(3-10KV)整定计算

一、电力变压器的各种整定计算 1、过电流保护

保护装置的动作电流（应躲过可能出现的过负荷电流）

Iop?K?Kre1KjxKghI1rTKrnTA A

保护装置的灵敏系数[按电力系统最小运行方式，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]

Ksen?I2k2?min?1.5 Iop保护装置的动作时限（应与下一级保护动作时限相配合），一般取0.5~0.7s 2、电流速断保护

保护装置的动作电流（应躲过低压侧短路时，流过保护装置的最大短路电流） Iop?K?Kre1Kjx??k3?maxI2nTAA

保护装置的灵敏系数（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）

Ksen???k2?minI1?2 Iop3、低压侧单相接地保护（利用高压侧三相式过电流保护）

保护装置的动作电流和动作时限与过电流保护相同 保护装置的灵敏系数[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（保护安装处）的短路电流校

验]

Ksen?I2k1?min?1.5Iop

4、低压侧单相接地保护（采用在低压侧中性线上装设专用零序保护）

保护装置的动作电流（应躲过正常运行时，变压器中性线上流过的最大不平衡电流，其值按国家规定GB 1094.1~5《电力变压器》规定，不超过额定电流的25%）

Iop?k0.25I2rT?Kre1 A

nTA保护装置的动作电流尚应与低压出线上的零序保护相配合

Iop?fznTAIop?K?Kco A

保护装置的灵敏系数（按最小运行方式下，低压侧母线或母干线末端单相接地稳态短路电流校验

Ksen?I22k1?min?1.5 Iop保护装置的动作时限一般取0.5s 5、过负荷保护

保护装置的动作电流（应躲过变压器额定电流）

Iop?K?KjxI1rTKr?nTA A

保护装置的动作时限（应躲过允许的短时工作过负荷时间，如电动机启动或自启起动时间）一般定时限取9~15s 6、低电压起动的带时限过电流保护

保护装置的动作电流（应躲过变压器额定电流）

Iop?K?Kre1Kjx?I1rTKr?nTA A

保护装置的动作电压

Uop?K?UminKre1KrnTV V

保护装置的灵敏系数（电流部分）与过电流保护相同。 保护装置的灵敏系数（电压部分）

Ksen?UopUsh?max?Uop?KnTVUsh?max

保护装置动作时限与过电流保护相同。

符号说明

Kre1——可靠系数，用于过电流保护时

DL型和GL型继电器分别

取1.2和1.3，用于电流速断保护时分别取1.3和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1.05~1.1；

Kjx——接线系数，接与相电流时取Kr——继电器返回系数，取

1，接于相电流差时取3；

0.85（动作电流）；

Kgh——过负荷系数，包括电动机自起动引起的过电流倍数，一

般取2~3，当无自起动机时取1.3~1.5；

nTA——电流互感器变化；

I1rT——变压器高压侧额定电流，A；

I2k2?min——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，A；

Iop——保护装置一次动作电流，A，Iop?Iop?knTAKjx

??k3?max——最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压I2侧（保护安装处）的超瞬态电流，A；

??k2?min——最小运行方式下线路始端两相短路超瞬态电流，A I1I2k1?min——最小运行方式下变压器低压侧母线或母干线末端单相

接地短路时，流过高压侧（保护安装处）的超瞬态电流，A；

I1rT——变压器高压侧额定电流，A；

I2k2?min——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，A；

Iop——保护装置一次动作电流，A，Iop?Iop?knTAKjx

??k3?max——最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压I2侧（保护安装处）的超瞬态电流，A；

??k2?min——最小运行方式下线路始端两相短路超瞬态电流，A I1I2k1?min——最小运行方式下变压器低压侧母线或母干线末端单相

接地短路时，流过高压侧（保护安装处）的超瞬态电流，A；

I2k1?min——最小运行方式下变压器低压侧母线或母干线末端单相

接地短路时，流过高压侧（保护）安装处的稳态电流，A，

I2k1?min?23I22k1?min/nT(Y,yn),I2k1?min?I22k1?min/nT(D,yn); 33I22k1?min——最小运行方式下变压器低压侧母线或母干线末端单相

接地稳态短路电流，A；

nT——变压器变化；

Kco——配合系数，取

1.1；

Iop?fz——低压分支线上零序保护的动作电流，A； I2rT——变压器低压侧额定电流；

Ksen——灵敏系数

Kre1——可靠系数，取1.2；

KR——继电器返回系数，取

1.15（动作电压）；

nTV——电压互感器变化；

（如电力系统电压降低，Umin——运行中可能出现的最低工作电压

大容量电动机起动及电动机自起动时引起的电压降低），一般取0.5~0.7UrT（变压器高压侧母线额定电压）；

Ush?max——保护安装处的最大剩余电压，V

①Y，d11、Y，yn0、D，yn0接线变压器高压侧的短路电流分布 ②带有自起动电动机的变压器，其过负荷系数按电动机的自起动电流确定。当电源侧装设自动重合闸或备用电源自动投入装置时，可近似地用下式计算

Kgh?uk?1SrTKstSME?(3802)400

公式中uk——变压器的阻抗电压相对值； SrT——变压器的额定容量，KVA；

SME——需要自起动的全部电动机的总容量，KVA； Kst——电动机的起动电流倍数，一般取5.

