.1111=1539.54m 0.4s L Z z ???=-?=???????? min AB 39.5410049.480 L L =?=%%%>15% 满足要求 （3） 动作时间：1 0s t =Ⅰ 2. 保护1电流II 段整定计算 （1） 求动作电流 set.2rel k.C.max rel s.min AB BC == 1.250.7980kA +E I K I K Z Z Z ? ? ==+ⅠⅠⅠ s e t .1r e l s e t .2==1.15 0.798=0.9177kA I K I ?ⅡⅡⅠ （2） 灵敏度校验 k.B.min s.max AB I k.B.min sen set.1 1.223 = ==1.331 1.30.9177I K I >Ⅱ 满足要求 （3）动作时间： 1 20.5s t t t =+?=Ⅱ Ⅰ 例2:图示网络中，线路AB 装有III 段式电流保护，线路BC 装有II 段式电流保护，均采用两相星形接线方式。计算：线路AB 各段保护动作电流和动作时限，并校验各段灵敏度。 变压器保护的整定计 算 电力变压器的保护配置与整定计算 重点：掌握变压器保护的配置原则和差动保护的整定计算，理解三绕组变压器后备保护及过负荷保护配置 难点：变压器差动保护的整定计算 能力培养要求：基本能对变压器的保护进行整定计算方法。 学时：6学时 2.1 电力变压器保护配置的原则 一、变压器的故障类型与特征 变压器的故障可分为油箱内故障和油箱外故障两类，油箱内故障主要包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路，以及铁芯烧毁等。变压器油箱内的故障十分危险，由于油箱内充满了变压器油，故障后强大的短路电流使变压器油急剧的分解气化，可能产生大量的可燃性瓦斯气体，很容易引起油箱爆炸。油箱外故障主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。 电力变压器不正常的运行状态主要有外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流，负荷超过其额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面降低，以及过电压、过励磁等。 二、变压器保护配置的基本原则 1、瓦斯保护: 800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护用来反应变压器油箱内部的短路故障以及油面降低，其中重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧断路器，轻瓦斯保护动作于发出信号。 2、纵差保护或电流速断保护: 6300KVA及以上并列运行的变压器，10000KVA及以上单独运行的变压器，发电厂厂用或工业企业中自用6300KVA及以上重要的变压器，应装设纵差保护。其他电力变压器，应装设电流速断保护，其过电流保护的动作时限应大于0.5S。对于2000KVA以上的变压器，当电流速断保护灵敏度不能满足要求时，也应装设纵差保护。纵差保护用于反应电力变压器绕组、套管及引出线发生的短路故障，其保护动作于跳开变压器各电源侧断路器并发相应信号。 3、相间短路的后备保护: 相间短路的后备保护用于反应外部相间短路引起的变压器过电流，同时作为瓦斯保护和纵差保护（或电流速断保护）的后备保护，其动作时限按电流保护的阶梯形原则来整定，延时动作于跳开变压器各电源侧断路器，并发相应信号。一般采用过流保护、复合电压起动过电流保护或负序电流单相低电压保护等。 4、接地短路的零序保护: 对于中性点直接接地系统中的变压器，应装设零序保护，零序保护用于反应变压器高压侧（或中压侧），以及外部元件的接地短路。 5、过负荷保护: 微机继电保护整定计算举例 珠海市恒瑞电力科技有限公司 目录 变压器差动保护的整定与计算 (3) 线路保护整定实例 (6) 10KV变压器保护整定实例 (9) 电容器保护整定实例 (13) 电动机保护整定计算实例 (16) 电动机差动保护整定计算实例 (19) 变压器差动保护的整定与计算 以右侧所示Y/Y/△-11接线的三卷变压器为例，设变压器的额定容量为S(MVA)，高、中、低各侧电压分别为UH 、UM 、UL(KV)，各侧二次电流分别为IH 、IM 、IL(A)，各侧电流互感器变比分别为n H 、n M 、n L 。 一、 平衡系数的计算 电流平衡系数Km 、Kl 其中：Uhe,Ume,Ule 分别为高中低压侧额定电压（铭牌值） Kcth,Kctm,Kctl 分别为高中低压侧电流互感器变比 二、 差动电流速断保护 差动电流速断保护的动作电流应避越变压器空载投入时的励磁涌流和外部故障的最大不平衡电流来整定。