继电保护计算书.docx
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继电保护计算书
工程号：
Y6055X
巴陵石化有限责任公司环氧树脂事业部
电气隐患治理304K开关所
继电保护计算书
湖南百利工程科技有限公司
二ＯＯ六年八月
一．短路电流计算
1.短路电流计算的目的
1.1正确选择和校验变电站内高压电器设备。
1.2进行继电保护装置的整定计算。
2.短路电流计算的依据
2.1计算的基准值
基准容量：
Sj（MVA）100
基准电压：
Uj（kV）37;10.5;0.4.
基准电流：
Uj（kA）1.56;5.5;144.3.
2.2系统参数（阻抗标幺值）
根据用户提供的有关资料，本事业部35kV总降电源入口处：
4123线：
X*1max=0.2152;X*1min=0.3473;
4223线：
X*1max=0.2857;X*1min=0.4004;
其中，X*1max=0.2152用于本站Ⅰ段继电保护装置的整定计算，X*1min=0.3473用于校验本站Ⅰ段继电保护装置灵敏度。
X*1max=0.2857用于本站Ⅱ段继电保护装置的整定计算，X*1min=0.4004用于校验本站Ⅱ段继电保护装置灵敏度。
2.3计算原则及计算公式
2.3.1按无穷大容量电力系统供电进行短路电流计算，即认为由系统提供的短路电流周期分量在短路过程中不变。
I“=I0.2=Id
2.3.2计算采用标幺值进行，计算公式如下：
I“=Ij/X*
S“=Sj/X*
ich=√2KCI“=2.55I“
Ich=√2+2（KC-1）2I“=1.52I“
式中，I“：
稳态短路电流；
S“：
稳态短路容量；
KC：
短路冲击系数，取1.8；
ich：
短路冲击电流（全电流）；
Ich：
短路冲击电流有效值；
3.Ⅰ段三相短路电流
3.1最大运行方式
35kV系统阻抗：
X*1max=0.2152
35kV主变阻抗：
（Sj=100MVA，Seb=20MVA，ud％=7）
X*b=ud％×Sj/（100×Seb）
=7×100/（100×20）
=0.35
3.1.135kV侧三相短路电流
I（3）d1max=Ij/X*1max=1.56/0.2152=7.25kA
ich=2.55I”=2.55×7.25=18.5kA
Ich=1.52I”=1.52×7.25=11.02kA
S（3）d1max=Sj/X*1max=100/0.2152=465MVA
3.1.210kV侧短路电流
（1）10kV侧阻抗
X*2max=X*1max+X*b=0.2152+0.35=0.5652
（2）10kV母线三相短路电流
I（3）d2max=Ij/X*2max=5.5/0.5622=9.73kA
ich=2.55I”=2.55×9.73=24.81kA
Ich=1.52I”=1.52×9.73=14.8kA
S（3）d2max=Sj/X*2max=100/0.5652=177MVA
3.1.310kV出线（304K所）短路电流（进线电缆线路阻抗忽略不计）
（1）2MVA配变阻抗：
（Sj=100MVA，Seb=2MVA，ud％=5.5）
X*b=ud％×Sj/（100×Seb）=5.5×100/（100×2）=2.75
1.25MVA配变阻抗：
（Sj=100MVA，Seb=1.25MVA，ud％=4.5）
X*b=ud％×Sj/（100×Seb）=4.5×100/（100×1.25）=3.6
1MVA配变阻抗：
（Sj=100MVA，Seb=1MVA，ud％=4.5）
X*b=ud％×Sj/（100×Seb）=4.5×100/（100×1）=4.5
1.8MVA配变阻抗：
（Sj=100MVA，Seb=0.8MVA，ud％=4.5）
X*b=ud％×Sj/（100×Seb）=4.5×100/（100×0.8）=5.625
（2）电缆线路阻抗忽略不计
（3）配电变低压侧阻抗：
2MVA配变：
X*3max=X*2max+X*b=0.5652+2.75=3.3152
1.25MVA配变：
X*3max=X*2max+X*b=0.5652+3.6=4.1652
1MVA配变：
X*3max=X*2max+X*b=0.5652+4.5=5.0652
0.8MVA配变：
X*3max=X*2max+X*b=0.5652+5.625=6.1902
（4）配电变低压侧短路穿越电流（折算到10kV侧）：
2MVA配变：
I（3）d3max=Ij/X*3max=5.5/3.3152=1.66kA
1.25MVA配变：
