急急急求变电站微机综合保护定值计算方面的高手12
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发布时间：2023-09-14 02:45
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时间：2024-12-02 16:28
随着自动控制技术的发展，采用计算机技术实现其基本原理的微机智能型综合保护装置在公司得到了广泛应用，既不同于传统的电磁继电器，又不同于采用模拟电子技术的集成电路形式的继电器，因而有些功能的实现方式较以往也有不同，并且增加了一些传统继电器（如GL、DL）所不具备的功能。这样一来，使用新型综合保护装置在计算保护定值时遇到许多困惑，因为目前没有完整的保护整定计算的参考书。为了使大家对综合保护装置的整定计算有所了解和掌握， 我结合过去整定计算的经验和有关综合保护装置的功能及保护整定计算的有关规定，对保护整定计算进行了总结形成此扁文章，不同厂家的保护装置对保护功能设置及各参数选择也许不同，但基本上大同小异。本文只对常用设备保护进行了论述及未对短路电流进行计算，仅供大家参考。
线路保护整定计算
降压变电所引出10KV电缆线路,线路接线如下图所示:
已知条件:
最大运行方式下,降压变电所母线三相短路电流为5500A,配电所母线三相短路电流为5130A，配电变压器低压侧三相短路时流过高压侧的电流为820A。
最小运行方式下,降压变电所母线两相短路电流为3966A,配电所母线两相短路电流为3741A，配电变压器低压侧两相短路时流过高压侧的电流为689A。
电动机起动时的线路过负荷电流为350A，10KV电网单相接地时最小电容电流为15A，10KV电缆线路最大非故障接地时线路的电容电流为1.4A。系统中性点不接地。A、C相电流互感器变比为300/5，零序电流互感器变比为50/5。
整定计算（计算断路器DL1的保护定值）
1、瞬时电流速断保护
瞬时电流速断保护按躲过线路末端短路时的最大三相短路电流整定，保护装置的动作电流 ，取110A
保护装置一次动作电流
灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验：
由此可见瞬时电流速断保护不能满足灵敏系数要求，故装设限时电流速断保护。
2、限时电流速断保护
限时电流速断保护按躲过相邻元件末端短路时的最大三相短路时的电流整定，则保护装置动作电流
，取20A
保护装置一次动作电流
灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验：
限时电流速断保护动作时间取0.5秒。（按DL2断路器速断限时0秒考虑，否则延时应为：t1=t2+Δt）
3、过电流保护
过电流保护按躲过线路的过负荷电流来整定，则保护动作电流
，取8A
式中：Kn为返回系数，微机保护的过量元件返回系数可由软件设定，一般设定为0.9。
过电流保护一次动作电流
保护的灵敏系数按最小运行方式下线路末端两相短路电流来校验
在线路末端发生短路时,灵敏系数为
在配电变压器低压侧发生短路时,灵敏系数为
保护动作延时应考虑与下级保护的时限配合，t1=t2+Δt，Δt取0.5秒。
4、单相接地保护
单相接地保护按躲过被保护线路最大非故障接地的线路电容电流整定并按最小灵敏系数1.25校验。
按躲过被保护线路电容电流的条件计算保护动作电流(一次侧):
(：可靠系数，瞬动取4-5，延时取1.5-2)
此处按延时1秒考虑，取2，则
校验灵敏度系数：=15/2.8=5.36>1.25
注意：由于在很多情况下零序CT变比不明确，可以实测整定：从零序CT一次侧通入2.8A电流，测零序CT二次侧电流是多少，此电流即为微机保护零序定值。
5、 低周减载
低周减载动作的频率整定值：整定范围（45-49.5）Hz，级差0.01 Hz
低周减载动作的延时整定值：整定范围（0-10）S，级差0.01 S
滑差闭锁定值：整定范围（2-5）Hz /S。出厂前设定为3 Hz /S
低周减载欠压闭锁值：整定范围（10-90）V， 级差0.01V
低周减载欠流闭锁值：整定范围（0.2-5）A， 级差0.01A
以上定值是用户根据系统参数计算或由上级调度下达的，本文不再举例。
变压器保护整定计算
10 / 0.4KV车间配电变压器的保护。
已知条件：
变压器为SJL1型，容量为630KVA，高压侧额定电流为36.4A，最大过负荷系数为3，正常过负荷系数为1.2。
最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的短路电流为712A。
最小运行方式下变压器高压侧两相短路电流为2381A，低压侧两相短路时流过高压侧的短路电流为571A。
最小运行方式下变压器低压侧母线单相接地短路电流为5540A。
变压器高压侧A、C相电流互感器变比为100/5，低压侧零序电流互感器变比为300/5。
整定计算：
1、高压侧电流速断保护
电流速断保护按躲过系统最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的短路电流来整定，保护动作电流
，取55A
保护一次动作电流
电流速断保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流校验
电流速断保护动作时限取0秒。
2、高压侧过电流保护
若考虑定时限，过电流保护按躲过可能出现的最大过负荷电流来整定，保护动动作电流
，取7A
式中：Kh为返回系数，微机保护过量元件的返回系数可由软件设定，被设定为0.9。
保护动作一次电流
过电流保护的灵敏系数按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进行校验