③两相短路超瞬态电流Ik''2等于三相短路超瞬态电流Ik''3的0.866倍，三相短路超瞬态电流即对称短路电流初始值

④Y，yn0接线变压器采用在低压侧中性线上装设专用零序互感器的低压侧单相接地保护，而D,yn11接线变压器可不装设。 ⑤对于Y，yn0接线的变压器为25%，对于D，yn11接线的变压器可大于25%，一般取35%。 三、示例

【例7-1】 10/0.4KV车间配电变压器的保护。 已知条件：

变压器为S9型630KVA，高压测额定电流为36.4A，过负荷系数取3。最大运行方式下变压器低压侧三项短路时，流过高压测的超瞬态电流I''2k3?max为664.6A。最小运行方式下变压器高压侧三相短路超瞬态电流I''1k3?min为2750A，低压侧三相短路时流过高压侧的超瞬态电流I''2k3?min为565A。最小运行方式下变压器低压侧母线单项接地稳态短路电流I22k1?min为8220A（对于Y，yn0接线）、14060A（对于D，yn11接线）。计算中可假定系统电源容量为无穷大，稳态短路电流等于超瞬态短路电流。 解（1）电力变压器的保护配置。 1）

装设三个LL-11A型过流继电器和三个变化为100/5的电

流互感器TA1~TA3，组成过电流保护兼作电流速断保护。 2）

装设一个LL-11A型过流继电器和一个变化为1000/5的电

流互感器TA4，组成低压侧单相接地保护（当仅按躲过不平衡电流整定时TA4变比应为300/5）。 保护原理见图7-2、

（2）整定计算。

1）过电流保护：保护装置的动作电流

Iop?K?Kre1KjxKghI1rT3?36.4?1.3?1??8.4(A),取KrnTA0.85?209A

保护装置一次动作电流

Iop?Iop?knTA20?9??180(A) Kjx1保护装置的灵敏系数

Ksen?I''2k2?min0.866I''2k3?min0.866?565???2.72?1.5 IopIop180保护装置的动作时限取0.5s 2）

电流速断保护：保护装置的动作电流

I''2k3?max664.6?1.5?1??49.8(A) nTA20Iop?K?KrelKjx瞬动作电流倍数（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）为

49.8?5.54，取96倍

保护装置的灵敏系数

Ksen?I''1k2?min0.866I''1k3?min0.866?2750???2.2?2 IopIop180?6根据上述计算，装设LL-11A/10型过流继电器。 3）

低压侧单相接地保护：利用高压侧三相式过流保护兼作单

相接地保护，其灵敏系数（对于Y，yn0接线变压器）

Ksen?I2k1?min2I22k1?min2????Iop3IopnT38220?1.16?1.5 10180?0.38不满足要求，故应装设专用的零序过流保护，其动作电流： 按躲过不平衡电流整定 Iop?K?Krel5A

保护装置一次动作电流 Iop?Iop?KnTA=5?300/5?300（A） 按与低压出线断路器保护配合整定（见图7-14）

Iop?K?10（A）

0.25I2rT0.25?9091.2??4.55(A)，取nTA300/5TA的变比1000/5，故保护装置一次动作电流

Iop?10?1000/5?2000(A)

保护装置的灵敏系数

Ksen?I22k1?min8220??4.11?1.5 Iop2000故装设LL-11A/10型过流继电器，保护装置的动作时限采用0.5S。

利用高压侧三相式过电流保护兼作低压侧单相接地保护（对于D,yn11 接线变压器），其灵敏系数

Ksen?I2k1?min3I22k1?min314060?????1.71?1.5

10Iop3IopnT3180?0.38满足要求

【例7-2】 35/6.3kV降压变压器的差动保护。 已知条件：

变压器为SF9-16000型16000kVA。高压侧额定电压为35kV，低压侧额定电压为6.3kV，Y，d11接线，Uk%?8。35kV母线归算至平均电压37kV的三相短路电流：最大运行方式为3570A，最小运行方式为2140A。最小运行方式下6.3kV母线两相短路，归算至平均电压6.3kV的短路电流为9786A。最小运行方式下6.3kV母线两相短路，归算至35kV侧的短路电流为1099A。6.3kV侧最大负荷电流为1000A。 解

（1）差动保护配置。装设三个BCH-2型差动继电器和高压侧三个变比为600/5的电流互感器，低压侧装设三个1500/5的电流互感器。

（2）整定计算。

1）算出变压器各侧额定电流，选出电流互感器和确定其二次回路额定电流。计算结果见表 序 号 1 2 3

变压器各侧额定电流（A） 电流互感器接线方式 电流互感器一次电流的计算值（A） 4 5

电流互感器变比 电流互感器二次回路额定电流（A）

由表7-11中可看出，6.3kV侧电流互感器的二次回路额定电流大于35kV侧，因此6.3kV侧为基本侧（第I侧）。

600?120 51500?300 51466?4.89 300数 值 名 称 各 侧 数 值 35kV侧 1600?264 3?35? 6.3kV侧 16000?14600 3?6.3Y 1466

3?264?457

3?264?3.81 120

3） 计算保护装置6.3kV侧的一次动作电流：按躲过最大不平

衡电流条件

Iop?Krel(ktx?f??U??f')Ik?max

=1.3?（1?0.1+0.05+0.05）?9786=2544 (A) 按躲过励磁涌流条件

Iop?1.3IrT?1.3?1466?1906 （A）

按躲过电流互感器二次回路断线条件

Iop?1.3Ifh?max?1.3?1000?1300 （A）

因此，应该按躲过外部故障最大不平均电流条件，选用6.3kV侧一次动作电流Iop?2544A。

二、6-10kV线路的继电器保护配置

被保护线路：单侧电源放射式单回线路 保护装置名称： 1、 2、

无时限电流速断保护：自重要配电所引出的线路装设 带时限速断保护：当无时限电流速断不能满足选择性动作

时装设 3、 4、

过电流保护：装设

单项接地保护：根据需要装设

备注：当过电流保护的实现不大于0.5~0.7s，且没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护。