根据实际经验一般取： Isd ＝（4－12）Ieb ／nLH 。 式中：Ieb ――变压器的额定电流； nLH ――变压器电流互感器的电流变比。 三、 比率差动保护 比率差动动作电流Icd 应大于额定负载时的不平衡电流，即 Icd ＝Kk ［ktx × fwc ＋ΔU ＋Δfph ］Ieb ／nLH 式中：Kk ――可靠系数，取（1.3～2.0） ΔU ――变压器相对于额定电压抽头向上（或下）电压调整范围,取ΔU ＝5%。 Ktx ――电流互感器同型系数；当各侧电流互感器型号相同时取0.5,不同时取1 Fwc ――电流互感器的允许误差；取0.1 Δfph ――电流互感器的变比（包括保护装置）不平衡所产生的相对误差取0.1； 一般 Icd ＝（0.2～0.6）Ieb ／nLH 。 四、 谐波制动比 根据经验，为可靠地防止涌流误动，当任一相二次谐波与基波之间比值大于15%－20%时，三相差动保护被闭锁。 五、 制动特性拐点 Is1＝Ieb ／nLH Is2＝（1～3）eb ／nLH Is1，Is2可整定为同一点。 kcth Uhe Kctm Ume Km **= 3**?=kcth Uhe Kctl Ule Kl 三段式电流保护整定计算实例： 如图所示单侧电源放射状网络，AB 和BC 均设有三段式电流保护。已知：1）线路AB 长20km ，线路BC 长30km ，线路电抗每公里欧姆；2)变电所B 、C 中变压器连接组别为Y ，d11，且在变压器上装设差动保护；3）线路AB 的最大传输功率为，功率因数，自起动系数取；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗欧，系统最小电抗欧。试对AB 线路的保护进行整 定计算并校验其灵敏度。其中25.1=I rel K ，15.1=II rel K ，15.1=III rel K ，85.0=re K 整定计算： ① 保护1的Ⅰ段定值计算 )( 1590)4.0*204.5(337 )(31min .)3(max .A l X X E I s s kB =+=+= )(1990159025.1) 3(max ,1A I K I kB I rel I op =?== 工程实践中，还应根据保护安装处TA 变比，折算出电流继电器的动作值，以便于设定。 按躲过变压器低压侧母线短路电流整定: 选上述计算较大值为动作电流计算值. 最小保护范围的校验： = 满足要求 ②保护1的Ⅱ段限时电流速断保护 与相邻线路瞬时电流速断保护配合 )(105084025.12A I I op =?= =×=1210A 选上述计算较大值为动作电流计算值，动作时间。 灵敏系数校验： 可见，如与相邻线路配合，将不满足要求，改为与变压器配合。 ③保护1的Ⅲ段定限时过电流保护 按躲过AB 线路最大负荷电流整定： )(6.3069.010353105.985.03.115.136max 1.A I K K K I L re ss III rel III op =??????== = 动作时限按阶梯原则推。此处假定BC 段保护最大时限为，T1上保护动作最大时限为，则该保护的动作时限为+=。 灵敏度校验： 近后备时： B 母线最小短路电流： 2三段式电流保护的整定计算 1、瞬时电流速断保护 整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流 整定计算公式： 式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取1.2～1.3。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验： 式中： X1— —线 路的 单位 阻抗， 一般 0.4Ω /KM； Xsmax ——系统最大短路阻抗。 要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护 整定计算原则： 不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故： 式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取1.1～1.2； △t——时限级差，一般取0.5S； 灵敏度校验： 规程要求： 3、定时限过电流保护 定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备 以及相邻线路或元件的远后备。 动作电流按躲过最大负荷 电流整定。 