电力变压器的继电保护整定值计算

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1、电力变压器的继电保护整定值计算一电力变压器的继电保护配置变压器 容量kVA带时限的过电电流速断保护纵联差动保护保护装置名称低 压 侧 单相 接 地 保过负荷保护瓦 斯 保 护温度保护备注流保护护400 315 kVA一般用高的 车 间 内压熔断器油 浸 变 压保护器装设400630高压侧采高压侧采装设并列运一 般 用800用断路器用断路器行的变装设GL 型 继时装设且过电流压器装电器兼作保护时限设， 作过电流及 0.5s为其他电流速断时装设备用电保护10001600过电流保源的变装设20235000护时限当电流速压器，0.5s 时断保护不依据过装设装设能满足灵负荷的敏性要求可能性时装设装设单独

2、运行的变压器并列运行的变压器5000kVA 的单或负荷不或重要变相变压器太重要的压器或当宜装设远变压器装电流速断距离测温设保护不能装置，满足灵敏8000性要求时kVA 的变装设压器宜装6300800010000装设装设装设装设设远距离测温装置注 1： 当带时限的过电流保护不能满足灵敏性要求时，应承受低电压闭锁的带时限的过电流保护。 当利用高压侧过电流保护及低压侧出线断路器保护不能满足灵敏性要求时，应装设变压器中性线上的零序过电流保护。 低压电压为 230/400V 的变压器，当低压侧出线断路器带有过负荷保护时，可不装设专用的过负荷保护。 密闭油浸变压器装设压力保护。 干式变压器均应装设温度保护

3、。注 2：电力变压器配置保护的说明（1） 配置保护变压器内部各种故障的瓦斯保护，其中轻瓦斯保护瞬时动作发出信号， 重瓦斯保护瞬时动作发出跳闸脉冲跳开所连断路器。（2） 配置保护变压器绕组和引线多相短路故障及绕组匝间短路故障的纵联差动保护或者电流速断保护，瞬时动作跳开所连断路器。（3） 配置保护变压器外部相间短路故障引起的过电流保护或复合电压启动过电流保护。（4） 配置防止变压器长时间的过负荷保护，一般带时限动作发出信号。（5） 配置防止变压器温度上升或冷却系统故障的保护，一般依据变压器标准规定，动作后发出信号或作用于跳闸。（6） 对于 110kV 级以上中性点直接接地的电网，要依据变压器中性点

4、接地运行的具体状况和变压器的绝缘状况装设零序电流保护或零序电压保护，一般带时限动作 作用于跳闸。注 3：过流保护和速断保护的作用及范围 过流保护：可作为本线路的主保护或后备保护以及相邻线路的后备保护。它是依据躲过最大负荷电流整定，动作时限按阶段原则选择。 速断保护：分为无时限和带时限两种。a. 无时限电流速断保护装置是依据故障电流整定的，线路有故障时，它能瞬时动作， 其保护范围不能超出本线路末端，因此只能保护线路的一局部。b. 带时限电流速断保护装置，当线路承受无时限保护没有保护范围时，为使线路全长都能得到快速保护，常常承受略带时限的电流速断与下级无时限电流速断保护相协作，其保护范围不仅包括整

5、个线路，而且深入相邻线路的第一级保护区，但不保护整个相邻线路，其动作时限比相邻线路的无时限速断保护大一个时间级。二电力变压器的继电保护整定值计算 计算公式中所涉及到的符号说明在继电保护整定计算中，一般要考虑电力系统的最大与最小运行方式。最大运行方式是指在被保护对象末端短路时，系统等值阻抗最小，通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。最小运行方式是指在上述同样短路状况下， 系统等值阻抗最大，通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。S1 r T 变压器的额定容量，kVA2电力系统继电保护整定值计算 【流莽】整理32U 1rT 变压器的高压侧额定电压，kV3U 2rT 变压器的低压侧额定电压，kVT

6、（4） I 1rT（5） I 2ru（6） k变压器的高压侧额定电流，A变压器的低压侧额定电流，A00 变压器的短路电压即阻抗电压百分值（7） K rel 牢靠系数，用于过电流保护时，DL 型继电器取 1.2 和 GL 型继电器取 1.3 ；用于电流速断保护时，DL 型继电器取 1.3 和 GL 型继电器取 1.5.用于低压侧单相接地保护时在变压器中性线上装设的取1.2，用于过负荷保护时取1.051.1，而微机保护的牢靠系数大约为 1.051.2注：继电保护整定牢靠系数 K rel 的选取应考虑的因素 依据短路电流整定的无时限保护，应选用较小的系数。 依据与相邻保护的整定值协作整定的保护，应选

