短路电流计算

第一部分短路计算结果
一、最大运行方式：(Sj=100MVA, Uj=Up)
1、系统为最大运行方式，Xmax=0.0177；
2、全厂#1、#2、#
3、#4机组全部运行。

3、220kV系统为负荷方式。

4、忽略热电两台机组运行，(因为热电两台机组对500kV系统影
响较小)。

#1高公变的短路阻抗(折算到Sj=100MVA、Uj=Up下)
Ud=10.5% Kf=4
X*=(1/2) X Kf X Ud X (Sj/Se) = (1/2) X4X10.5X (100/63)=0.3333
最大运行方式下，短路点正序阻抗图
各电源对6.3kV母线(以6kV公用OBC01段为例)d1点的转移电抗为：
最大运行方式下各电源对短路点的转移阻抗图
6.3kV公用段OBC01 （OBC02）母线dl点最大三相短路电流为：I（3）d1.max=24.342kA
二、最小运行方式：
1、系统为最小运行方式，Xmax=0.0629；
2、全厂#1、#2机组中只有一台机组运行。

3、220kV系统为负荷方式。

4、忽略热电两台机组运行，（因为热电两台机组对500kV系统影
响较小）。

最小运行方式下，短路点正序阻抗图
最小运行方式下各电源对6.3kV 母线（以6kV 公用OBC01段为
例）dl 点的转移电抗为:
6.3kV 公用段OBC01（OBC02）母线dl 点最小三相短路电流为:
I （3）d1.min=23.068kA
第二部分 化学变压器A 、B 保护整定计算
6.3kV 系
最小运行方式下各电源对短路点的转移阻抗图
变压器参数：
型号：SC9-1000/6.3
容量：1000kVA
高压侧CT变比：300/5 低压侧CT变比：2000/5 一次额定电流：91.6A/1443A 二次额定电流：1.53/3.61A 联结形式：Dyn11 短路阻抗：Ud=6% 一、短路电流计算结果
1、化学变折算到Sj=100MVA、Uj=Up下短路阻抗标幺值为:
Ud= （Ud%）Sj/Se=0.06X 100/1=6
2、变压器低压侧最大三相短路电流计算（阻抗图如下所示）:
变压器低压侧出口处最大三相短路电流为：
Id2.max（3）=1.4366kA
3、变压器低压侧最小三相短路电流计算（阻抗图如下所示）: 变压器低压侧出口
处最小三相短路电流为：
Id2.min（3）=1.432kA
二、保护整定计算
1综合保护BHJ的保护整定(保护装置为WDZ-440)
1.1高压侧电流速断保护整定
1.1.1高压侧电流速断保护电流整定：
(1)按躲过变压器低压侧母线上三相短路时流过保护的最大短路电流整定
Isd二KkXIk.max/Na=1.3X 1436.6/60=31.13 (A)
式中：Isd——动作电流二次值；
Kk——可靠系数，取1.3；
Ik.max——最大运行方式下变压器低压母线三相短路时流过变压器高压
侧电流互感器的最大短路电流，为1436.6A；
Na——变压器高压侧CT变比，为300/5=60。

(2)按躲过变压器励磁涌流整定
Isd二KlcXIe/Na=4X91.6/60=6.11 (A)
式中：Klc——躲励磁涌流可靠系数，可以取3-5, 取4；
Ie——变压器额定电流，为91.6A
Na——CT变比为300/5；
电流速断保护电流定值取上述(1)和(2)条件中的最大值进行整定，故取31.13A。

1.1.2高压侧电流速断保护的灵敏度校验
电流速断保护的灵敏系数按照最小运行方式下，变压器保护安装处两相短路时流过电流互感器的最小短路电流校验，要求＞2。

Ksen= I(2) min/ Isd=[ ("3/2)X23068/60]/31.13=10.7＞2 合格。

式中：I(2)min——变压器保护安装处(即变压器高压侧)两相短路时流过电流互感器的最小短路电流。

Isd——动作二次值电流；
Ksen——灵敏系数，要求＞2。

1.1.3高压侧电流速断保护时间整定：为保护装置最小动作时间，Tsd取0.06S 1.1.4高压侧电流速断保护动作出口整定：跳闸。

1.2高压侧过流保护整定
1.2.1高压侧过流保护动作电流整定，按躲过低压变压器所带负荷中需要自启动的电动机最大启动电流计算，整定电流Igl(二次值)为：
Igl=Krel Kst Ie/Na=1.2 X 2X91.6/60=3.66 (A) 取 3.70A
式中：Krel——可靠系数，取1.2；
Kst --- 需要自启动的全部电动机在自启动时引起的过电流倍数(具体计
算见下述)，取2.00；
Ie——变压器额定电流，为91.6A；
Na——CT 变比，为 300/5=60。

