变压器及发电机保护整定计算

1％－50％Un 5％－100％Un 0.05In－24In 0.05－300s
6% 50%(3000V) 2.0In （1200A） 1.5 s 跳高、低压侧断路器 电压信号取自 6kV 侧 PT
2.2 过负荷（定时限） 动作时间
0.05In－24In 0.05－300s
0.775In(465A) 12 s
SF9－25000
电流互感器
600/5，3000/5
Ib=412.4 A, I’b＝2291A
35/6.3kV
电压互感器 整定值
35/0.1,
6/0.1kV
保护装置及整定范围
T87 30%-100% In 整定范围 15％－50％
动作开关
40%In （240A） 跳高、低压侧断路器 40% 1.0In ON
0.1In24In) 动作时间 t=12s，报警(躲过最大一台电动机起动时间，按 10s) 高压侧保护装置 S40 的其它功能关断 OFF，如果设定，可参考以 下设定值。 4） 接地故障保护 51G 零序电流取自 35kV 侧 CSH 传感器，额定电流值 5A，(35kV 系统总的电容 电流10A)。采用定时限保护 DT 保护 1 次侧动作电流 Is0=2A (设定范围 0.5A 75A) 动作时间 t0=2s 动作于报警
Fra Baidu bibliotek
5） 不平衡保护 46－p76 采用施耐德 IDMT 反时限保护 动作电流 Is＝15%Ib＝0.15412.4＝62A（设定范围 10%-50%Ib） 动作时间系数 T＝0.6s（T 为 5Ib 时的动作时间，设定范围 0.1—1.0s） 这样，当负序电流为 35%Ib＝144A 时，保护动作时间为：t＝KT＝15.340.6＝ 9.2s，其余查曲线类推。 当负序电流为 57.7%Ib，t＝7.840.6＝4.7s。 6） 低压侧后备保护 S40-B 复合电压启动的过流保护 a 电压设定 负序电压动作值 Ui=360V=6%Un (整定范围 1％－50％Un) 低电压动作值 b 电流设定 按躲过最大可能的过负荷电流整定，设过负荷系数为 2.2，
h 绕组 1 额定电流 In1＝412.4A i 绕组 2 额定电流 In2＝2291A 1.3.2 系统短路数据 外部短路时穿越变压器的短路电流： 当 6kV 侧母线短路时，最大 3.974kA；最小 3.798kA（35kV 侧） 最大 23.33kA；最小 22.3kA（6.3kV 侧） 1.3.3 序号 1 2 3 4 5 6 7 a 保护设定值 名称 35kV 一、二次侧额定电流 Ib，Ib 变压器接线方式 CT 二次接线方式 CT 一次电流计算值 CT 一次侧额定值 In，In CT 变比 CT 二次回路额定电流 动作电流 Ids 设定 最小动作电流 Ids＝k(2f+U+m)In=1.2(20.1+0.1+0.05)412.4=173.2A=0.29In 考虑返回/动作比(905)%，Ids=0.29In/0.85=0.34In 取 Ids=40%In＝240A (设定范围 30%-100%In) b 计算 Id/It 外部短路时出现的最大不平衡电流： Idiff＝(kstkaf+U+m)Is=(12.00.1+0.1+0.05)3974=0.353974＝ 1391A 外部短路时出现的最大穿透电流： I tx max I xadjusted 3974 A 412.4 Y Y 412.4 600 120 3.437 电流 A 6.3kV 2291 －11 Y 2291 3000 600 3.818 1） 差动保护 87T
报警
2.3 过负荷（反时限） 10 倍动作时间 Ts10 选择曲线
0.1In 2.4In 100ms 12.50s
0.775In 1.2 s EIT，IEC/C
报警