7、用较小的系数。 保护动作速度较快时，应选用较大的系数。 不同原理或不同类型的保护之间整定协作时，应选用较大的系数。 运行中设备参数有变化或难以准确计算时，应选用较大的系数。 在短路计算中，当有零序互感时，因犯难以准确计算，故应选用较大的系数。 在整定计算中有误差因素时，应选用较大的系数。3（8） Kjx 接线系数，接于相电流时取 1，接于相电流差时取（9） Kr 继电器返回系数，取 0.85动作电流注：返回系数 Kr 是指返回量与动作量的比值。因此对于用于过量动作的继电器 Kr1；对于用于欠量动作的继电器 Kr 1.返回系数 K r 与继电器的类型有关。电磁型继电器的返回系数大约为 0.85；

8、而微机保护的返回系数大约为 0.90.95.（10） Kgh 过负荷保护系数，包括电动机自起动引起的过电流倍数，一般取 23， 当无自起动电动机时取 1.31.5；而微机保护的过负荷保护系数(工业配电)取 3， 民用配电取 1.52（11） K T 变压器的高、低压侧额定电压比线电压。sen（12） K灵敏系数TA（13） n电流互感器变比I（14） op 保护装置一次动作电流I（15） opk 保护装置动作电流16I 2k 2min 最小运行方式下，变压器低压侧两相短路时流过高压侧保护安装处 的稳态电流（17） IIk 3max三相对称短路电流初始值超瞬态短路电流（18） 2k 3max 最

9、大运行方式下，变压器低压侧三相短路时流过高压侧保护安装处的超瞬态电流（19） 19I 1k 2min 最小运行方式下，保护装置安装处两相短路时的超瞬态电流 涉及到的计算公式（1） 变压器的额定容量计算公式S=rT*U* IS=31rT1rTrT*U* I32rT2rT（2） 变压器低压侧三相短路电流阅历计算公式I k 3max= 100 * Iu0k2 rT0（3） 过电流保护整定值计算公式I 保护装置的动作电流 opk应躲过可能消灭的过负荷电流，其计算公式为K* II= K* K*gh1rTopkreljxK* nrTA 保护装置的灵敏系数 Ksen4电力系统继电保护整定值计算 【流莽】整理

10、5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保护安装处的短路电流校验，其校验公式为IK= 2k 2min 1.5senIopI其中保护装置一次动作电流为 op ，其计算公式为nI= Iopopk* TAKjx 保护装置的动作时限应与下一级保护动作时限相协作，一般取 0.50.7s（4） 电流速断保护整定值计算公式op k 保护装置的动作电流 I应躲过低压侧短路时，流过保护装置的最大短路电流，其计算公式为I Iopk= Krel* K*2k 3maxjxnTA 保护装置的灵敏系数 Ksen按电力系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流校验，其校验公式为I K= 1k 2min 2

11、senIopI其中保护装置一次动作电流为 op ，其计算公式为nI= Iopopk* TAKjx 保护装置的动作时限变压器电流速断保护装置动作时限分为 t=0s速断跳闸和t=0.5s延时速断跳闸两种。（5） 电力变压器低压侧短路时流过高压侧的最大一相电流值承受三相式保护计算点低 压侧 短路 时的 实际值流 过高 压侧保护 安装处 的 折算值三相短路电流AI k 3max二相短路电流A单相接地短路电流AIIk 2mink1minI 2k 3max =1K* Ik3maxI 2k 2min =1* Ik 2minI 2k1min =2* Ik minTKT3KT( 变压器组别 Yyn0 )( 变压

12、器组别 Yyn0 )( 变压器组别 Yyn0 )I 2 3max =1kK* I 3maxkI=T2k 2min23 * K* Ik 2minI2k1 min=1* I k minT3 * KT( 变压器组别 Dyn11 )( 变压器组别 Dyn11 )( 变压器组别 Dyn11 )I 12k 3max=K* I k 3maxTI=23 * K* I2k 2mink 2min( 变压器组别 Yd11 )T( 变压器组别 Yd11 )（6） 低压三相和二相短路电流的计算序号1物理量名称计算公式说明三相对称短路电流初始值kAIk 3=c *Un U n短路计算点所在3 *(R 2S + X 2S