Kst 一般由下列公式近似求取，电源为暗备用时Kst为
--------- =1.95
K st
380 ]2
式中U%——变压器短路阻抗；为6%；
$——变压器额定容量
S N——需要自启动的全部电动机的容量，一般取(0.6-0.8) S，:查阅东我北电力设计院关于我厂二期设计图纸中《低压化学水处理变压器容
量选择》表，Z P=635kW (A 段)、657kW (B 段)；0.7Z P=445kVA (A
段)、460kVA (B 段)；Sd=791kVA］。

我厂取 0.7S ；
(380/400) 2——电动机额定电压为380V，变压器低压侧为400V，归算到变压器低压侧时考虑的系数。

K「d——电动机启动电流倍数，与备用电源切换时间有关，电源慢速切换
时，s* 可以认为电动机转速均降到小于临界转速，此时Kst.d=5-6，
我厂
取5。

1.2.2高压侧过流保护的灵敏度校验
高压侧过流保护的灵敏系数按照最小运行方式下，变压器低压侧母线两相短路时流过电流互感器的最小短路电流校验，要求>1.5。

计算如下：因为变压器为Dyn11接线形式，而且保护装置虽然是A、C两相接入，但在保护装置内B相是通过A、C两相计算得出，即Ib=- (Ia+Ic)，相当于
两相三继电器接线形式，所以灵敏系数为：K(2) sen= K (3) sen= I (3) k.min/Igl
变压器低压侧最小三相短路电流二次值为：
I (3) d2.min=1432/60=23.866 (A)
Ksen= I (3) min/ Igl=23.866/3.70=6.45>1.5 合格。

式中：I⑶min——变压器低压侧母线短路时流过电流互感器的最小短路电流。

Igl——动作二次值电流；
1.2.3高压侧过流保护的动作时间整定计算。

按与400V低压侧PC段母联开关过流保护最长动作时间配合计算，即
Tzd.3=Tml+A t=0.7+0.3=1.0 (s)
式中：Tml——低压侧PC段母联开关过电流保护最长的动作时间，为0.7s；
△ t——一个时间级差，取0.3s。

1.2.4高压侧过流保护动作出口整定：跳闸。

1.3高压侧过负荷保护整定计算
1.3.1过负荷保护动作电流整定：
Igfh 二KrelXIe/ (KrXNa) = 1.15X91.6/ (0.95X60) =1.85 (A) 式中：Krel——可靠系数，取1.15；
Ie——变压器额定电流，为91.6A；
Kr——返回系数，取0.95；
Na——CT 变比，为 300/5=60。

1.3.2过负荷保护动作时间整定：Tgfh=9s，定时限动作曲线特性。

1.3.3过负荷保护动作出口整定：投信。

1.4高压侧负序电流定时限保护整定
1.4.1高压侧负序电流保护动作电流的整定计算，
躲过变压器最大负荷时，伴随系统频率变化时出现的最大负序电流，根据电力系统允许的频率偏差，这一不平衡电流一般不会超过变压器额定电流的20%，由于负序电流保护的整定计算较为复杂，在实际工程中可以粗略选取Ifx.zd= (0.5-0.6) Ie/Na，如灵敏度不能满足要求时，再作详细的灵敏度配合计算，以降低负序电流保护的整定值。

一般的，根据经验，
当保护断相和反相等严重不平衡时，可取Iop.2=(0.8-1.0) Ie/Na
作为灵敏的不平衡保护时，可取Iop.2=(0.2-0.4) Ie/Na
我厂取Iop.2=1XIe/Na=1.53 (A)，作为变压器断相和反相及两相短路等严重不平衡保护。

1.4.2负序电流保护灵敏度校验
Ksen=Ik.2.min/ (Iop.2XNa)
式中：Ik.2.min——在最小运行方式下，后备保护区末端不对称相间故障时，流经保护的负序电流。