I（3）d3max=Ij/X*3max=5.5/4.1652=1.32kA
1MVA配变：
I（3）d3max=Ij/X*3max=5.5/5.0652=1.09kA
0.8MVA配变：
I（3）d3max=Ij/X*3max=5.5/6.1902=0.89kA
3.2最小运行方式
（1）35kV系统阻抗：
X*1min=0.3473
（2）35kV主变阻抗：
X*b=0.35
3.2.135kV侧三相短路电流
I（3）d1min=Ij/X*1min=1.56/0.3473=4.5kA
3.2.210kV出线
（1）10kV侧阻抗
X*2min=X*1min+X*b=0.3473+0.35=0.6973
（2）10kV母线三相短路电流
I（3）d2min=Ij/X*2min=5.5/0.6973=7.9kA
3.2.310kV出线（304K所）短路电流（进线电缆线路阻抗忽略不计）
（1）2MVA配变阻抗：
X*b=2.75
1.25MVA配变阻抗：
X*b=3.6
1MVA配变阻抗：
X*b=4.5
0.8MVA配变阻抗：
X*b=5.625
（2）电缆线路阻抗忽略不计
（3）配电变低压侧阻抗：
2MVA配变：
X*3min=X*2min+X*b=0.6973+2.75=3.4473
1.25MVA配变：
X*3min=X*2min+X*b=0.6973+3.6=4.2973
1MVA配变：
X*3min=X*2min+X*b=0.6973+4.5=5.1973
0.8MVA配变：
X*3min=X*2min+X*b=0.6973+5.625=6.3473
（4）配电变低压侧短路穿越电流（折算到10kV侧）：
2MVA配变：
I（3）d3min=Ij/X*3min=5.5/3.4473=1.6kA
1.25MVA配变：
I（3）d3min=Ij/X*3min=5.5/4.2973=1.28kA
1MVA配变：
I（3）d3min=Ij/X*3min=5.5/5.1973=1.06kA
0.8MVA配变：
I（3）d3min=Ij/X*3min=5.5/6.3473=0.87kA
3.2.4阻抗网络图：
二．继电保护整定及校验
1．10kV电源进线
1.1线路光差保护
（1）保护装置动作电流，按产品说明书整定
（2）动作时限，取0S。
1.2过电流保护
（1）保护装置动作电流，应避开可能出现的过负荷电流
Idzj=Kk*Kjx*Kgh*Ie/Kh*Ki=1.2×1×2×543.4/（0.85×160）=9.6A
取Idzj=10A
保护装置一次侧动作电流
Idz1=Idzj×Ki＝10×160＝1600A
（2）保护装置灵敏系数，按最小运行方式下，相邻线路末端两相短路电流校验
Km=Kmxd*I（3）d2min/Idz1=0.866×7900/1600=4.3＞1.5
可见满足要求。
（3）动作时限，比相邻元件的过电流保护动作时限大一个时限，取1.2S。
3.1低电压保护
（1）保护装置二次侧动作电压
UdZj=0.65U2=0.65×100=65V
（2）动作时限，比相邻元件的电流速断保护动作时限大一个时限，取0.5S。
2．10kV分段
2.1电流速断保护
按最小灵敏度整定
Idzj=Kk*Kjx*I
（2）d2min/2Ki
=1.3×1×0.866×7900/2×（800/5）=27.8A
取Idzj=25A
3·10kV电压互感器保护
3.1电压互感器熔断器熔断保护
保护装置二次侧动作电压
UdZj=0.65U2=0.65×100=65V
3.210kV母线系统接地
保护装置二次侧动作电压，应避开正常情况下的不平衡电压，一般先整定为15V，待绝缘监察装置投运时，再按下式校验。
UdZj=Kk·Ubpmax=1.3×15=19.5V
4．2000kVA配电变压器
4.1配电变压器电气参数：
Seb=2MVA，ud％=5.5，Ieb＝115.5A
4.2电流速断保护
（1）保护装置动作电流，应避开低压侧短路时，流过保护装置的最大短路电流
Idzj=Kk*Kjx*I（3）d3max/Ki=1.3×1×1660/（200/5）=54A
取Idzj=60A
保护装置一次侧动作电流
Idz1=Idzj×Ki＝60×40＝2400A
（2）保护装置灵敏系数，按最小运行方式下，保护装置安装处二相短路
电流校验
Km=Kmxd*I（3）d1min/Idz1=0.866×7900/2400=2.85＞2
可见能满足要求。
4.3过电流保护
（1）保护装置动作电流，应避开可能出现的过负荷电流
