继电保护整定计算书.docx
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继电保护整定计算书
#2机组6kV变压器综合保护整定计算书
一、设备参数及系统运行方式:
1、设备参数:
1)发电机:
型号
额定功率
额定电流
额定电压
额定功率因数
Xd〃
QFS-125-2
125MW
6150A
13.8KV
COSφ=0.85
18%
2)主变压器:
型号
额定容量
Ud1
UdO
额定分接
额定电流
SFP9-150000/220
150MVA
13%
12.8%
236±2×2.5%/13.8KV
A
3)高厂变
型号
额定容量
Ud1
额定分接
额定电流
SF9-CY-22000/13.8
22MVA
10.5%
13.8±2×2.5%/6.3KV
A
4)高备变
型号
额定容量
Ud1
UdO
额定分接
额定电流
SFZ9-CY-22000/110
22MVA
10.5%
10.28%
110±8×1.25%/6.3KV
A
5)低压厂用变压器(见附表2)
二、参数整定计算表
1、运行方式:
(见附图1)
1)方式一(最大运行方式):
#1、2机组全部运行,莫愁变正副母线合环运行。
2)方式二(中等运行方式):
#1/2机组单独运行,莫愁变正副母线合环运行。
3)方式三(最小运行方式):
#1/2机组单独运行,莫愁变正副母线开环运行。
4)方式四(高备变运行方式):
#1/2机组单独运行,厂用电由高备变供电。
2、等值阻抗网络图(见附图2)
3、系统归算阻抗:
SB=100MVA,UB=6.3KV,IB/6=9.164kA,IB/0.4=144.34kA
1)各元件等值阻抗:
a)发电机:
♦Xd*=Xd×SB/Sf=0.18×100/(125/0.85)=0.1224
b)主变:
♦正序阻抗:
XZB1*=Ud1×(UZB2/SZB)/(UB2/SB)
=0.13×100/150×(236/230)2
=0.087×1.053
=0.091
♦零序阻抗:
XZBO*=Ud0×(UZB2/SZB)/(UB2/SB)
=0.128×100/150×(236/230)2
=0.085×1.053
=0.089
c)高厂变:
♦正序阻抗:
XCB*=Ud1×SB/SCB
=0.105×100/22(6/6.3)2
=0.477×0.915
=0.433
d)高备变:
♦正序阻抗:
XBB*1=Ud1×(UCB2/SCB)/(UB2/SB)
=0.105×100/22×(112.75/115)2
=0.477×0.96
=0.459
♦零序阻抗:
XBB*O=UdO×(UCB2/SCB)/(UB2/SB)
=0.1028×100/22×(112.75/115)2
=0.449
e)220KV线路:
♦正序阻抗:
XXL1/O*=0.003/0.0065
♦零序阻抗:
XZB2/O*=0.003/0.0068
f)系统(归算至下莫4535/6开关):
♦X4535/1*=0.018;X4535/0*=0.063
♦X2501/1*=0.218;X2501/1*=0.091
♦XMC/1*=0.017;XMC/0*=0.025
♦方式一:
(归算至高厂变低压侧)
a.正序阻抗:
XXT1*=0.0554+0.437=0.4894
b.零序阻抗:
XXTO*=0.118
♦方式二:
(归算至高厂变低压侧)
c.正序阻抗:
XXT1*=0.4895
d.零序阻抗:
XXTO*=0.1243
方式三:
e.正序阻抗:
XXT1*=0.4919
f.零序阻抗:
XXTO*=0.1243
♦
♦方式四:
g.正序阻抗:
XXT1*=0.491
h.零序阻抗:
XXTO*=0.449+
表:
各种运行方式下的系统等值阻抗(归算至高厂/备变低压侧)
序号
等值阻抗
方式一
方式二
方式三
方式四
1
Xxt*1
0.4894
0.4895
0.4919
0.491
2
Xxt*O
0.1180
0.1243
0.1243
0.449
2)最大运行方式:
Xxt*max=0.4894(归算至6KV母线)
3)最小运行方式:
Xxt*=0.4894(归算至6KV母线)
Xxt*min=0.4919(归算至6KV母线)
三、整定计算原则
1、反时限过电流保护的整定(仅适用于南自厂WCB2、WCB3及GL系列继电器):
1)反时限元件动作电流的整定计算:
Idz=(KkKjx/Kf)×Kzq×(Ie/nLH)
Kf:
返回系数,取0.8~0.95;
Kk:
可靠系数,取1.25~1.3;
Kzq:
负荷自起动系数,取1.2~1.5;
Kjx:
接线系数
nLH:
电流互感器变比
2)确定继电器二倍反时限动作电流的时间整定值
2、电流速断保护的动作电流整定计算:
Idz.sd=KkKjx×Id.max/nLH(3-2)
Id.max:
变压器低压侧三相短路电流的最大值;
Kk:
可靠系数,取1.3;
Kjx:
接线系数
nLH:
电流互感器变比
3、变压器负序电流(不平衡)保护的整定计算:
1)按躲过变压器不平衡电流进行整定
I2=KphIe
Kph:
可靠系数,可取0.5~0.8;
对于负载平衡的低厂变,Kph取0.5
对于负载不平衡的低厂变,如电除尘变、照明变等,Kph取0.8
2)负序电流(不平衡)保护的时间整定
为防止低压变压器外部两相短路时装置的误动作,及FC回路中不平衡保护抢在熔断器前动作,T2可取为0.5~1.0S,本计算T2取为0.7S。
4、定时限过电流保护电流定值计算:
1)按躲变压器最大负荷电流整定,
Idz.gl≥(KkKjx/Kf)×Kzqd×(Ie/nLH)(3-4-1)
Kk:
可靠系数,取1.2~1.3;
Kf:
返回系数,取0.8~0.95;
Kzzq:
负荷自起动系数,取1.2~1.5;
Kjx:
接线系数
nLH:
电流互感器变比
2)按躲过分支线上需要自起动的电动机的最大起动电流之和,即
Idz.gl=KkKjxKzq×(Ie/nLH)(3-4-2)
Kk:
可靠系数,取1.2
Kzq:
需要自起动的全部电动机再自起动时所引起的过电流倍数,可近似按下式求出:
a)明显备用:
♦未带负荷时:
Ud%:
厂用变压器的百分阻抗值;
Wd.∑:
需要自起动的全部电动机的总容量(Kv.A)
We:
厂用变压器的额定容量(Kv.A);
Kqd:
电动机起动时的电流倍数;一般情况下,Kqd的平均值为5;
♦
已带一段厂用负荷,再投入另一段厂用负荷时:
b)不明显备用:
3)按灵敏度要求整定:
Idz.gl=(Kjx×I
(2)d.min)/(KlmnLH)
I
(2)d.min:
变压器低压侧故障时的最小两相短路电流;
Klm:
变压器低压侧故障时的灵敏度,一般≮1.3~1.5
4)按与高厂变(高备变)保护及400V保护装置定值配合计算(该方法不用)
Idz.gl≤(KjxId′)/(KknLH)
Idz.gl≥(KkKjxId″/nLH)
Kk:
可靠系数,取1.1~1.2;
Id′:
上级保护断路器处过电流保护一次动作电流(应折合至6KV侧)
Id″:
下级保护断路器处过电流保护一次动作电流(应折合至6KV侧)
5)定时限过电流保护的动作时间整定:
tdz=tfz.max+Δt(3-4-5)
动作时间应比上一级定时限过电流保护的动作时间小一个时间差(取Δt=0.5S)。
通常低压短路器动作切除故障时间都在0.1S左右,故过电流动作时间应大于0.5~0.8S。
tfz:
低压断路器动作时间;
Δt:
时间级差,取Δt=0.5S
5、按规程规定,我厂的所有低压厂用变压器不设置高压侧过负荷保护。
6、零序过电流保护的整定计算
1)按躲过正常运行时变压器低压侧中性线上流过的最大不平衡电流
Idz=Kk(0.25Ie)(3-4-1)
Kk:
可靠系数,取为1.2;
Ie:
变压器额定电流
2)按与相邻元件保护的动作电流相配合
a)当低压厂用变无分支线时,与低压电动机相间保护配合
Idz=KkKphKqdIe(3-4-2)
Kk:
可靠系数,取为1.2;
Kph:
配合系数,取为1.1;
Kqd:
自起动系数(电动机起动电流倍数);取5
Ie:
最大电动机的额定电流
b)当低压厂用变有分支线时,与厂用分支线上的零序保护配合:
Idz=KphIdz.fz(3-4-3)
Kph:
配合系数,取为1.1;
Idz.fz:
厂用分支线上零序保护的动作电流
3)灵敏度校验:
Klm=I
(1)d.min/Idz(3-4-4)
I
(1)d.min:
最小运行方式下,厂用变压器低压侧母线上发生单相接地短路时,流经变压器中性线上电流互感器的电流值
要求:
Klm≈1.5~2
四、微机变压器综合保护整定
1、
#2照明变保护整定
1)各序网络见下图(4-1-1)
2)相电流速断保护:
Id.max=IB*/Z*∑=9.164/13.162=0.696kA
Idz.2=KkKjx×Id.max/nLH
=1.3×1.0×0.696/10
=90.5(A)
取Idz.sd2=90.5(A)
3)变压器负序电流(不平衡)保护的整定计算:
a)负序电流(不平衡)保护按躲过变压器不平衡电流进行整定
I2dz=KphIe/nLH=0.8×28.9=23.12(A)
I2dz2=I2dz/nLH=23.12/10=2.312(A)
取I2dz=2.3(A)
b)动作时间取为T2dz=0.7S
4)定时限过电流保护整定:
a)按躲变压器最大负荷电流整定,
Idz≥(KkKjx/Kf)×Kzqd×(Ie/nLH)
=1.25×1/(0.8)×1.5×28.9/10