要求KsenN2 (近后备)或1.5 (远后备)
当变压器低压侧在最小运行方式下发生单相短路故障时，流经保护的负序电流为：
Ik.2.min=(1/3)X I(1)min=486.5 (A)
灵敏系数为：Ksen=Ik.2.min/ (Iop.2XNa) =486.5/91.6=5.31^2 合格。

1.4.3负序电流保护动作时间整定，按与低压侧PC段母联开关过电流保护最长的动作时间配合计算，即
Top.2=Tml+A t=0.7+0.3=1.0 (s)
1.4.4负序电流保护动作出口整定：跳闸。

1.5高压侧零序定时限过流保护整定
1.5.1高压侧一次动作电流整定，根据经验公式，取
3I0h.zd=5A (一次值)
1.5.2高压侧零序过流保护动作时间整定，取T0h.zd=0s。

1.5.3高压侧零序过流保护动作出口整定：跳闸。

1.6低压侧零序定时限过流保护保护整定
1.6.1低压侧零序保护动作电流整定计算
(1)按躲过正常最大不平衡电流计算，根据经验公式有
3I0.zd=Krel X0.25X Ie/Na.0=1.35 (A)
式中：Krel——可靠系数，取1.2
le——变压器低压侧额定电流，为1443 (A)；
Na.0——变压器中性点零序CT变比，为1600/5=320。

(2)按与低压侧电动机及馈线保护配合整定计算
a)电动机及馈线有零序过电流保护时，应与零序过电流保护最大动作电流配合计算，即：
3I0.zd=Krel X 3I0.l.max/Na.0
式中：Krel --- 可靠系数，一般取1.15-1.2；
310.1.max——电动机或馈线单相接地保护最大一次动作电流(A)；
Na.0——变压器中性点零序CT变比，为1600/5=320。

b)电动机或馈线无单相接地零序过电流保护时，应与相电流保护最大动作电流配合计算，即：
3I0.zd=Krel X 3I0.l.max/Na.0
式中：Krel --- 可靠系数，一般取1.15-1.2；
310.1.max——电动机或馈线相电流保护最大一次动作电流(A)；
Na.0——变压器中性点零序CT变比，为1600/5=320。

注：因为目前尚无低压侧电动机及馈线的相关技术参数，故暂时按照上述条件(1)进行整定，待低压侧电动机及馈线保护整定完毕后再进行重新校核。

1.6.2低压侧零序保护灵敏度校验
灵敏系数为：K(1) sen=I(1)/ (3I0h.zdXNa) =22990/362=63.5^2 合格。

式中：I(1) ——变压器低压母线单相接地短路电流，为22.99kA
1.6.3零序保护”动作时间整定：采用定时限，与低压侧PC段母联开关零序保护动作时间配合计算，即
T0.zd=T0.ml+A t=0.7+0.3=1.0 (s)
式中：T0.l.max——低压PC段母联开关零序保护最长动作时间，为0.7s；
△t——时间级差，取0.3s。

1.7高压侧失灵保护整定：
1.7.1高压侧失灵电流整定，失灵保护相动作电流按保护末端故障有足够灵敏度前提下，应尽可能大于负荷电流
I 二%Ifh / (K N ) =1.1X91.6/ (0.95X60) =1.77 (A)，取 1.80A
式中：t ——可靠系获，取1.1；
K k——返回系数，取0.95；
I：——高压侧绕组额定电流，为91.6A；
应——/变比，为300/5
1.7.2嵩压侧失灵保护起动时的保护选择：(1)速断保护；(2)高压侧过流保护;
(3)高压侧负序电流保护；(4)高压侧零序保护；(5)低压侧零序保护。

1.7.3高压侧失灵保护动作时间整定，高压侧失灵保护动作时限在本段PT二次回路中实现。

2高压侧保护装置其他功能整定
2.1开关量1保护：为高压侧开关间隔弧光信号开入，投信号。

2.2开关量2保护：为高压侧开关动力直流电源SF2辅助节点开入，投信号。

2.3开关量3保护：为变压器本体超高温跳闸开入，投跳闸
3低压侧进线开关综合保护KBZ的整定计算(MLPR-301NC型线路保护测控装置) 因为变压器短路故障保护和过电流保护、0.4kV零序保护均已经设置在高压
侧，为提高保护动作的可靠性，对低压侧进线开关综合保护也设定过电流保护、长延时过负荷保护。