无时限电流速断保护范围，应保证切除所有使该母线残压低于50%~60%额定电压的短路。为满足这一要求，必要时保护装置可无选择地动作，并以自动装置来补救。

6-10kV线路的继电器保护整定计算

保护名称： 1、过电流保护

保护装置的动作电流（应躲过线路的过负荷电流）

Iop?K?Kre1KjxIghKrnTA A

保护装置的灵敏系数（按最小运行方式下线路末端两相短路电流校验）

Ksen?I''2k2?min?1.5 Iop保护装置的动作时限，应与相邻元件的过电流保护大一时限阶段，一般大0.5~0.7s

2、无时限电流速断保护

保护装置的动作电流（应躲过线路末端短路时最大三相短路电流）

Iop?K?Kre1Kjx???k3?maxI2 A nTA保护装置的灵敏系数（按最小运行方式下线路始端两相短路电流校验）

Ksen?I1k2?min?2 Iop3、带时限电流速断保护

保护装置的动作电流（应躲过相邻元件末端短路时的最大三相短路电流或与相邻元件的电流速断保护的动作电流相配合，按两个条件中较大者整定）

Iop?K?Kre1KjxI3k3?max A nTAIop?3nTA或Iop?k?KcoKjx A

保护装置的灵敏系数与无时限电流速断保护的公式相同 保护装置的动作时限，应较相邻元件的电流速断保护大一个时限阶段，一般大0.5~0.7s 4、单项接地保护

保护装置的一次动作电流（按躲过被保护线路外部单相接地故障时，从被保护元件流出的电容电流及按最小灵敏系数1.25整定）

Iop?Kre1ICX A

或Iop

Ic??ICX? A

1.25符号说明：

Kre1——可靠系数，用于过电流保护时

DL型和GL型继电器分别

取1.2和1.3，用于电流速断保护时分别取1.3和1.5，用于单相接地保护时，无时限取4~5，有时限取1.5~2；

Kjx——接线系数，接与相电流时取Kr——继电器返回系数，取nTA——电流互感器变化；

1，接于相电流差时取3；

0.85（动作电流）；

Igh——线路过负荷（包括电动机起动所引起的）电流，A； I2k2?min——最小运行方式下，线路末端两相短路稳态电流，A；

Iop——保护装置一次动作电流，A，Iop?Iop?knTAKjx

??k3?max——最大运行方式下线路始端两相短路超瞬态电流，A I2??k2?min——最小运行方式下线路始端两相短路超瞬态电流，A I1Kco——配合系数，取1.1；

Iop?3——相邻元件的电流速断保护的一次动作电流，A；

I3k3?max——最大运行方式下相邻元件末端三相短路稳态电流，A

Icx——被保护线路外部发生单相接地故障时，从被保护元件流

出的电容电流，A；

IC?——电网的总单相接地电容电流，A

三、示例

图7-3 10kV电缆线路的接线

【例7-3】 总降压变电所引出的10kV电缆线路的保护，线路接线如图7-3所示。 已知条件：

考虑电动机起动时的线路过负荷电流Igh为350A。最大运行方式

??k3?max为5500A，配下，总降压变电所母线三相短路超瞬态电流I1??k3?max为5130A，配电变压器低压电所母线三相短路超瞬态电流I2??k3?max为820A。侧三相短路时流过高压侧的超瞬态电流I3最小运行??k3?min为4580A，方式下，总降压变电所母线三相短路超瞬态电流I1??k3?min为4320A，配电变压器低配电所母线三相短路超瞬态电流I2??k3?min为796A。10kV压侧三相短路时流过高压侧的超瞬态电流I3电网的总单相接地电容电流IC?为15A。10kV电缆线路电容电流

IC?为

1.4A。下一级配电变压器过电流保护装置动作电流Iop?3为

150A。

计算中可假定系统电源容量为无穷大，稳态短路电流等于超

瞬态短路电流。 解 （1）保护装置

1）由于无时限电流速断保护不能满足灵敏系数要求，故装设三个DL-31型电流继电器、一个SS-94/22型时间继电器和三个变比为300/5的电流互感器组成带时限电流速断保护。 2）装设三个DL-31型电流继电器，一个SS-94/22型时间继电器和三个变比为300/5的电流互感器组成过电流保护。 3）装设零序电流互感器及与其配合的继电器组成单相接地保护，动作于信号。 （2）整定计算

1）无时限电流速断保护：

保护装置的动作电流

Iop?K?Kre1KjxI3k3?max5130?1.3?1??111（A）取nTA60110A

保护装置一次动作电流

Iop?Iop?KnTA60?110??6600（A） Kjx1保护装置的灵敏系数

Ksen?I''1k2?min0.866I''1k3?min0.866?4580???0.601?2 IopIop6600无时限电流速断保护不能满足灵敏系数要求，故应装设带时限限流速断保护。

2）带时限电流速断保护：保护装置的动作电流

Iop?K?Kre1KjxI3k3?maxI''820?KrelKjx3k3?max?1.3?1??17.8（A）取nTAnTA60110A

取20A。

保护装置一次动作电流

Iop?Iop?KnTA60?20??1200（A） Kjx1保护装置的灵敏系数

Ksen?I''1k2?min0.866I''1k3?min0.866?4580???3.3?2 IopIop1200装设DL-31/20型电流继电器。 保护装置动作时限取0.5s。

3）过电流保护：按躲过过负荷电流条件计算保护装置的动作电流

Iop?K?Kre1KjxIghKrnTA?1.2?1?350?8.2（A）

0.85?60按与下一级配电变压器过电流保护装置的动作电流相配合条件计算保护装置的动作电流

Iop?K?KcoKjxIop?3nTA?1.1?1?150?2.75（A） 60由于前者计算结果较大，故按该计算结果整定，取9A。 保护装置一次动作电流

Iop?Iop?KnTA60?9??540（A） Kjx1保护装置的灵敏系数： 在线路末端发生短路时

Ksen?I2k2?minI''2k2?min0.866I''2k3?min0.866?4320????6.9?1.5 IopIopIop540在配电变压器低压侧发生短路时（后备保护）