过电流保护动作时限取0.5秒（与下级保护动作时限相配合，考虑车间变压器一般为末端负荷，故取0.5秒）。
若考虑反时限，过电流定值一般按变压器正常过载能力考虑，保护动作电流：
，取3.16A
保护动作一次电流：
校验灵敏度系数：
反时限时间常数整定：按超过变压器正常过载能力1.1倍过电流时，变压器可运行600秒考虑，则：
3、高压侧不平衡电流保护
对于变压器的各种不平衡故障（包括不平衡运行，断相和反相），微机保护设置了不平衡电流保护。
根据微机保护“不平衡电流保护”功能软件的算法，一般我们推荐保护定值为（0.6～0.8）Ieb，为防止变压器空投时由于三相合闸不同期而引起误动，推荐延时不小于0.2S。对本侧，计算如下：
，取1.46A
保护一般动作电流：
延时取0.5S。
4、高压侧零序过电流
根据规程规定，10KV/0.4KV变压器高压侧不设零序保护。如果需设此保护，则可能是系统接线较复杂，按规程规定应设零序，但规程程列举的计算方法罗列了许多情况，本例不再一一列举，可根据规程计算即可。
5、低压侧零序过流保护
可利用高压侧过电流保护兼作低压侧单相接地保护，如果校验灵敏度不满足要求，则应设低压侧零序过电流保护，计算如下：
按以下两个原则计算，比较后取较大值：
①躲过正常运行时中性线上最大不平衡电流；
②与下线支线零序电流保护定值相配合。
本例车间变压器为末级负荷，故只计算①即可。
，取5A
保护的一次动作电流
保护的灵敏系数按最小运行方式下，低压侧母线或母干线末端单相接地时，流过高压侧的短路电流来校验：
低压侧单相接地保护动作时限取0.5秒。
低压侧单相接地保护动作时限的整定原则：
①如果变压器一次开关选择的是F-C回路，则该时限的选择应与熔断器的熔丝熔断时间相配合，即要在熔丝熔断前动作。
②如果变压器一次开关选择的是断路器，则与下一级出线的接地保护时间上配合，即大于下级出线接地保护的动作时限一个级差（0.5S）。本例变压器为末级负荷，可选0.5S延时。
6、瓦斯保护
变压器应装设瓦斯保护，其动作接点通过瓦斯继电器接点保护装置开入量（本体保护）由保护装置动作出口或发信号。
电动机保护整定计算
已知参数：电动机额定电压6KV，额定功率650KW，COSφ=0.89，运行额定电流75.5A，启动时间4.5S，启动电流453A，故障单相接地电流15A，最大过负荷电流113A，CT变比100/5。
根据电动机微机保护的原理，在所有的整定值计算之前需先计算。
：装置的设定电流（电动机实际运行电流反应到CT二次侧的值）
1、电流速断保护（正序速断）
按躲过电动机起动电流来整定：
， ：可靠系数
微机保护的速断定值可将起动时间内和起动时间后分别整定，故需计算两个速断定值:
①起动时间内，推荐取1.8，则
②起动时间后：由于起动时间后电动机运行电流降为额定电流，对非自起动电机，为防止起动时间之后电动机仍运行在起动电流水平上，推荐使用下式：
， 取0.8
则：
对需自起动电机，起动时间后的电流速断定值建议使用下式：
， 取1.3
则：
速断延时0秒。
2、负序过流保护
根据微机保护软件程序中负序电流的算法不同，推荐使用下式： ， 取0.8
则：
为防止合闸不同期引起的负序电流，推荐延时不小于0.2秒。本例取0.3秒。
3、接地保护
当接地电流大于10A时，才需设单相接地保护，公式为：
式中：：可靠系数，若取不带时限的接地保护，取4～5，若带0.5秒延时，取1.5～2。
：该回路的电容电流
对本例，拟取带延时的接地保护，延时0.5秒，
注意：为一次零序电流，但保护装置要求输入的定值是二次侧定值，故应将30A换算成二次电流。由于零序CT变比不明，故需用户实际整定时，按计算的一次电流实测二次零序电流，将测得的值输入保护装置。
4、堵转保护
堵转电流按躲过最大过负荷整定，推荐使用下式：
式中：：可靠系数，取1.3。
：最大过负荷电流
则： ，取8A
堵转延时推荐使用1秒。
5、过负荷（过热）保护
不同微机保护的过负荷判据不同，以珠海万利达公司装置为例：
t---- 保护动作时间(s)
---- 发热时间常数
----电动机运行电流的正序分量（A）
----电动机运行电流的负序分量（A）
----装置的设定电流（电动机实际运行额定电流反应到CT二次侧的值）
---- 正序电流发热系数，启动时间内可在0～1范围内整定，级差0.01，启动时间过后自动变为1
---- 欠序电流发热系数，可在0～10的范围内整定，若无特殊说明，出厂时整定为6。
K1的整定：由于起动时间内电动机起动电流较大，为防止起动过程中电动机过负荷保护动作，一般K1整定为0.3。
K2的整定：由于一般情况下电动机负序阻抗与正序阻抗之比为6，故一般情况下设为6。也可根据具体实例正序阻抗之比来整定。
τ1的整定：按电动机最多可连接起动二次考虑，即 , 时，热保护动作时间 秒，则：
取
6、起动时间
按电动机起动时间乘1.2可靠系数整定：
秒， 取6秒
7、低电压保护
低电压保护的整定条件有以下几条：
①按保证电动机自起动的条件整定，即
---- 保证电动机自起动时，母线的允许最低电压一般为（0.55～0.65）Ue
Kk----可靠系数，取1.2
Kf----返回系数，取0.9
②按切除不允许自起动的条件整定，一般取(0.6～0.7) Ue
以上两种整定值均取0.5秒的延时，以躲过速断保护动作及电压回路断线引起的误动作。
③根据保安条件，在电压长时间消失后不允许自起动的电动机。电压保护动值一般取(0.25～0.4) Ue，失压保护时限取6～10秒。
④具有备用设备而断开的电动机，失压保护整定为(0.25～0.4) Ue，动作时限取0.5秒。
用户根据实际电动机的用途（自起动与否）自行选择整定条件。
对不同公司的电动机微机保护装置，保护需整定的参数及计算原理不同，应参照产品说明书进行整定计算。