三 低压侧后备过流保护 3.1 复合电压起动的过流保护 负序电压动作值 低电压动作值 动作电流 Is 动作时间 t 3.2 过负荷（定时限） 动作时间 3.3 过负荷（反时限） 10 倍动作时间 Ts10 选择曲线
0.1In 2.4In 100ms 12.50s
2
发电机保护整定计算 某炼厂自备电站，装设两台汽轮发电机，容量分别为 18MW 和 6MW，接
选用施耐德保护装置 T87


所以，Id/It=1391/3974=35%。 考虑返回系数(905)%，取 Id/It=35/0.90=38.9% 取 Id/It=40%(设定范围 15%-50%) 上式中，f－CT 的比值误差； ka－CT 的非周期系数，1.5－2.0（对 5p 或 10p） ； kst－CT 的同型系数，不同型取 1.0；
变压器及发电机保护整定计算
1 变压器保护 本节所述变压器，容量在 10MVA 及以上，电压为 35(110)/6.3(10.5)kV，通 常是指企业内部总变电所或区域变电所内的变压器。 保护装置配置：差动，过流后备，过负荷，瓦斯，温度。 举 例 ： 变 压 器 SF9 － 25000kVA ， 35/6.3kV ， Yn/D11 接 线 ， Uk=8% ， 412.4A/2291A，35kV 侧三相短路电流：最大 21.5kA，最小 17.2kA。35kV 系统 中性点经消弧线圈接地； 6kV 系统不接地，无发电机接入，所供最大电动机 4000kW，全压直接起动，起动时间 10s。 1.2 保护装置选型及设置原则 选用微机型保护装置，保护设置原则如下： 差动保护与过流后备保护分别设置－分开的微机保护装置和 CT； 差动保护专用保护装置和 CT（要求 5P20） ； 高压侧过流后备保护(高后备)和过负荷共用一套保护装置和 CT（不低于 10P10） ； 低压侧过流后备保护（低后备）和过负护共用一套保护装置和 CT（不低 于 10P10） ； （注：对于低压侧无电源的终端变电所，低后备可取消） 以施赖德保护装置为例：差动保护－T87，过流后备－S40（或 S42－带 方向保护） 。 1.3 整定计算 1.3.1 基本设定值 a 35kV 侧 CT 一次额定电流 In=600A (二次额定电流 In2=5A) 6.3kV 侧 CT 一次额定电流 I’n＝3000A (二次额定电流 I b 基本电流
， 动作电流 Is＝(1.0512291)/0.93=2587A=0.86 I n ，
取 Is=0.86I’n=2580A(设定范围 0.1In2.4In)。 a 反时限保护：选 IDMT 极端反时限 EIT(IEC/C)曲线 计算 10 倍动作电流时间 Ts10： 当二次侧在最大方式下短路时，即保护过载 I/Is=23330/2580=9.0 倍时， 动作时间不应小于 1.2s，查上述曲线得 k=1.238。于是，
, 动作电流 Is＝(1.212.2×2291)/0.93=6503A=2.17 I n
Us=0.5Un=3000V=50%Un
注：电压信号取自 6kV 侧。
取 Is=2.2I’n=6600A(设定范围 0.1In24In)，动作时间：t＝1.2s （设定范围 0.05－300s） 保护灵敏度：Ks＝0.86622300/6600=2.92＞1.5 满足要求。 （6kV 母线短 路） 7） 低压侧过负荷保护
S40－B
1％－50％Un 5％－100％Un 0.05In－24In 0.05－300s 0.05In－24In 0.05－300s
6% 50%(3000V)
跳高、低压侧断路器 电压信号取自 6kV 侧
2.2I’n （6600A） PT 1.2 s 0.86I’n(2580A) 12 s 0.86I’n(2580A) 1.1 s EIT，IEC/C 报警 报警
，‘
1.1 保护配置
n2＝5A)
Ib＝412.4A I’b＝2291A