Ksen?I3k2?minI''3k2?min0.866I''3k3?min0.866?796????1.28?1.2 IopIopIop540装设DL-31/10型电流继电器。

保护装置的动作时限应与配电变压器（800kVA）的LL型过电流继电器的反时限部分相配合，取1.2s。

4）单项接地保护：按躲过被保护线路电容电流条件计算的保护装置动作电流

Iop?Kre1ICX?5?1.4?7（A）

按满足最小灵敏系数条件计算的保护装置动作电流

Iop?Ic??ICX15?1.4??10.9(A) Ksen1.25保护装置的动作电流取10（A），满足LJ-Φ75型零序电流互

感器及DD-11/60型继电器的灵敏系数要求。

三、6~10kV 母线分段断路器的保护 一、保护配置

6~10kV母线分段断路器的继电保护配置

被保护设备、保护装置名称 电流速断保护，不并列运行的分段母线：仅在分段断路器合闸瞬间投人，合闸后自动解除。 装设过电流保护。

备注：（1）采用反时限过电流保护时，继电器瞬动部分应解除； ( 2 ）对出线不多的2和3级负荷供电的配电所母线分段断路，可不设保护装置。 二、整定计算

6~10kV 母线分段断路器的继电保护整定计算如下 保护名称、计算项目和公式

6~10kV 母线分段断路器的继电保护整定计算

1、过电流保护：保护装置的动作电流（应躲过任一母线段的最大负荷电流）Iop?k?KrelKjxIfhKrnTA A

保护装置的灵敏系数（按最小运行方式下母线两相短路时，流过保护安装处的短路电流校验。对后备保护，则按最小运行方式下相邻元件末端两相短路时，流过保护安装处的短路电流校验）

Ksen?Ik2?minI?1.5，Ksen?3k2?min?1.5 IopIop保护装置的动作时限，应较相邻元件的过电流保护大一时限阶段，一般大0.5~0. 7s。

2）电流速度按保护 ： 保护装置的动作电流〔 应按最小灵敏系数2 整定〕Iop?kIk''2?min?2nTA A

符号说明：

Krel—可靠系数，取值同表

7-12； 7-12；

Kjx—接线系数，取值同表Kr—继电器返回系数，取

0.85 ;

Ifh— 一段母线最大负荷（包括电动机自起动引起的）电流，A; nTA--电流互感器变比；

I3k2?min—最小运行方式下母线两相短路时，流过保护安装处的稳

态电流，A ;

流过保护安装Ik2?min—最小运行方式下相邻元件末端两相短路时，处的稳态电流，A；

Iop—保护装置一次，作电流，Iop?Iop?knTAKjx；

流过保护安装处的超瞬Ik''2?min—最小运行方式下母线两相短路时．态电流，A

超瞬态电流--两相短路超瞬态电流Ik''2等于三相短路超瞬态电流

Ik''3的

0.866倍，三相短路超瞬态电流即对称短路电流初始值。

三、示例

【例7-41】 配电所6kV 母线分段断路器的保护。 已知条件

一段母线最大负荷（包括电动机起动所引起的）电流Ifh为350A 。最大运行方式下母线三相短路超瞬态电流Ik''3?max为5130A 。最小运行方式下母线三相短路超瞬态电流Ik''3?max为4320A ，相邻元件末端三相短路时，流过保护装置的三相短路超瞬态电流Ik3?max为7 % A 。计算中可假定系统电源容量为无穷大，稳态短路电流等于超瞬态短路电流。

解（1 ）保护配置。装设三个LL-llA 型过电流继电器和三个变比为300/5 的电流互感器组成过电流保护，过电流继电器瞬动

部分解除。

6kV 母线分段断路器保护原理见图7-6 。

图7-6 6kV 母线分段断路器保护原理KAI-KA3-过电流继电器，LL- 11A / lO 型；KSI-信号继电器，DX-31B/lA 型；XBI-连接片：FUI-熔断器，6A

( 2 ）整定计算。过电流保护：按躲过任一母线段的最大负荷电流条件，计算保护装置动作电流

Iop?k?KrelKjxIfhKrnTA?1.3?1?350?8.9(A)

0.85?60取9A 。

保护装置一次动作电流Iop?Iop?knTA60?9??540(A) Kjx1保护装置的灵敏系数

KsenIk2?min0.866Ik''3?min0.866?4320????6.9?1.5IopIop540I3k2?minIopI''3k2?min0.866?796???1.28?1.2