Idzj=Kk*Kjx*Kgh*Ieb/Kh*Ki=1.2×1×1.5×115.5/（0.85×40）=6.2A
取Idzj=10A
（2）保护装置灵敏系数，按最小运行方式下，低压侧两相短路时流过保护装置安装处的短路电流校验
Km=Kmxd*I（3）d3min/Idz1=0.866×1600/（10×40）=3.5＞1.5
可见满足要求。
（3）动作时限，比下一级保护动作时限配合，取0.5S。
4.4单相接地保护
（1）保护装置动作电流，按最小灵敏系数
Idz1≤（IcΣ-Icx）/Km=（3.5-0.5）/1.25=2.4A
（2）保护装置动作电流，按避开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
Idz1≥Kk*Icx=2×0.3=0.6A
取Idz1＝1A
5．1250kVA配电变压器
5.1配电变压器电气参数：
Seb=1.25MVA，ud％=4.5，Ieb＝72.2A
5.2电流速断保护
（1）保护装置动作电流，应避开低压侧短路时，流过保护装置的最大短路电流
Idzj=Kk*Kjx*I（3）d3max/Ki=1.3×1×1320/（100/5）=85.5A
取Idzj=90A
保护装置一次侧动作电流
Idz1=Idzj×Ki＝90×20＝1800A
（3）保护装置灵敏系数，按最小运行方式下，保护装置安装处二相短路
电流校验
Km=Kmxd*I（3）d1min/Idz1=0.866×7900/1800=3.8＞2
可见能满足要求。
5.3过电流保护
（1）保护装置动作电流，应避开可能出现的过负荷电流
Idzj=Kk*Kjx*Kgh*Ieb/Kh*Ki=1.2×1×1.5×72.2/（0.85×20）=7.6A
取Idzj=10A
（3）保护装置灵敏系数，按最小运行方式下，低压侧两相短路时流过保护装置安装处的短路电流校验
Km=Kmxd*I（3）d3min/Idz1=0.866×1280/（10×20）=5.6＞1.5
可见满足要求。
（3）动作时限，比下一级保护动作时限配合，取0.5S。
5.4单相接地保护
（1）保护装置动作电流，按最小灵敏系数
Idz1≤（IcΣ-Icx）/Km=（3.5-0.5）/1.25=2.4A
（2）保护装置动作电流，按避开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
Idz1≥Kk*Icx=2×0.3=0.6A
取Idz1＝1A
6．1000kVA配电变压器
6.1配电变压器电气参数：
Seb=1MVA，ud％=4.5，Ieb＝57.7A
6.2电流速断保护
（1）保护装置动作电流，应避开低压侧短路时，流过保护装置的最大短路电流
Idzj=Kk*Kjx*I（3）d3max/Ki=1.3×1×1090/（100/5）=71A
取Idzj=80A
保护装置一次侧动作电流
Idz1=Idzj×Ki＝80×20＝1600A
（4）保护装置灵敏系数，按最小运行方式下，保护装置安装处二相短路
电流校验
Km=Kmxd*I（3）d1min/Idz1=0.866×7900/1600=4.3＞2
可见能满足要求。
6.3过电流保护
（1）保护装置动作电流，应避开可能出现的过负荷电流
Idzj=Kk*Kjx*Kgh*Ieb/Kh*Ki=1.2×1×1.5×57.7/（0.85×20）=6.2A
取Idzj=10A
（4）保护装置灵敏系数，按最小运行方式下，低压侧两相短路时流过保护装置安装处的短路电流校验
Km=Kmxd*I（3）d3min/Idz1=0.866×1060/（10×20）=4.6＞1.5
可见满足要求。
（3）动作时限，比下一级保护动作时限配合，取0.5S。
6.4单相接地保护
（1）保护装置动作电流，按最小灵敏系数
Idz1≤（IcΣ-Icx）/Km=（3.5-0.5）/1.25=2.4A
（2）保护装置动作电流，按避开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
Idz1≥Kk*Icx=2×0.3=0.6A
取Idz1＝1A
7．800kVA配电变压器
7.1配电变压器电气参数：
Seb=0.8MVA，ud％=4.5，Ieb＝46.2A
7.2电流速断保护
（1）保护装置动作电流，应避开低压侧短路时，流过保护装置的最大短路电流
Idzj=Kk*Kjx*I（3）d3max/Ki=1.3×1×890/（100/5）=58A
取Idzj=70A
保护装置一次侧动作电流
Idz1=Idzj×Ki＝70×20＝1400A
（5）保护装置灵敏系数，按最小运行方式下，保护装置安装处二相短路