13、)电网的标称电压380V23三相对称开断电流有效值kA三相短路电流峰值kA对远离发电机端短路， Ib3 = I k3ip3 =2 * K p * Ik3 Kp峰值系数K p = 1 + e-p *RS / X Sc短路计算电压系4三相稳态短路电流有效值kA 对远离发电机端短路，Ik 3 = I k3数，取平均值 1.055两相稳态短路电流有效值kA对 远 离 发 电 机 端 短 路 ，I k 2 = 0.866 * Ik 3（7） 高压三相短路电流与短路容量的计算6序物理量名称号电力系统继电保护整定值计算 【流莽】整理7计算公式说明1 三相对称短路电 流 初 始 值kAIk3 =*XIdS U

14、 n 短路计算点所在电网的标称电压kV K p峰值系数b2 三相对称开断I 3电流有效值 对远离发电机端短路，kA= I k3pK= 1 + e -p * RS / X S3 三相短路电流峰值kAip3=2 * K p* Ik3对高压电路：1R S 远远小于 3 *X S ,4 三相稳态短路电流有效值kA对远离发电机端短路，Ik 3= I k3可 取 K p= 1.8， 则5 两相稳态短路 对 远 离 发 电 机 端 短 路 ， i p3 = 2.55 * I k3电流有效值 I k 2 = 0.866 * Ik 3dkAI短路计算点基电流6 对称短路容量初始值MVASk 3 =3 * c *

15、Un*Ik 3二运用举例1变压器参数为： SCB10-160010(1 2.5)/0.4 kV 额定容量 S=1600 kVArT00k变压器的短路电压即阻抗电压 u= 6k接线组别 Dyn11变压器的短路损耗DP= 10.2KW（2） 高压电流互感器参数为：3 只 LZZJB12-10A变比 150/5额定输出 20/15VA准确级 0.5/10P15（3） 微机保护装置 DMR201(4) 过流继电器 GL-15/10(5) 过流继电器 DL-试概略计算过电流保护与电流速断保护整定值2 解：1依据变压器额定容量可计算出低压侧额定电流 Ir TS=r T*U32r T* I2r TI=2rT

16、S3 *UrT=2rT1600kVA= 2309.5A3 * 0.4kVT2依据变压器额定容量可计算出高压侧额定电流 I 1r S=r T*U31r T* I1r TI=1rTS3 *UrT=1rT1600kVA= 92.38A3 *10kV（3） 计算变压器低压侧三相短路电流I =k 3max= 100 * 2309.5100 * I2 rTuk006= 38.49kA（4） 计算变压器低压侧三相短路时流过高压侧的超瞬态电流的折算值I =12k 3maxK* I =k 3max110kV* 38.49kA = 1539.6 AT0.4kV（5） 以微机保护装置DMR201 为例，概略计算过电

17、流保护与电流速断保护整定值，其中参数取值如下：K= 1.05K= 1K= 0.95K= 3reljxrgh 计算过电流保护整定值（a） 计算过电流保护动作电流整定值二次电流K* I3 * 92.38I= K* K*gh1rT= 1.05 *1*= 9.7 AopkreljxK* nrTA0.95 * 1505（b） 验算保护装置的灵敏系数Ksen保护装置一次动作电流为150I= Iopopk* TAnKjx= 9.7 *51= 291A变压器组别为Dyn11，对远离发电机端短路则8电力系统继电保护整定值计算 【流莽】整理9I= I k 3k 3， I k 2= 0.866 * Ik 3 I=2

18、 k 2min23 * K* I=k 2minT223 *K* 0.866 * I=K 3T23 * K* 0.866 * I K 3T=3* 10kV0.4kV* 0.866 * 38490 = 0.046189 * 0.866 * 38490 = 1539.6 A验算灵敏系数I1539.6 AKsen= 2k 2minIop= 5.31.5 291A阅历算 K满足要求。sen（c） 保护装置的动作时限应与下一级保护动作时限相协作，一般取t=0.50.7s 计算电流速断保护整定值a计算电流速断保护动作电流整定值二次电流Iopk= KrelI * K* 2k 3maxjxn1539.6= 1.

