10KV继电保护整定计算_10kv继电保护整定计算

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继电保护整定计算

一、10KV母线短路电抗

(3)已知10母线短路参数：最大运行方式时，短路容量为SdMVA，短路.1(max)157(3)Sd.1(max)(3)电流为Id.1(max)3Ue1573109.0647KA，最小运行方式时，短路容量为

(3)Sd.1(min)S(3)d.1(min)134MVA，短路电流为I(3)d.1(min)3Ue1343107.7367KA，则(2)(3)IdId.1(min)0.866.1(min)0.8667.73677KA。

取全系统的基准功率为Sj100MVA，10KV基准电压Uj.110.5KV，基准电流为Ij.1Sj3Uj.1Sj3Uj.2100310.510030.45.4986KA；380V的基准电压Uj.20.4KV，基准电流是Ij.2144.3418KA

二、1600KVA动力变压器的整定计算（1#变压器，2#变压器）

已知动力变压器量Se1.6MVA，10，高压侧额定电流

0.4KVIe.HSe3Ue.HSe3Ue.L1600310160030.492.38A，低压侧额定电流

Ie.L2309.47A，变压器短路电压百分比Vs%4.5%，电流CT变比nl15030，低压零序电流CT变比n0。变压器高压侧首端最小

5(2)运行方式下两相断路电流为Id.2(min)6.38KA1、最小运行方式下低压侧两相短路时流过高压的短路电流

(2)`折算到高压侧IdA.3(min)13002、最大运行方式下低压侧三相短路时流过高压的短路电流

(3)`折算到高压侧IdA.3(max)15003、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 Idz.jKkKjx保护一次动作电流

(3)`Id.3(max)nl1.31150065A 对应值75A 30IdzIdz.jnl30651.95KA Kjx1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

Klm(2)Id.2(min)Idz6.383.272 1.95电流速断保护动作时限取0秒。本例取0S4、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，保护动作电流

Idz.jKkKjxKghIe.HKhnl1.21392.3813.04A 对应值13A

0.8530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0.85。保护动作一次电流

IdzIdz.jnl3013.04391.2A Kjx1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

Klm(2)`Id.3(min)Idz13003.221.5 391.2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）。本例取0.5S

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：Idz.jKkKjx保护动作一次电流：

KghIe.HKhnl1.211.292.385.22A，0.8530IdzIdz.j校验灵敏度系数：

nl305.22156.5A Kjx1Klm(2)`Id.3(min)Idz13008.31.5 156.5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：

Idz.jt[1.052]600(1.121.052)64.5S Idz

25、高压侧不平衡电流保护

根据本公司微机保护“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）Ie，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：

Idz.j保护一次动作电流：

0.8Ie0.892.382.47A 对应值2.47A nl30IdzIdz.jnl302.4673.9A Kjx1根据实际运行所得经验建议延时取2S。本例取2S6、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： a、躲过正常运行时中性线上最大不平衡电流；

Idz.j 对应值Idz.jKk0.25Ie.L1.20.252309.47692.84 n0n0n0Kk0.25Ie.L1.20.252300 n0n03 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： Klm2

b、与下线支线零序电流保护定值相配合：

Idz.0 =Kph Ko.fz Idz.o.xt 式中 Kph ——配合系数，取1.1~1.2；

Ko.fz ——零序电流分支系数，其值等于出线零序电流保护后备段保护范围末端发生接地短路时，流过本保护的零序电流与流过零序电流保护的零序电流之比，选用Ko》fz值为最大的运行方式，作为计算运行方式；

Idz.o.xt——出线零序电流保护后备段的动作电流。

低压侧单相接地保护动作时限取0.5秒。

7、过负荷保护

过负荷保护的动作电流，按躲过额定电流整定，即：

Idz.jKkIe.H1.0592.383.8A 对应值3.8A Khnl0.8530过负荷延时取5.0s。本例取5S

二、900KW风机的整定计算

已知电机容量P900KW，额定电压Ue10KV，功率因数cos0.89，额定电流IeP3Uecos9003100.8958.39A，CT变比nl100520，启动电流IqKqdIe758.39408.73A，启动时间为tqd，启动电流倍数Kqd7。