Iop540Ksen?装设LL-llA / 10 型过电流继电器。

保护装置的动作时限应较相邻元件的过电流保护大一时限阶段，取1.0s 。

四、3~10Kv电动机的保护 一丶保护装置

3~10Kv电动机的继电保护配置

异步电动机<2000的电流速断保护需要装设，而纵联差动保护当电流速断保护不能满足灵敏性要求时要装设，低电压保护则根据需要装设。

异步电动机≥2000的纵联差动保护需要装设，低电压保护则根据需要装设。

同步电动机<2000的电流速断保护需要装设，而纵联差动保护当电流速断保护不能满足灵敏性要求时要装设。 同步电动机≥2000的纵联差动保护需要装设。

过负荷保护在生产过程中易发生过负荷时或启动丶自起动条件严重时应装设。

单相接地保护在单相接地电流>5A时装设，≥10A时一般动作于跳闸，5A-10A时可动作于跳闸或信号。

二丶整定计算

3~10Kv电动机的继电保护整定计算 1）

电流速断保护

保护装置的动作电流：异步电动机（应躲过电动机的启动电流）

Lop.k?KrelKjxKSTKrMnTAA

同步电动机（应躲过电动机的启动电流或外部短路时电动机的输出电流）

Lop.k?KrelKjxKSTKrMnTAA和Lop.k?KrelKjxI'k3MnTAA

保护装置的灵敏系数（按最小运行方式下，电动机接线端两相短

\Ikz路时，流过保护安装处的短路电流校验）Ksen?.minIop≥2

2）纵联差动保护（用BCH-2型差动继电器时）

保护装置的动作电流【应躲过以下三种情况最大不平衡电流：①电动机启动电流;②电流互感器二次回路断线；③外部短路时同步电动机输出的超瞬态电流】 a. Lop.kb. Lop.kc. Lop.k?KrelKtx?fKjx?KrelKjxIrMnTAKSTKrMnTA A

A

I\k3mnTA?KrelKtx?fKjx A

3）纵联差动保护（用DL-31型电流继电器时）

保护装置的动作电流（应躲过电动机的最大不平衡电流）

Lop.k?(1.5?2)InrMA TA保护装置的灵敏系数（按最小运行方式下，电动机接线端两相短路时，流过保护装置的短路电流校验） Ksen?4）过负荷保护

保护装置的工作电流（应躲过电动机的额定电流）

Lop.k?KrelKjxIrMKrnTAI\k2.min?2 IopA

保护装置的动作时限（躲过电动机启动及自启动时间，即top?tst）

对于一般电动机为

top?(1.1?1.2)tst s

对于传动风机负荷的电动机为

top?(1.2?1.4)tst s

5）单相接地保护

保护装置的一次动作电流（应按被保护元件发生单相接地故障时最小灵敏系数1.25整定）

Iop?Ic? A 1.256）失步保护

过负荷保护兼作失步保护，保护装置的动作电流和动作时限与过负荷保护相同。专用失步保护。

符号说明：

Krel——可靠系数，用于电流速断保护时，DL

型和GL型继电器

分别取1.4-1.6和1.8-2.0。用于差动保护时取1.3.用于过负荷保护时动作于信号取1.05，动作于跳闸取1.2;

Kjx——接线系数，接于相电流时取nTA ——电流互感器变比； IrM ——电动机额定电流，A;

1.0，接于相电流差时取3；

Kst ——电动机启动电流倍数①；

I\k3M——同步电动机接线端三相短路时，输出的超瞬态电流②，

A；

I\k2.min——最小运行方式下，电动机接线端两相短路时，流过保

护安装处的超瞬态电流③，A;

Iop——保护装置一次动作电流，A；Iop?Iop.knTAKjx；

补充说明：

①如为降压电抗器启动及变压器一电动机组，其启动电流倍数

Kst改用K'st代替

K'st?1ukSrM1?KstSrT

式中uk——电抗器或变压器的阻抗电压相对值;

SrMSrT——电动机额定容量，kVA; ——电抗器或变压器额定容量，kVA.

②同步电动机接线端三相短路时，输出的超瞬态电流为

1.05 I\k3M???0.95sin?r???IrM A

?X\k???式中X\k——同步电动机超瞬态电抗，相对值；

?r——同步电动机额定功率因数角；

IrM——同步电动机额定电流，A。

③两相短路超瞬态电流I\K2等于三相短路超瞬态电流I\k3的0.866倍，三相短路超瞬态电流即对称短路电流初始值。 ④实际应用中，保护装置的动作时限top，可按两倍动作电流及两倍动作电流时允许过负荷时间tgh，在继电器特性曲线上查出

10倍动作电流时的动作时间。tgh可按下式计算

tgh?150?2Iop.knTA??KI?jxrM???1??2 s

式中符号含义同上。 示例

例：传动风机用同步电动机的保护。电动机直接启动，不需要自

启动，生产过程中没有过负荷的可能性。已知条件：6kV电动机为TD173/66-10型，2500kW,IrM=279A,Kst=6.5, X\k=0.154,cos?r=0.9,短路比KkM=0.94。最小运行方式下电

动机接线端三相短路超瞬态电流I\k3.min为7330A。6kV电网的总单相接地电容电流IC?为9.5A。同步电动机单相接地电容电流ICM为0.05A。 解：（1）保护装置 1）

装设三个BCH-2型差动继电器和六个变比为400/5的电流

互感器组成纵联差动保护。 2）

装设LJ-2型零序电流互感器和DD-11/60型接地继电器组

成单相接地保护，动作于信号。 3）

装设一个GL-12型过流继电器和其中一个变比为400/5的

电流互感器组成失步保护。

由于系统接线中不考虑重合闸和备用电源自动投入装置，故不装设防止断电后非同步冲击的成组保护。

同步电动机保护原理见下图

2）整定计算

1）纵联差动保护：外部三相短路时，同步电动机输出的超瞬态

电流

I\??1.05?k3M??X\?0.95sin?r?k??IrM

?