电流校验
Km=Kmxd*I（3）d1min/Idz1=0.866×7900/1400=4.9＞2
可见能满足要求。
7.3过电流保护
（1）保护装置动作电流，应避开可能出现的过负荷电流
Idzj=Kk*Kjx*Kgh*Ieb/Kh*Ki=1.2×1×1.5×46.2/（0.85×20）=5A
取Idzj=10A
（5）保护装置灵敏系数，按最小运行方式下，低压侧两相短路时流过保护装置安装处的短路电流校验
Km=Kmxd*I（3）d3min/Idz1=0.866×870/（10×20）=3.8＞1.5
可见满足要求。
（3）动作时限，比下一级保护动作时限配合，取0.5S。
7.4单相接地保护
（1）保护装置动作电流，按最小灵敏系数
Idz1≤（IcΣ-Icx）/Km=（3.5-0.5）/1.25=2.4A
（2）保护装置动作电流，按避开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
Idz1≥Kk*Icx=2×0.3=0.6A
取Idz1＝1A
8．丙稀压缩机（不自启动）
8.1丙稀压缩机电气参数：
Pe=630kW，Ue=10kV，Ie=52A，Kq=6，cosφ=0.7
8.2电流速断保护
（1）保护装置动作电流，应避开电动机启动电流
Idzj=Kk*Kjx*Iq/Ki=1.1×1×52×6/（75/5）=23A
取Idzj=30A
（2）保护装置灵敏系数，按最小运行方式下电动机端子上的二相短路电流校验
Km=Kmxd*I（3）d3min/Idz1=0.866×7900/（20×10）=22.8＞2
可见能满足要求。
8.3过负荷保护
（1）保护装置动作电流，应避开电动机额定电流
Idzj=Kjx*Kk*Ie/Kf*Ki=1×1.2×52/（0.85×15）=4.8A
取Idzj=7A
（2）保护装置动作时限，应避开电动机起动及自启动时间tq，取tdz=（1.2~1.4）tq，取tdz=10S。
8.4单相接地保护
（1）保护装置动作电流，按最小灵敏系数
Idz≤（IcΣ-Icx）/Km=（3.5-0.5）/1.25=2.4A
（2）保护装置动作电流，按避开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
Idz≥Kk*Icx=2×0.5=1A
取Idz＝2A
8.5低电压保护
当电源电压短时降低或短时中断后，根据生产过程不允许或不需要自启动，保护装置的电压整定值一般为电动机额定电压的40％～50％或稍高，时限一般较上一级主保护大一时限，取0.5～1.5S。
（1）保护装置动作电压
Udz=0.5Ue=0.5×100=50V
取Udz=50V
（2）动作时限，取1.5S。
9．氢气压缩机（不自启动）
9.1氢气压缩机电气参数：
Pe=355kW，Ue=10kV，Ie=27.3A，Kq=6，cosφ=0.75
9.2电流速断保护
（1）保护装置动作电流，应避开电动机启动电流
Idzj=Kk*Kjx*Iq/Ki=1.1×1×27.3×6/（50/5）=18A
取Idzj=20A
（3）保护装置灵敏系数，按最小运行方式下电动机端子上的二相短路电流校验
Km=Kmxd*I（3）d3min/Idz1=0.866×7900/（20×10）=34.2＞2
可见能满足要求。
9.3过负荷保护
（1）保护装置动作电流，应避开电动机额定电流
Idzj=Kjx*Kk*Ie/Kf*Ki=1×1.2×27.3/（0.85×10）=3.8A
取Idzj=5A
（3）保护装置动作时限，应避开电动机起动及自启动时间tq，取tdz=（1.2~1.4）tq，取tdz=10S。
9.4单相接地保护
（1）保护装置动作电流，按最小灵敏系数
Idz≤（IcΣ-Icx）/Km=（3.5-0.5）/1.25=2.4A
（2）保护装置动作电流，按避开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
Idz≥Kk*Icx=2×0.5=1A
取Idz＝2A
9.5低电压保护
当电源电压短时降低或短时中断后，根据生产过程不允许或不需要自启动，保护装置的电压整定值一般为电动机额定电压的40％～50％或稍高，时限一般较上一级主保护大一时限，取0.5～1.5S。
（1）保护装置动作电压
Udz=0.5Ue=0.5×100=50V
取Udz=50V
（2）动作时限，取1.5S。
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