1、根据本公司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Is[Is：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）]：

IsIe58.392.92A nl202、电流速断保护（正序速断）

按躲过电动机起动电流来整定：

Idz.jKk式中 Kk——可靠系数；

KqdIenl，Kqd——电动机启动倍数，本电机为7。

由于本公司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: a、起动时间内，Kk推荐取1.8，则Idzj1.8 对应值5.3A 速断延时0秒。本例取0S

b、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，①、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，758.3936.79A 20Kk推荐取0.8，则： Idzj0.8758.3916.35A 20②、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：Kk推荐取1.3，则： Idzj1.3758.3926.57A 20起动后对应值2.4A，速断延时1.2倍的实际起动时间秒。

3、负序过流保护

根据本公司微机保护软件程序中负序电流的算法，推荐使用下式：

Idz.jKkIe，Kk取0.8 nl58.392.4A 对应值2.4A 20则： Idzj0.8为防止合闸不同期引起的负序电流，推荐延时不小于0.5秒。本例取0.6秒。

4、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：

IdzKkIc

式中：Kk：可靠系数，若取不带时限的接地保护，Kk取4～5，若带0.5秒延时，Kk取1.5～2。Ic：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，Idz21020A注意：Idz20A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20A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。

接地保护，本例Idz1.1倍实测值 本例取0.5S。

5、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UdzUmin

KkKsUmin----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。低电压保护，本例Udz70V 本例取0.5S6、堵转保护

堵转电流按躲过电动机最大过负荷电流整定，推荐使用下式：

Idz.jKk式中：Kk：可靠系数，取2.5。则： Idzj2.5Ie nl58.397.3A 对应值7.3A 20堵转延时推荐使用1秒。本例取1S7、过负荷（过热）保护

本公司微机保护的过负荷判据为：t1I2IK11IK22I1.05ss22

式中 t——保护动作时间(s)1——发热时间常数

I1——电动机运行电流的正序分量（A）

I2——电动机运行电流的负序分量（A）

（电动机实际运行额定电流反应到CT二次侧的值）Is——装置的设定电流

启动时间内可在0～1范围内整定，级差0.01，K1——正序电流发热系数，启动时间过后自动变为1 K2——负序电流发热系数，可在0～10的范围内整定，若无特殊说明，出厂时整定为1。

对采用本公司微机保护的电动机，过负荷保护需整定的参数有以下几个： ① 发热时间常数τ1： 发热时间常数τ1应由电动机制造厂提供，否则可有下列方法估算：a、τ＝（n2－1.052）t 其中t为过负荷电流为n倍时的允许运行时间

b、据电动机运行规程估算：

冷态起动： τ＝2（0.5n2－1.052）Tqd 热态起动： τ＝（n2－1.052）Tqd

式中：Tqd为电动机起动时间。如以上参数都未知的情况下可先设τ＝99。

② 返回时间t：电动机过负荷时，热继电器启动，未到跳闸时间电动机过负荷消失，此时热继电器返回时间为t，一般t整定为10s。③ 热报警系数θ

alarm

：电动机过负荷时，热告警发信号时间与过热跳闸时

alarm间的比值为热报警系数θ，一般θ

alarm

整定为0.5~0.7。

④ 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0.2。

⑤ 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1，故一般情况下设为1。用户也可根据具体实例正序阻抗之比来整定。

8、起动时间按电动机起动时间乘1.2可靠系数整定：tdz1.2tqd

三、355KW风机的整定计算

已知电机容量P355KW，额定电压Ue10KV，功率因数cos0.89，额定电流IeP3Uecos3553100.89CT变比nl5010，启动电流23.03A，5IqKqdIe723.03161.21A，启动时间为tqd，启动电流倍数Kqd7。

1、根据本公司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Is[Is：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）]：