（ ???1.05??0.95?0.436??279?2018(A) ?0.154?保护装置的动作电流，按躲过外部短路时同步电动机输出的超瞬

态电流条件计算为

Lop.k?KrelKtx?fKjxI\k3mnTA?1.3?0.5?0.1?1?2018?1.64（A） 80按躲过电流互感器二次回路断线条件计算为

Lop.k?KrelKtx?fKjxKSTKrMnTA?1.3?0.5?0.1?1?6.5?279?1.47(A) 80按躲过电流互感器二次回路断线条件计算为

Lop.k?KrelKjxIrMnTA?1.3?1?279?4.53（A） 80由于按躲过电流互感器二次回路断线条件计算的结果最大，故取4,53A。 BCH-2型继电器的计算匝数 WC?AW060??13.2 (匝) IOP.K4.53第一平衡线圈实用匝数WI.ph.sy为8匝，差动线圈实用匝数

Wc.sy为

5匝（8+5<13.2），

第二平衡线圈实用匝数W?.ph.sy为8匝，短路线圈抽头选2-2。 保护装置的灵敏系数

Ksen?W?.ph.sy?Wc.syAW0?KjxIk2.minnTA?8?51?0.866?7330??17.19 60802）单相接地保护：保护装置的动作电流

Iop?Ic??ICM9.5?0.05??7.56 （A） Ksen1.25保护装置的动作电流7.56A，满足LJ-2型零序电流互感器

和DD-11/60型继电器的灵敏系数要求。 4）

失步保护：保护装置的动作电流

IrM279?1.2?1??4.92 （A） krnTA0.85?80 Iop.k?KrelKjx取5A。

保护装置的动作时限

tgh?150?2Iop.knTA??KI?jxrM???1??2?150?2?5?80????1?1?279?2?20.8(s)

tgh为两倍动作电流的时间，由GL型继电器特性曲线，查得10倍动作电流的动作时间为10s，故装设GL-12/10型继电器。 变压器微机保护装置的特点

（1） 变压器微机保护所用的电流互感器二次侧采用Y接线，

其相位补偿和

电流补偿系数由软件实现，在正常运行中显示差流值、防止极性、变比、相别等接错，并具有差流超限报警功能。

（2） 气体继电器保护跳闸回路不接入微机保护装置，可直接

作用于跳闸，

以保证可靠性，但可经触点向微机保护装置输入动作信息，进行显示并打印。或进入单独的非电量微机保护装置。

（3） 设有液晶显示，便于整定、调试，同时可实现运行监视

和故障，异常

状态显示。

（4） 具有高速数据通信网接口及打印功能。 变压器微机保护的电流平衡调整

变压器的各侧电流互感器二次侧按Y 接线，由软件进行相位校正后，由于变压器各侧额定电流及各侧电流互感器变比不等，还应对各侧计算电流值进行平衡调整，才能消除不平衡电流对变压器差动保护的影响。

1、 计算变压器高、低压侧的一次额定电流I1r,I2r

I1r= S/3U1r A I2r?S/3U2r A

式中 S——变压器额定容量，KVA；

U1r，U2r——变压器高、低压侧额定线电压，有调压分接头

的，应取中间接头电压，KV。

2、 计算变压器高、低压侧电流互感器二次计算电流

I1C2?(I1r/nTA1)Kjx1 A I2C2?(I2r/nTA2)Kjx2 A

式中 nTA1、nTA2——高、低压侧电流互感器变比； Kjx1，Kjx2——高、低压侧电流互感器接线系数，由于微机保护要求变压器高压侧（Y侧）电流互感器也接成Y形，由软件内部进行Y/△转换，因此变压器Y侧Kjx1= 3，△侧

Kjx2=1.

3、 计算电流平衡调整系数Kb

以变压器高压侧的电流互感器二次计算电流I1C2为电流基准值，然后对低压侧的电流互感器二次计算电流I2C2进行计算调整。

Kb=

I1C2I2C2

由于微机保护取值一般是按二进制方式取值，调整系数取值是分级的，如每级差为0.0625，则按级差取值的调整系数，不可能使差动保护完全达到平衡，但误差已很小。

同时也有连续取值的，连续取值可无误差。

[例7-8] 35/6kv降压变压器的差动保护电流平衡调整。 已知条件：

变压器为SF9-16000型，16000KVA，高压侧额定电压为35KV，低压侧额定电压为6.3KV，Y，d11接线，电流互感器二次额定电流为5A。

解：（1）计算变压器高、低压侧的一次额定电流I1r，I2r

I1r?S3U1rS3U2r?160003?35160003?6.3?264(A)，电流互感器变比nTA1=300/5=60

I2r???1466(A)，电流互感器变比

nTA2=1500/5=300

（2）计算变压器高、低压侧电流互感器二次计算电流：软件相位校正及计算的各侧二次计算电流为

I1C2?Kjx1I1r/nTA1=3?264/60?7.62（A）

I2C2?Kjx2I2r/nTA2=1?1466/300?4.89(A) (3)计算电流平衡调整系数Kb

Kb=

I1C27.62??1.558 I2C24.89如按0.0625级差，则25?0.0625=1.563，实际平衡调整系数

'Kb?1.563，相对误差

=

'I1c2?KbI2c27.62?1.563?4.897.62?7.643100%?100%?100%??0.3%，并I1c27.627.62不影响保护的正常工作。

变压器、电动机微机差动保护整定计算

（一） 变压器微机差动保护整定计算

变压器微机差动保护多采用带谐波制动的比率制动式保护，其比率制动特性曲线 1、 比率制动差动保护起动电流

由于电流补偿存在一定误差以及变压器分接头位置变化产生的不平衡电流，所以差动保护动作必须使Id大于一个起动定值

Id?st，Id?st=（0.2~0.3）In，也就是说

Id=Iop?min?Id?st 即Id=Iop?min?（0.2~0.3）In

式中Id——差动电流，A；

Iop?min——差动保护的最小动作电流，A；

，A。 In——电流基准值（基准值的二次额定电流）2、 比率制动系数

比率制动系数Kzd1?Id/Izd

式中：Id——差动电流，A；

Izd——制动电流，A。

Kzd1是一个变量，要求在区内故障时Kzd1大于固定的整定

值，保护可靠动作，而在区外故障时Kzd1却小于固定的整定值，使保护不动作。一般Kzd1取0.3~0.5。

3、 差动速断动作电流

差动速断保护是差动电流过电流瞬时速断保护，以加快保护在内部严重故障时的动作速度。由于微机保护的动作速度快，励磁涌流开始衰减很快，因此微机保护的差动速断整定值Id?st应较电磁式保护取值大。 Id?st?(5~6)In