式中： KⅢrel——可靠系数，一般 取1.15～1.25； Krel——电流继电器返回系数，一般取0.85～0.95； Kss——电动机自起动系数，一般取1.5～3.0； 动作时间按阶梯原则递推。 灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。 式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电流。 要求：作近后备使用时，Ksen≥1.3～1.5 作远后备使用时，Ksen≥1.2 Beijing Jiaotong University 电力系统继电保护实验报告 三段电流保护实验 姓名： 学号： 班级：电气1103 实验指导老师：倪平浩 一、电力系统继电保护实验要求 ①认真预习实验，保证在进实验室前，要掌握继电保护实验基础知识，熟悉继电保护实验环境。 要有一份详细的预习报告，预习报告必须认真写，须包含自己设计的实验电路。不得有相同的或者复印的预习报告。如果没有预习报告、预习报告雷同或者复印预习报告，则报告相同的同学都不得进入实验室做实验，回去重新预习，以后约时间做实验。 ②实验过程中要认真记录数据和实验中出现的问题，积极思考实验中的问题，可以讨论，但不能大声喧哗，不得做与实验无关的事情。 ③实验报告要认真写，要写出调试过程的问题，分析问题原因，和如何解决问题，不得抄袭。 ④保持实验室卫生，不得在实验室里乱丢弃垃圾。实验结束后，把实验桌周围的垃圾打扫干净。 二、电力系统继电保护常用继电器 1、电流继电器 电流继电器装设于电流互感器二次回路中，当电流大于继电器动作电流时动作，经跳闸回路作用于断路器跳闸。 结构图内部接线图 1．电磁铁2．线圈3．Z型舌片 4．弹簧5．动触点6．静触点 8．刻度盘9．舌片行程限制杆 7．整定值调整把 手 10．轴承 图13－1 DL-11型电流继电器结构图 动作原理： 如图13－1，当继电器线圈回路（图中2）中有电流通过时，产生电磁力矩，使舌片（图中3）向磁极靠近，但由于舌片转动时必须克服弹簧（图中4）的反作用力，因此通过线圈的电流必须足够大，当大于整定的电流值时（图中7、8），产生的电磁力矩使得舌片足以克服弹簧阻力转动，使继电器动作，接点闭合（图中5、6）。 4、下图所示网络，其中各条线路均装设三段式电流保护。试整定线路AB装设的三段式电流保护（计算三段式电流保护中各段动作电流、动作时限并校验灵敏性）。 s s .s x min .s x 已知:线路AB正常运行时流过的最大负荷电流为230A； B、C、D母线处发生短路故障时的最大及最小短路电流分别为A k 509 .1 )3( max . = KB I、A k 250 .1 )2( min . = KB I，A k 722 .0 )3( max . = KC I、A k 612 .0 )2( min . = KC I，A k 638 .0 )3( max . = KD I、A k 542 .0 )2( min . = KD I；整定计算使用的可靠系数：25 .1 = I rel K、1.1 = II rel K、15 .1 = III rel K； 自启动系数：5.1 A = st K；返回系数85 .0 = re K；时间级差s5.0 = ?t；并且，电流II段的灵敏度系数应大于1.2，电流III段作为远后备及近后备时的灵敏度系数应分别大于1.1、1.5。 解：对保护1的三段式电流保护进行整定计算。 （1）电流I段（瞬时电流速断保护）： 动作电流计算，kA 886 .1 509 .1 25 .1 )3( max . 1. = ? = = KB I rel I op I K I 动作时限计算，s0 1 = I t 校验灵敏性， 最小保护范围计算为： % 5. 51 % 100 ] 14 886 .1 2 3 115 3 [ 80 4.0 1 % 100 ] 2 3 [ 1 (%) max . 1. 1 min . = ? - ? ? ? ? = ? - = s I op AB p x I E l x lφ % 20 ~ 15 (%) min . > p l，可见满足要求。 （2）电流II段（限时电流速断保护）： 动作电流计算， (1)与保护2的I段配合时：kA 993 .0 ) 722 .0 25 .1( 1.1 2. 1. = ? ? = =I op II rel II op I K I (2)与保护3的I段配合时：kA 877 .0 ) 638 .0 25 .1( 1.1 3. 1. = ? ? = =I op II rel II op I K I 取大者，于是kA 993 .0 1. = II op I 变压器保护 一、变压器可能发生的故障和异常情况 (一)变压器的内部故障：指变压器油箱里面发生的各种故障。 (1)主要故障类型： 各相绕组之间的相间短路 油箱内部故障单相绕组部分线匝之间的匝间短路 单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障 (2)内部故障的危害：因为短路电流产生的高温电弧不仅会烧毁绕 组绝缘和铁芯，而且会使绝缘材料和变压器油受热分解而产生大量气体，有可能使变压器外壳局部变形破裂，甚至发生油箱爆炸事故。因此，当变压器内部发生严重故障时，必须迅速将变压器切除。 (二)变压器的外部故障：系指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障。 (1)主要故障类型： 引出线之间发生的相间短路 油箱外部故障 绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地（通过外壳）短路 (三)变压器的异常情况：由于外部短路或过负荷而引起的过电流、油箱漏油而造成的油面降低、变压器中性点电压升高、由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁等。 二、变压器保护的配置 (一)瓦斯保护:防御变压器油箱内各种短路故障和油面降低 重瓦斯跳闸 轻瓦斯信号 (二)差动保护或电流速断保护:防御变压器绕组和引出线的多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路 (三)相间短路的后备保护：防御变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护（或电流速断保护）的后备。 (四)零序电流保护：防御大接地电流系统中变压器外部接地短路。 (五)过负荷保护：防御变压器对称过负荷 (六)过励磁保护：防御变压器过励磁 三、变压器纵差动保护 (一)变压器纵差动保护的作用及保护范围 变压器纵差动保护作为变压器的主保护，其保护区是构成差动保护的各侧电流互感器之间所包围的部分。包括变压器本身、电流互感器与变压器之间的引出线。 (二)变压器纵联差动保护的原理 段式电流保护的整定及 计算 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8- 2三段式电流保护的整定计算1、瞬时电流速断保护整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流整定计算公式： 式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取～。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验： 式中： X1——线路的单位阻抗，一般Ω/KM； Xsmax —— 系统 最大 短路 阻 抗。 要求 最小 保护 范围 不得 低于 15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护 整定计算原则：不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故： 式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取～； △t——时限级差，一般取；灵敏度校验： 规程要求：3、定时限过电流保护定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备以及相邻线路或元件的远后备。动作电流按躲过最大负荷电流整定。 式中： KⅢrel——可靠系数，一般取～； Krel——电流继电器返回系数，一般取～； Kss——电动机自起动系 数，一般取～；动作时间 按阶梯原则递推。 灵敏度分别按近后备和远 后备进行计算。 式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短 路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电 流。 要求：作近后备使用时，Ksen≥～ 作远后备使用时，Ksen≥注意：作近后备使用时，灵敏系数校验点取本条线路最末端；作远后备使用时，灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端； 4、三段式电流保护整定计算实例 如图所示单侧电源放射状网络，AB和BC均设有三段式电流保护。已知：1）线路AB长20km，线路BC长30km，线路电抗每公里欧姆；2)变电所B、C中变压器连接组别为Y，d11，且在变压器上装设差动保护；3）线路AB的最大传输功率为，功率因数，自起动系数取；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗欧，系统最小电抗欧。