IsIe23.032.3A nl103、电流速断保护（正序速断）

按躲过电动机起动电流来整定：

Idz.jKk式中 Kk——可靠系数；

Kqd——电动机启动倍数，本电机为7。

由于本公司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: a、起动时间内，Kk推荐取1.8，则Idzj1.8 对应值2.8A 速断延时0秒。本例取0S

b、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，①、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，723.0329A 10KqdIenl，Kk推荐取0.8，则： Idzj0.8723.0312.9A 10②、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：Kk推荐取1.3，则： Idzj1.3723.0321A 10 8 起动后对应值1.3A，速断延时1.2倍的实际起动时间秒。

3、负序过流保护

根据本公司微机保护软件程序中负序电流的算法，推荐使用下式：

Idz.jKkIe，Kk取0.8 nl23.031.8A 对应值1.25A 10则： Idzj0.8为防止合闸不同期引起的负序电流，推荐延时不小于0.5秒。本例取0.6秒。

4、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：

IdzKkIc

式中：Kk：可靠系数，若取不带时限的接地保护，Kk取4～5，若带0.5秒延时，Kk取1.5～2。Ic：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，Idz21020A 注意：Idz20A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20A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。

接地保护，本例Idz1.1倍实测值 本例取0.5S。

5、低电压保护

低电压保护的整定条件有以下几条： ⑤ 按保证电动机自起动的条件整定，即UdzUmin

KkKsUmin----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 ⑥ 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。

⑦ 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。

⑧ 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。低电压保护，本例Udz70V 本例取0.5S6、堵转保护

堵转电流按躲过电动机最大过负荷电流整定，推荐使用下式：

Idz.jKk式中：Kk：可靠系数，取2.5。则： Idzj2.5Ie nl23.035.76A 对应值3.85A 10堵转延时推荐使用1秒。本例取1S7、过负荷（过热）保护

本公司微机保护的过负荷判据为：

t1I2IK11IK22I1.05ss22

式中 t——保护动作时间(s)1——发热时间常数

I1——电动机运行电流的正序分量（A）

I2——电动机运行电流的负序分量（A）

（电动机实际运行额定电流反应到CT二次侧的值）Is——装置的设定电流

启动时间内可在0～1范围内整定，级差0.01，K1——正序电流发热系数，启动时间过后自动变为1 K2——负序电流发热系数，可在0～10的范围内整定，若无特殊说明，出厂时整定为1。

对采用本公司微机保护的电动机，过负荷保护需整定的参数有以下几个： ⑥ 发热时间常数τ1： 发热时间常数τ1应由电动机制造厂提供，否则可有下列方法估算：a、τ＝（n2－1.052）t 其中t为过负荷电流为n倍时的允许运行时间

b、据电动机运行规程估算：

冷态起动： τ＝2（0.5n2－1.052）Tqd 热态起动： τ＝（n2－1.052）Tqd

式中：Tqd为电动机起动时间。如以上参数都未知的情况下可先设τ＝99。

⑦ 返回时间t：电动机过负荷时，热继电器启动，未到跳闸时间电动机过负荷消失，此时热继电器返回时间为t，一般t整定为10s。⑧ 热报警系数θ

alarm

：电动机过负荷时，热告警发信号时间与过热跳闸时

alarm间的比值为热报警系数θ，一般θ

alarm

整定为0.5~0.7。

⑨ 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0.2。

⑩ 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1，故一般情况下设为1。用户也可根据具体实例正序阻抗之比来整定。

8、起动时间

按电动机起动时间乘1.2可靠系数整定：tdz1.2tqd

四、进线保护的整定计算

已知CT变比nl600120。

51、限时电流速断保护

1）、保护动作电流

进线限限时电流速断保护：a、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：

Idz.j(3)`Id1500KkKjx3.max1.2115A

nl120(3)`式中：Id3.max为系统最大运行方式下1600KVA动力变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的短路电流。

b、与相邻元件的电流速断保护的动作电流相配合： 与变压器的配合：Idz.jKphIB.dz19501.116.25A nl120 11 其中：Kph为配合系数，取1.1；