式中In——电流基准值（基准值的二次额定电流），A。

4、 二次谐波制动系数

变压器励磁涌流中含有大量的二次谐波分量，利用差电流中二次谐波所占比例作为制动系数Kzd2，可鉴别变压器空载合闸时励磁涌流，Kzd2大于一定值就可认为是励磁涌流出现，保护不应动作。Kzd2小于一定值，同时满足比率差动动作条件，才允许保护动作。一般Kzd2取0.15、0.2、0.25或0.15~0.2。

5、 灵敏系数

Ksen?Ik2?min?2 nTA?Iop式中Ik2?min——最小运行方式下保护区内两相短路最小短路电流，

A；

nTA1——电流互感器变比；

Iop——差动继电器动作电流，A，根据制动电流的大小在相应制

动特性曲线上求得相应的动作电流。

（二） 电动机微机差动保护整定计算 1、

比率制动差动保护的最小动作电流

应躲过电动机正常运行时差动回路的不平衡电流

Iop?min=（0.2~0.4）Ir

式中Ir——电动机二次额定电流，A 2、

比率制动系数

KIdzd?I一般Kzd?0.3~0.4

zd式中：Id——差动电流，A Izd——制动电流，A 3、差动速断动作电流

差动速断动作电流一般取3~8倍额定电流的较低值，并在机端保护区内三相短路故障时有1.2的灵敏系数。 五、6~10kV 电力电容器的保护 一、保护配置

6~10kV 电力电容器的继电保护配置见表7 一19 。 表7 一19

6 一10kV 电力电容器的继电保护配置保护装置名称 被保护降有短延设备日的速断）保护 过电流保护 过负荷保护 横差保护

中性线不平衡电流保护 开日三角电压保护 过电压保护 低电压保护 单相接地保护 备注 电容器组…

对电容器内部故障及其引出线短路采用专用的熔断器保护时，可不装设

当电压可能超过110 % 额定值时，宜装设 电容器与支架绝缘时可不装设

当电容器组的容量在40Okval 以内时，可以用带熔断器的负荷开关进行保护 二、整定计算

6 一10kV 电力电容器组的继电保护整定计算如下 表7 一20

6~ 10kv 电力电容器组的继电保护整定计算② 保护名称、计算项目和公式

1）带有短延时的速断保护 保护装置的动作电流（应按电容器组端部引线发生两相短路时，保护的灵敏系数应符合要求整定）Iop.kIk''2?min??Kjx 2nTA保护装置的动作时限应大于电容器组合闸涌流时间，为0.25 及以上

2）过电流保护 保护装置的动作电流（应按大于电容器组允许的长期最大过电流整定）Iop.k?KrelKjxKghIrcKrnTA，保护装

置的灵敏系数〔 按最小运行方式下电容器组端部两相短路时，流过保护安装处的短路电流校验）KsenIk''2.min??1.5，保护装置的Iop动作时限应较电容器组短延时速断保护的时限大一个时限阶段，一般大0.5~0.7s

3）过负荷保护 保护装置的动作电流（应按电容器组负荷电流整定），Iop?k?KrelKjxIrcKrnTA

保护装置的动作时限应较过电流保护大一时限阶段，一般大0.5s。 符号说明

Kjx—接线系数，接于相电流时取飞，接于相电流差时取3； nTA—电流互感器变比；

电容器组端部两相短路时，流过保护安Ik''2?min—最小运行方式下，装处的超瞬态电… 流① ，A ;

Krel—可靠系数，取

1.2；

0.85；Kgh—过负荷系数，取1.3；

Kr—继电器返回系数，取

Irc—电容器组额定电流，A； Ksen—保护装置的灵敏系数；

nTAKjxIop—保护装置一次动作电流，A Iop?Iopk

续表7 一20

保护名称 计算项目和公式

保护装置的动作电流（应躲过正常时，电流互感器二次侧差动回路中的最大不平衡电流，及当单台电容器内部50 ％-70 ％串联元件击穿时，使保护装置有一定的灵敏系数，即Ksen?1.5))

Iop.k?KrelIbp A Iop.k?Q?c1?URC(1??c)nTAKsen A

符号说明

Ibp—最大不平衡电流，A，由测试决定；

Q—单台电容器额定容量，Kvar ；

?c—单台电容器元件击穿相对数，取0.5~0.75；

Urc—电容器额定电压，kV ;

m—每相各串联段电容器并联台数； n—每相电容器的串联段数；

Ubp—最大不平衡零序电压，v ，由测试决定；

Urph—电容器组的额定相电压，V ; ntv—电压互感器变比；

Ur2—电压互感器二次额定电压，v ，其直为

100V ;

一般取Kmin—系统正常运行母线电压可能出现的最低电压系数．0 . 5 ;

Ic?—电网的总单相接地电容电流，A ;

'—单台电容器额定电流，A Ire

1）中性线不平衡电流保护（双星形接线）

保护装置的动作电流（应躲过正常时，中性线上电流互感器二次回路中的最大不平衡电流，及当单台电容器内部50 ％-70 ％串联元件击穿时，使保护装置有一定的灵敏系数，即Ksen?1.5)

Iop.k?KrelIbp A Iop.k3?cUrph1??V A KsennTA{3n[m(1??c)??c]?2?c}2）开口三角电压保护（单星形接线）

保护装置的动作电压（应躲过由于三相电翻晌浑衡及电网电压的不对称，正常时所存在的不平衡零序电压，及当单台电容器内部50 ％-70 ％串联元件击穿时，使保护装置有一定的灵敏系数，即Ksen?1.5)) Ubp?KrelUbpV Uop.k3?cUrph1??VKsennTV{3n[m(1??c)??c]?2?c}