试对AB线路的保护进行整定计算并校验其灵敏度。 解：（1）短路电流计算注意：短路电流计算值要注意归算至保护安装处电压等级，否则会出现错误；双侧甚至多侧电源网络中，应取流经保护的短路电流值；在有限系统中，短路电流数值会随时间衰减，整定计算及灵敏度校验时，精确计算应取相应时间处的短路电流数值。 B母线短路三相、两相最大和最小短路电流为： =1590（A） 一、1#主保护电流速断电流定值 1、差动电流速断电流定值: I ins=K rel×I umax÷K i =1、2×6×92、5÷40 =16、5 实取16 其中:K rel——————可靠系数取1、2～1、3 实取1、2 I umax—————空载合闸最大励磁涌流取额定电流的6～8倍实取6 额定电流为92、5A K i———————电流互感器变比200/5 2、比率差动保护: ①差动电流起始电流定值 I cdo=K k×(F ctw+⊿U/2+F wc)×I e×√3÷K i =2×(0、1+0、05+0、05)×92、5×√3÷40=1、59 实取1、6 其中:K k—————可靠系数取1、5～2 实取2 F ctw————CT误差取0、1 ⊿U/2————变压器分解头最大调整范围实为±5% F wc—————为保护本身误差取0、05 I e——————高压侧额定电流实为92、5A K i——————电流互感器变比200/5 ②比率制动系数: K cof= K k×(F ctw+⊿U/2+F wc) =2×(0、1+0、05+0、05)=0、4 实取0、5 说明:若K cof小于0、5时则取0、5 ③谐波制动系数: K2———————一般取0、13～0、15 实取0、13 为避免励磁涌流引起保护误动,遵循按相闭锁原则采用二次谐波闭锁功能 ④幅值补偿系数: 高压侧额定电流为92、5A 高压侧互感器变比为200/5 低压侧额定电流为513A 低压侧互感器变比为600/5 I HE为高压侧一次电流I HE=92、5÷40×√3=4 (相位补偿后) I LE为低压侧一次电流I LE=513÷120×√3=7、404 (相位补偿后) C OFL低压侧补偿系数: C OFL= I HE÷I LE=4÷7、404=0、54 =4÷7、404=0、54 实取0、94 C OFH高压侧补偿系数C OFH实取1 脱硫变保护定值计算书 批准： 审核： 初审： 计算： 脱硫73B 、74B 保护采用南京东大金智电气有限公司生产的WDZ-400系列综合保护。 一、脱硫变73B 保护定值计算书 1.脱硫变73B 基本参数 1.1额定容量：Se=2500KV A 1.2额定电压：Ue=6300/400V 1.3额定电流：Ie=229.1/3608.4A 1.4阻抗电压：Ud=6.17% 1.5连接组别：DYn11 1.6高压侧CT 变比：300/5 1.7低压侧CT 变比：5000/1 1.8低压侧零序CT 变比：5000/5 2、脱硫变73B 保护定值计算 2.1、WDZ －440EX 低压变压器综合保护测控装置定值计算 1）高压侧速断保护定值： 73B 折算至100MV A 的阻抗为：3X ＝ 5 .2100 10017.6?＝2.468 a ：变压器低压母线三相短路电流max .)3(K I 计算： 由#2厂高变供电时短路电流最大，故： max .)3(K I ＝ 03334.0468.272527.029410.09160+++＝0.03334 2.774669160 ＋＝3262A b ：变压器高压侧出口三相短路电流计算： max .)3(K I ＝ 0.0333472527.029410.09160＋+＝34 .09160 ＝26941A c ：变压器低压母线单相接地短路电流计算： K I ）（1＝ ∑ ∑+?0123X X I bs =468.292.808291603???＋＝27.82827480 ＝987A 高压侧短路保护定值整定原则； a ：按躲过低压母线三相短路电流计算： op I ＝rel K max .)3(K I ＝1.3×3262＝4240.6A b ：按躲过励磁涌流计算： op I ＝K TN K =12×229.1＝2749.2A c ：高压侧短路保护二次动作电流计算。一次动作电流取4240.6A ，则二次动作电流为： op I ＝4240.6/60＝70.67A ，取71A 。 灵敏度检验：变压器高压侧入口短路时灵敏度为： ） （2sen K ＝0.866× 60 7126941 ?＝6.32＞2，满足要求。： 高压侧短路保护时间op t ，取装置最低值0.04S 。 