c 额定初级线电压 Unp＝35kV 额定初级相电压 Vnp＝35kV/ 3 d 额定次级线电压 Uns＝100V 次级零序电压 Unso＝100/3V e 变压器额定容量 S＝25MVA f 绕组 1 额定电压 Un1＝35kV g 绕组 2 额定电压 Un2＝6.3kV
Ts10＝1.20/1.238=0.97s，取 1.10s（整定范围 100ms 12.50s） 。 校验是否满足： 二次侧最大穿越性短路电流时的动作时间，即 I/Is=23330/2580=9.0， 查曲线得：k=1.238，t＝kTs10=1.2381.1=1.36s1.20s 最大可能的过负荷时（如最大一台电动机起动时或另一段电机的自 起 动 时 ） 不 误 动 ， 例 如 当 一 台 4000kW 电 动 机 起 动 时 （Inm=459A,Kst=6.5） ， I1.0(2291-0.8459)+6.5459=4907A 即 I/Is=4907/2580=1.9，查曲线得：k=42，t＝1.142=46.2s 满足起动或自起动要求。 b 定时限保护 动作电流 Is=0.86I’n=2580A(设定范围 0.1In24In) 动作时间 t=12s 报警 S40—B 的其它功能 OFF
U－变压器调压分接头引起的误差； m－CT 变比不完全匹配产生的误差，取 0.05。 c d 动作时间 35ms（典型值） 电流互感器断线检测 On T87 保护装置的其它功能关断 OFF 2） 3.3.2 高压侧后备保护 a 电压设定 • • 负序电压动作值 Ui=360V=6%Un(整定范围 1％－50％Un) 低电压动作值 Us=0.5Un=3000V=50%Un 注：电压信号取自 6kV 侧。 b 电流设定 按躲过最大可能出现的过负荷电流整定，取过载系数 2.2 动作电流 Is＝（1.22.2×412.4)/0.93=1170.6A=1.951In 取 Is＝2.0In=1200A(设定范围 0.1In 24In) 动作时间：T＝1.5s（设定范围 0.05－300s） 保护灵敏度：Ks＝0.8663798/1200=2.741.5 满足要求。 3） 高压侧过负荷保护 S40-A 动作电流 Is＝(1.051412.4)/0.93=465A=0.775In(设定范围 0.1In2.4In) a 反时限保护： 选 IDMT 极端反时限 EIT(IEC/C)曲线， 计算 10 倍动作电 流 时 间 Ts10 ： 当 二 次 侧 在 最 大 方 式 下 短 路 时 ， 即 保 护 过 载 3974/465=8.54 倍时，动作时间不应小于 1.5s，查上述曲线得 k=1.36， 于是，Ts10＝1.50/1.36=1.103s，取 Ts10＝1.20s（整定范围 100ms12.50s） 。 校验是否满足： 二次侧最大穿越性短路电流时的动作时间 即 I/Is=3974/465=8.54,查曲线得：k=1.36 t＝1.21.36=1.63s1.5s 最大可能的过负荷时（如最大一台电动机起动时或另一段电机 的自起动时）不误动，例如当一台 4000kW 电动机起动时 （Inm=459A，Kst=6.5） I1.0(2291-0.8459)+6.5459/5.56=882.6A( 变 比 35/6.3=5.56) 即 I/Is=882.6/465=1.9，查曲线得：k=42，t＝1.242=50.4s 满足起动或自起动要求。 （查油浸变压器在过载 2 倍时，不应超 过 10min） b 定时限保护 动 作 电 流 Is ＝ (1.051412.4)/0.93=465A=0.775In( 设 定 范 围 nt ＝ S40-A 复合电压启动的过流保护
变压器整定结果表
变压器数据 型号 额定电流 额定电压 保护名称
一 差动保护 1.1 最小动作电流 Is0 1.2 比率制动系数 1.3 最小制动电流 1.4 CT 断线检测 二 高压侧后备过流保护 12.1 复合电压起动的过流保护 负序电压动作值 低电压动作值 动作电流 Is 动作时间 t S40－A