3）过电压保护

保护装置的动作电压（按母线电压不超过110 ％额定电压值整定）Uop?k?1.1UR2 V

保护装置动作于信号或带3~5min 时限动作于跳闸 4）低电压保护

保护装置的动作电压（按母线电压可能出现的低电压整定）

Uop?k?KminUr2 V

5）单项接地保护

保护装置的一次性动作电流（按最小灵敏系数1.5整定）IopA

① 两相短路超瞬态电流Ik''2等于三相短路超瞬态电流Ik''3的0.866倍，三相短路超瞬态电流即对称短路电流初始值。 ②电力电容器组的继电保护整定计算均按末装设专用单台熔断器保护考虑。

③ 当只装设带短时限过电流保护时，Iopk?KrelKjxKrel=2-25 ）。

IrcnTAIc? 1.5? （其中

三、示例

【 例7-5】10kv 、750kvar 电力电容器组的保护。

已知条件：

电容器为BWF10 . 5-25 -1型单台容量25kvar ，共30 台。电容器组额定电流为43 . 3A 。最小运行方式下，电容器组端部三相短路超瞬态电流Ik''2?min为2750A 。10kV 电网的总单相接地电容电流Ic?为10A 。 解（1 ）保护配置。

1 ）装设三个DL-31 型电流继电器，一个SS-94 / 22 型时间继电器和三个变比为50 / 5 的共用电流互感器组成的短延时速断保护。

2 ）装设三个DL-31 型电流继电器，一个SS-94 / 22 型时间继电器和三个变比为50 / 5 的共用电流互感器组成的过电流保护。 3 ）装设一个DL-31 型电流继电器，一个SS-94 / 22 型时间继电器和三个变比为50 / 5 的共用电流互感器组成的过负荷保护。 4 ）装设零序电流互感器及相应的继电器组成单相接地保护，动作于跳闸或动作于信号。5 ）装设DJ-31 / 200 型电压继电器作为过电压保护，延时动作于跳闸或动作于信号。10kV 电容器组保护原理见图7-7。 ( 2 ）整定计算。

l ）短延时速断保护：保护装置的动作电流

Iop?k?KjxIk''2?minnTAKsen?1?0.866?2750?119(A)

10?2保护装置的一次动作电流Iop?Iop?knTAKjx?119?10?1190(A) 1动作时限应大于电容器组合闸涌流时间t?0.2s。 2 ）过电流保护：保护装置的动作电流

Iop?k?KrelKjxKghIrcKrnTA?1.2?1?1.3?43.3 7.95(A)取8A。0.85?10保护装置的一次动作电流Iop?Iop?knTAKjx?8?10?80（A) 1保护装置灵敏系数KsenIk''2?min0.866?2750???29.7?1.5 Iop80 动作时限应较短延时速断保护大一时限阶段?t?0.3?0.5s。 3）过负荷保护：保护装置动作电流

Iop?k?KrelKjxIrc43.3?1.1?1??5.6(A) KrnTA0.85?10取6A 。

动作时限应较过电流保护大一时限阶段△t =0.30-0.5s。 4 ）单相接地保护：保护装置一次动作电流Iop?Ic?10??6(A) Ksen1.5保护装置的动作电流大于讨一2 型零序电流互感器及配用DD-1 /60 型接地继电器一次 第七章继电保护和自动装置

【 例7-6】带串联电抗器的双星形10kV 电容器组的保护。 已知条件：

电容器组为TBB 型高压并联电容器装置TBB10 一2400 / 50BL 型，额定电压10kV，额定容量2400kvar ，接线方式Y , y , y ，共48 个BFMll /3?50?1W 型电容器，6 相每相8 个电容器并联。为抑制5 次以上谐波XL?（5 一6 ) % XC 。电网总单相接地电容电流为IOA 。最小运行方式下电抗器后的三相短路电流为2100A 。 解（l ）保护配置。

l ）装设一个DL 一31 型电流继电器和一个变比为10 / 5 的电流互感器组成的中性线不平衡电流保护，作为电容器组内部故障保护。

2 ）装设三个DL 一31 型电流继电器，一个SS 一94 / 22 型时间继电器和三个变比为200 / 5 的电流互感器组成的过电流保护，作为电容器组外部故障保护。

3 ）装设零序电流互感器及相应的接地继电器组成单相接地保护，动作于跳闸或动作于信号。

4 ）装设DJ-31 / 200 型电压继电器作为过电压保护，延时动作于跳闸或动作于信号

5 ）利用电压互感器低电压保护触点，作电容器组低电压保护。 10kV 电容器组保护原理见图7 一8 。 ( 2 ）整定计算。

1）每相电容器电抗及串联电抗器的电抗

Urph2?103(1/3)2?103XC???50.4(?) 2?m?Q2?8?50XL?5%XC?5%?50.4?2.52(?)2）单台电容器额定电流

UXC501050.4I'rc?Q?rc()??()?7.53(A) 23XC?XL350.4?2.52U2rph(11/3)3)中性线不平衡电流保护

Iop.k?'3m?cIrc1??KsennTA6n[m(1??c)??c]?5?c13?8?0.75?7.53??3.54(A)1.5?10/56?1[8(1?0.75)?0.75]?5?0.75

取4A。 一次动作电流Iop?4?10?8(A) 54 ）过电流保护：保护装置动作电流

IOP?KIrcUrc/31110/3?103?KrelKjx?KrelKjx??2.5?1???7.54(A)

nTAnTAXC?XL4050.4?2.52取8A。

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