IB.dz为变压器电流速断保护定值。根据灵敏度要求取：Idz.j16.25A 对应值16A 保护一次动作电流

IdzIdz.jnl16.251201.95KA

定时限电流速断保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，本线路末端两相短路电流校验：

Klm灵敏度满足要求。

(2)Id.1(min)Idz73.592 1.95限时电流速断保护动作延时建议取0.5s。本例取0.5S2、过电流保护

过电流保护按躲过线路的过负荷电流整定： Idz.jKkIgh1.2Igh 对应值26A Khnl0.85120其中：Igh为电动机起动时的线路过负荷电流 保护的一次动作电流

IdzIdz.jnl

线路过电流保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，本线路末端两相短路电流校验：

Klm(2)Id1.(min)Idz5.31982 Idz过电压保护动作时限与本线路相邻元件相关保护动作时限相配合。本例取1S

五、发电机的整定计算

已知发电机额定容量P3.75MW，额定电流Ie206A，额定电压

s0.8，CT变比nl30060，PT变比Ue10.5KV，功率因数co5ny100.1100，Xd'发电机暂态电抗16.22%，Xd发电机同步电抗175%。

（一）、发电机差动保护整定计算

1、突变量启动电流

该定值为一定时间内电流变化与时间的比值，一般取0.7~0.9，建议取0.8。

2、比率制动的差动保护定值计算（最小动作电流）

保护采用比率制动特性，保护动作电流只需按躲过最大负荷条件下差回路的不平衡电流，运行中的设备可由实测决定，但不能小于继电器的固有动作电流，规程规定具有比率制动的发电机差动保护 Izd(0.1~0.3)Ie，一般取0.2：

nlIzd

3、比率制动拐点的整定

(0.1~0.3)Ie0.22060.69A 对应值0.7A

nl60因为在负荷电流下，CT误差很小，不平衡电流也很小，因此即使无制动电流也不会误动，则拐点应取1.0

IeI，考虑一定的可靠性取0.8e。nlnlIdz

4、比率制动系数

0.8Ie0.82062.75A 对应值2.75A nl60比率系数选择得当是防止外部短路误动作的保证，根据定义Kzd据经验一般取0.5）。本例取0.55、CT断线负荷电流

Idz，（根Izd该整定的意义是当保护电流大于正常运行时的最大负荷电流（一般取1.2）时认为是短路电流，此时保护装置不再判断CT断线，而根据差动保护电流定值直接动作于跳闸。

Idz.j1.2Ie1.22064.12A 对应值4.12A nl60

（二）、发电机后备保护整定计算

1、复合电压闭锁过电流保护

1）、保护动作电流 IdzKk1.2206Ie4.58A 对应值4.85A Khnl0.960式中 Ie.f——发电机额定电流；

Kk——可靠系数，采用1.2；

Kh——返回系数，采用0.9。

2)、负序电压按躲过正常运行时的不平衡电压整定

Udz.20.06Ue0.0610.56.3V 对应值7V 其中 Ue——发电机额定线电压。3）、低电压元件

对于汽轮发电机，按躲过电动机自起动或发电机失磁而出现非同步运行方式时的最低电压定值。通常可取

Udz(0.5~0.6)Ue(0.5~0.6)100(50~60)V 对应值60V 复合电压过电流保护动作延时建议取0.5s。本例取2S2、失磁保护

1、阻抗元件整定：

本公司保护为异步边界阻抗判据，采用下式：

1110.52602XajXd`(Ue/Se)(nl/ny)j0.16221.43900

223.7510010.5260XbjKkXd(U/Se)(nl/ny)j1.21.7537.04900

3.751002e式中 Se——发电机额定容量3.75MVA；

Ue——发电机额定电压10.5KV； nl——发电机CT变比60；

ny——发电机PT变比100； Kk——可靠系数，取1.2； Xd`——发电机暂态电抗16.22%；Xd——发电机同步电抗175%。

延时一般取0.5~1s用以躲开系统振荡误动。推荐延长1S2、闭锁元件动作值

a、低电压元件整定：Udz(0.7~0.8)建议取0.8；

b、负序电压元件整定值：Udz.2(0.05~0.06)建议取0.06。

3、过负荷保护

对称过负荷按发电机长期允许的负荷电流条件下能可靠返回的条件来整定：

Ue105000.884V ny100Ue105000.066.3V ny100IdzKkIe1.052064.01A 对应值4.24A Khnl0.960式中 Ie——发电机额定电流； Kk——可靠系数，采用1.05； Kh——返回系数，采用0.90。