2）高压侧过流保护定值： 按躲过最大负荷电流整定，Idz ＝ a f K n K Ifh K max . a ：对并列运行变压器，应考虑切除一台时所出现的过负荷 max .Ifh ＝1*-n Ie n ＝1 21 .229*2-＝458.2A Idz ＝ a f K n K Ifh K max .＝60*9.02 .458*2.1＝10.2A 灵敏度检验：按低压母线上发生两相短路时产生的最小短路电流来校验 K lm =op I I ) 2(min = 5.173.460 2.10)468.227725.09160 866.0≥=??+?（ 式中 )2(op I ------低压母线两相短路电流。 满足要求。 高压侧过流保护时间：1S 3）高压侧过负荷保护定值： 高压侧定时限过负荷保护定值： a ：按躲过变压器额定电流整定： 35kV高压进线线三段式电流保护和整定计算 对 35～63kV 线路，可按下列要求装设相间短路保护装置： 1) 对单侧电源线路可采用一段或两段电流速断或电流闭锁电压速断作主保护，并应以带时限过电流保护作后备保护。当线路发生短路，使发电厂厂用母线电压或重要用户母线电压低于额定电压的 60%时，应能快速切除故障。 2)35kV线路相间短路的电流保护35kV线路继电保护的主体。电流保护多采用三段式，即由电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护组成。电流速断保护（也称为Ⅰ段）动作时间短，速动性好，但其动作电流较大，某些情况下不能保护线路全长；限时电流速断保护（也称为Ⅱ段）有较短的动作时限，而且能保护线路全长，却不能作为相邻线路的后备保护；定时限过电流保护（也称为Ⅲ段）的动作电流较前两段小，保护范围大，既能保护本线路全长又能作为相邻线路的后备保护。 7.3.1 第一段无时限电流速断保护 1) 应躲过进线末端K2点的最大三相短路电流整定。 其中： Iact保护装置的动作电流，又叫做一次动作电流 ——K2点的最大三相短路电流 Krel——可靠系数，一般取1.25～1. 5 2) 继电器的动作电流为： （7.2） 其中：Kco——接线系数，本设计中取1 KLH——电流互感器TA的变流比 考虑到系统发展时仍能适应，选用DL-11/50型电流继电器，其动作电流的整定范围为12.5～50A，故动作电流整定值为40A。 3) 第一段的灵敏性通常用保护范围的大小来衡量，根据本设计的数据，按线路首端（d1点）短路时的最小短路电流校验灵敏系数。 （7.3） 其中：Ksen——灵敏系数 不满足要求，因此必须进一步延伸电流速短的保护范围，使之与下一条线路的限时电流速断相配合，这样其动作时限就应该选择得比下一条线路限时速断的时限再高一个 所以动作时限整定为： = +2 =1.0 s （7.4） 变压器保护定值整定 变压器定值整定说明 注：根据具体保护装置不同，可能产品与说明书有不符之处，以实际产品为主。 差动保护 （1）、平衡系数的计算 对上述表格的说明： 1、Sn为计算平衡系数的基准容量。对于两圈变 压器Sn为变压器的容量；对于三圈变压器Sn 一般取变压器高压侧的容量。 2、U h、U m、Ul分别为变压器高压侧、中压侧、低 压侧的实际运行的电压。 3、n ha、n ma、n la分别为高压侧、中压侧、低压侧的 TA变比。 4、TA的二次侧均接成“Y”型 5、I b为计算平衡系数的基准电流，对于两圈变 压器，I b取高压侧的二次电流；对于三圈变压器I b一般取低压侧的二次电流。如果按上述的基准电流计算的平衡系数大于4，那么要更换基准电流I b，直到平衡系数满足0.1 Δm为TA和TAA变比未完全匹配产生的误差，Δm一般取0.05。 一般情况下可取： I op.0=（0.2—0.5）I n 。 （3）最小制动电流的整定 I res.0 = Na 1.0)In - (0.8。 （4）、比率制动系数K的整定最大不平衡电流的计算 a、三圈变压器 I unb.max =K st K aper f i I s.max +ΔU H I s.H.max +ΔU M I s.M.max + Δm1I s.1.max+Δm2I s.2.max 式中： K st 为TA的同型系数，K st =1.0 K aper 为TA的非周期系数，Kaper=1.5—2.0（5P或10P型TA）或Kaper=1.0（TP型TA） f i 为TA的比值误差， f i =0.1； I s.max 为流过靠近故障侧的TA的最大外部短路周期分量电流； I s.H.max 、I s.M.max 分别为在所计算的外部短路 时，流过调压侧（H、M）TA的最大周期分量电流；三段式电流保护的整定及计算范文
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