19、05 *1*150= 53.89ATA5b验算保护装置的灵敏系数Ksen保护装置一次动作电流为I= Iopopk* TAnKjx= 53.89 *15051= 1616.7 A因上一级主变系统参数不能确定，故无法验算灵敏系数是否满足要求。c保护装置的动作时限取无动作时限t=0s注：上述概略无准确的系统参数计算出的过电流保护与电流速断保护整定值要适当偏小取值如：上述过电流保护整定值为 9.7A，可适当偏小取值为 89A； 保护装置的动作时限约为 0.6s电流速断保护整定值为 53.89A， 可适当偏小取值为 4550A； 保护装动作时限取 0s（6） 以过流继电器以GL 或DL 为例，概略计算过

20、电流保护与电流速断保护整定值，其中参数取值如下：过流继电器DLK= 1.2 (过电流保护)K= 1.3 (电流速断保护)relrelK= 1K= 0.85K= 3jxrgh过流继电器GLK= 1.3 (过电流保护)K= 1.5 (电流速断保护)relrelK= 1K= 0.85K= 3jxrgh计算方法同上(略)注： 电流速断保护瞬动电流倍数电流速断保护装置动作电流与过电流保护装置动作电流之比，取整数倍如：4 倍，6 倍等。速断I瞬动电流倍数= opk过流Iopk附注：补充一些有关三相对称短路电流的计算学问10电力系统继电保护整定值计算 【流莽】整理11承受标幺值法计算一确定基准值序号1基准值

21、计算公式符号说明基准容量S= 100MVAU n2基准电压dU= c *Ud短路计算点所在电网的n标称电压kVI d 短路计算点基准电流kA3基准电流Id=SSd3 *U=d3 * c *Uc 短路计算电压系数，取dn平均值 1.05d常用基准值 S= 100MVA 系统标称电压U n 单位：kV0.38361035110基准电压U d 单位：kV0.43.156.310.537115基准电流 d 单位：kAI144.318.39.165.51.560.5二短路计算点应依据计算目的选取，一般为高压电源引入处、高压配电所母线、车间变电所变压器一次侧和二次侧等处。三计算高压短路回路各元件的电抗标幺

22、值序号元件名称电抗标幺值计算公式S1电力系统X *s=dSk 32电力线路X *w= x0* l *Sd(c *Un )23配电变压器X *T=U k 0 0 * Sd100 * S r T4限流电抗器X * L=X L 0 0*100U r L3 * I r L*S d(c * U n ) 2符号说明：（1） S k 3电力系统变电所高压馈电出口处短路容量MVA,取具体工程的设计规划容量供电部门供给（2） x 0电力线路单位长度的电抗/km0注 1：当线路构造数据不详时， x 0可取其近似值， 对 6kV 电缆线路 x= 0.07 /km；000对 10kV 电缆线路 x = 0.08 /k

23、m； 对 6kV 架空线路 x = 0.35 /km； 对 10kV 架空线路 x = 0.35 /km； 其它参数见下面表-1（3） l电力线路的长度km（4） U n 元件所在电网的标称电压kV00（5） Uk变压器的短路电压即阻抗电压百分值（6） S rT变压器的额定容量kVAL0（7） X0， U r L ， I r L限流电抗器的电抗百分值，额定电压kV，额定电流kA注 2：对计算要求不格外准确时，可承受下表-1 各种线路电抗的近似值表-112线路种类标称电压kV电抗 X/kmS= 100MVA 时，d电抗表幺值电缆线路架空线路电力系统继电保护整定值计算 【流莽】整理1360.070

24、.176100.080.073350.120.00960.350.882100.350.317350.40.0291100.40.003注：计算电抗表幺值时，所承受的基准电压 U d 分别为：6.3kV、10.5kV、37kV、115kV四计算低压短路回路各元件的正序阻抗值序号元件名称阻抗正序阻抗(m) 计算公式电阻电抗1高压系统Zs =(c *Un )2S *10-3R= 0.1* XssX= 0.995 * Zssk32配电变压器Uk 0Z=T0* (c *Un ) 2R T =DPk* (c * U(SrT ) 2n) 2X=T(Z)2 - (RTT)23配电母线100 * Sr TZWB =(RWB )2 + ( XWB )24配电线路ZWP =(RWP ) 2 + ( XWP )2R WB = r * lR WP = r * lX WB = x * lX WP= x * l注：高压系统与变压器的阻抗均为折算到低压侧的值。符号说明：（1） S k 3配电变压器高压侧短路容量MVA（2） U n低压电网的额定电压380V（3） D Pk配电变压器的短路损耗KW（4） S rT配电变压器的额定容量kVA（5） r， x母线、线路单位长度的电抗m/m（6） l母线、配电线路的长度m