动作时限：应与发电机过电流保护动作时限大（1~2）△t。

4、负序过流保护（两段式保护）

1）、过负荷部分

动作于信号，按躲过发电机长期允许的负序电流值和躲过最大负荷下负序电流滤过器的不平衡电流整定： Idz.2按延时5~10s发信号；本例取1S 2）、过电流部分

按转子发热条件，采用定时限特性的负序电流保护，其负序电流保护的动作值为：

0.2Ie0.22060.69A 对应值0.7A nl60 15 Idz.2延时取1s。

0.5Ie0.52061.72A

60nl负序电流动作值与延时时间应与发电机短时间允许的负序电流特性配合。

5、零序电流保护

按规程规定，50MW以下发电机组允许的接地电流值为4A根据零序CT给的参数，将4A换算成二次值，乘以1.1倍可靠系数即可。

6、过电压保护

保护动作电压整定值： Udz1.3Ue130V 对应值130V 保护动作延时一般取0.5s。

7、低电压保护

保护动作电压整定值： Udz(0.7~0.8)70V 建议取0.8。

（三）、发电机接地保护整定计算

1、转子一点接地

对于氢冷或空冷的发电机组，一般取10～20kΩ；对水冷的发电机组，取1～3 kΩ，动作时限取5s。本例取5S 对应值10 KΩ

2、转子两点接地

接地位置变化△a（％）一般取10%左右，根据不同发电机做相应调整，延时尽量短，为躲过瞬时接地引起的两点接地现象，应考虑一短延时，一般取1s左右。本例取1S 对应值10%

3、定子一点接地

一般取15～25V，本例建议取20V，延时1s 本例取1S 对应值15V

Ue105000.884V 对应值ny100

六、自动准同期装置的整定计算

1、并网对象类型：实际对应的同期对象类型，确定是机组型还是线路型。

2、接线方式：待并侧与系统侧采集电压的方式，确定待并侧与系统侧采集电压是线电压还是相电压。

3、系统侧应转角：相位补偿角度，如果取变压器（YN,D11接线方式）两侧电压时，系统侧应向超前方向移相30°，如果为线路型，大多数情况下不需要移相，则相位补偿为0°。

4、开关合闸时间：即导前时间，等于同期装置发出合闸脉冲命令到并列断路器主触头闭合的时间据实际断路器输入时间。

5、允许频差上限：一般设0.2Hz。对应值0.2Hz6、允许频差下限：一般设0.2Hz。对应值0.2Hz7、同期允许压差：如果同期对象为机组，一般设4~5V；如果同期对象为线路，一般设7~9V；对应值7V8、允许功角：一般设20°。请根据实际运行情况调整。

8、频率闭锁上限：一般设51Hz。请根据实际运行情况调整。

9、频率闭锁下限：一般设49Hz。请根据实际运行情况调整。

10、电压闭锁上限：一般设115V。请根据实际运行情况调整。

11、电压闭锁下限：一般设80V。请根据实际运行情况调整。

12、自动调频：如果同期点对应为线路，应不允许自动调频；如果同期点对应为发电机，应允许自动调频。请根据实际运行情况调整。

13、调频脉宽：自动调频投入时，该功能才有效，根据变频器允许的脉宽输入实际值。

14、自动调压：如果同期点对应为线路，应不允许自动调压；如果同期点对应为发电机，应允许自动调压。请根据实际运行情况调整。

15、调压脉宽：自动调压投入时，该功能才有效，根据励磁系统允许的脉宽输入实际值。

16、双侧无压合闸：允许同期点无压合闸，该功能投入，不允许，该功能退出。一般都允许无压合闸，该功能投入，投1。

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