并且过电流保护与高压侧BHJ的相关保护设定一致，为双重化配置。

3.1过电流保护整定
3.1.1过电流保护动作电流的整定，按躲过低压变压器所带负荷中需要自启动的电动机最大启动电流计算，为
Igl= Krel Kst In=1.2 X 1.95 X In=2.34In，取 2.34In。

式中：Krel——可靠系数，取1.2；
Kst --- 需要自启动的全部电动机在自启动时引起的过电流倍数（具体计
算见上述），取1.95；
In——变压器低压侧额定电流；
3.1.2过电流保护动作时间，与低压侧PC段母联开关过流保护动作时间配合整定，即
Tgl=Tml+A t=0.7+0.3=1.0 （s）
式中：Txl——低压厂用母线PC段母联开关过电流保动作时间，为0.7s；
△t——一个时间级差，取0.3s。

3.2过负荷保护整定
3.2.1过负荷保护动作电流整定，按躲过变压器正常过负荷电流和允许的最长时间计算，即
Igfh=KrelXIn=1.3XIn
3.2.2过负荷保护动作时间，按躲过电动机自启动时间并与PC段母联开关过负荷保护动作时间配合计算。

取15s。

4化学变低压侧PC母联开关综合保护KBZ整定计算（MLPR-301N型线路保护测控装置）
4.1过流保护整定
4.1.1过流保护动作电流整定，按与变压器低压侧过流保护动作电流配合进行计算。

整定电流Igl （二次值）为：
Igl=Igl （进线一次值）/Kp=2.34In/1.1=2.13In
式中：Kp——配合系数，取1.1；
Igl （进线一次值）—工作进线开关的过流保护动作值；
In——一次回路额定电流，取变压器低压侧额定电流；
4.1.2过流保护动作时间整定，按与0.4kV低压侧馈线保护最长动作时间配合计算，即
Tgl=Txl+A t=0.4+0.3=0.7 （s）
式中：Txl——低压厂用母线馈线过电流保护最长的动作时间，取0.4s；
△t——一个时间级差，取0.3s。

4.2过负荷保护整定
4.2.1过负荷保护动作电流整定：按躲过变压器正常过负荷电流和允许的最长时间计算，即
Igfh=KrelXIn=1.2In
4.2.2过负荷保护动作时间，按躲过电动机自启动时间并与电动机过负荷保护动作时间配合计算。

一般取8-10s，我厂取10s。

4.3零序电流保护整定
4.3.1零序保护动作电流计算，
(1)根据经验公式按躲过正常运行时最大不平衡电流计算，即3I0=KreL X
0.25Imax=0.30In
式中：In为一次回路最大负荷电流，取变压器低压侧额定电流。

(2)按与低压侧电动机及馈线零序保护配合计算，电动机及馈线有零序电流保
护时，应与零序过电流保护最大动作电流配合计算即
3I0=Krel X Iop.0. max
式中：Krel——可靠系数，取1.2
Iop.0.max --- 低压侧电动机及馈线最大零序动作一次电流。

3I0取上述条件(1)和(2)的最大值。

因为目前尚无低压侧电动机及馈线的相关技术参数，故暂时按照上述条件(1)进行整定，待低压侧电动机及馈线保护整定完毕后再进行重新校核。

由于本保护装置内的零序电流为三相电流计算出的，所以装置的零序保护电流应为I0，是上述结果的1/3,故零序电流动作值为
I0=0.10In。

4.3.2零序动作时间整定，按与0.4kV低压馈线零序保护最长动作时间配合计算，即
Tgl=Txl.0+A t=0.4+0.3=0.7 (s)
式中：Txl.0——低压厂用母线馈线零序保护最长的动作时间，取0.4s；
△ t——一个时间级差，取0.3s。

备注：变压器低压侧母线单相接地短路电流近似计算(最小运行方式)
低压变压器阻抗为(折算到Sj=100MVA，Uj=Up下)：
X =0.06X 100/1=6
变压器联结组别为Dyn11，则
.仲X0.3"、_………
计算d2点发生单相接地时的短路电流(对于发电机也近似为怛定电源)：I⑴=(3XI )/(2X +X ) = (3X144)/[2X(0.397+6)+6]=22.99
k (0.4Kv) j(0.4kV) 1Z 0Z
(kA)
折算到6.3kV侧为：
⑴ k(63K)=1459 (A)
I 阻抗图如下：
系统。