=6.77(A)
b)因照明变无分支,所以不按备用方式整定
c)灵敏度校验:
Klm=I
(2)d.min)/Idz=348/6.77=51>1.5
满足要求
取Idz.gl2=6.77(A)
d)过流保护时间整定:
Tgldz=1.2S
5)低压侧零序过电流保护整定:
a)按躲过正常运行时变压器低压侧中性线上流过的最大不平衡电流
I0dz=Kk(0.25Ie)=1.2×0.25×455=136(A)
I0dz2=Kk(0.25Ie)=1.2×0.25×455/(630/5)=1.08(A)
取I0dz2=1.1(A)
b)低压侧零序保护动作时间整定:
取t0dz2=0.7(S)
c)灵敏度校验:
Klm=I
(1)d.min/0.4/Idz=3×144340/(2Xxtmin*+3Xcb*)/0.136
=3×144340/(39.024)/0.136=81>2
满足灵敏度的要求
6)高压侧接地保护整定:
见附录三《6KV系统低厂变高压侧接地保护的整定计算》
2、
#2空压机变、空压机备变、化水备变保护整定
1)各序网络见下图(4-1-1)
2)相电流速断保护:
Id.max=IB*/Z*∑=9.164/4.816=1.9kA
Idz.=KkKjx×Id.max=1.3×1.9=2.47(kA)
Idz.2=Idz./nLH=2.47/40=61.75(A)
取Idz.sd2=61.8(A)
3)#2空压机变、空压机备变负序电流(不平衡)保护的整定计算:
a)负序电流(不平衡)保护按躲过变压器不平衡电流进行整定
I2dz=KphIe/nLH=0.5×120=60(A)
I2dz2=I2dz/nLH=60/(200/5)=1.5(A)
取I2dz=1.5(A)
b)动作时间取为T2dz=0.7S
4)化水备变负序电流(不平衡)保护的整定计算:
a)负序电流(不平衡)保护按躲过变压器不平衡电流进行整定
由于化水的负载很不平衡,所以Kph取为0.8
I2dz=KphIe/nLH=0.8×120=96(A)
I2dz2=I2dz/nLH=96/(200/5)=2.4(A)
取I2dz=2.4(A)
b)动作时间取为T2dz=0.7S
5)定时限过电流保护整定:
a)按躲变压器最大负荷电流整定,
Idzgl≥(KkKjx/Kf)×Kzqd×Ie=1.3×1/(0.8)×1.5×120=292.8
Idzgl2=Idzgl/(nLH)=292.8/(200/5)=7.32(A)
b)因无分支,所以不按备用方式整定
c)按灵敏度要求整定:
Idz.gl=(Kjx×I
(2)d.min)/(Klm)=1×950/1.5=633(A)
Idz.gl2=Idz.gl/(nLH)=633/(200/5)=15.8(A)
取Idz.gl2=15.8(A)
d)过流保护时间整定:
Tgldz=1.2S
6)空压机工作/备用变低压侧零序过电流保护整定:
a)按躲过正常运行时变压器低压侧中性线上流过的最大不平衡电流
I0dz=Kk(0.25Ie)=1.2×0.25×1804=541.2(A)
I0dz2=I0dz/(nlh0)=541.2/(2000/5)=1.34(A)
b)当低压厂用变无分支线时,与低压电动机相间保护配合
脱硫空压机容量为200KW,其
Ie=200/(1.732×0.38×0.85)=357.5(A)
I0dz=KkKphKqdIe=1.2×1.1×KqdIe=1.2×1.1×5×357.5=2359.5
I0dz2=I0dz/(nlh0)=2359.5/(2000/5)=5.9(A)
c)当低压厂用变有分支线时,与厂用分支线上的零序保护配合:
I0dz2=KphIdz.fz0=1.1×Idz.fz0=1.1×2.0=2.2(A)
工作及备用变均取I0dz2=5.9(A)
d)低压侧零序保护动作时间整定:
工作变t0dz2=0.7(S)
备用变t0dz2=1.2(S)
e)灵敏度校验:
Klm=I
(1)d.min/0.4/Idz=3×144.340/(2Xxtmin*+3Xcb*)/2.36
=3×144.340/(14.036)/2.36=13>2
满足灵敏度的要求
7)化水备变低压侧零序过电流保护整定:
a)按躲过正常运行时变压器低压侧中性线上流过的最大不平衡电流
I0dz=Kk(0.25Ie)=1.2×0.25×1804=541.2(A)
I0dz2=I0dz/(nlh0)=541.2/(2000/5)=1.34(A)
b)化水备变无分支线,与工业水泵电机相间保护配合
工业水泵电机容量为90KW,其
Ie=90/(1.732×0.38×0.85)=160.88(A)
I0dz=KkKphKqdIe=1.2×1.1×KqdIe=1.2×1.1×6×160.88=1274.13
I0dz2=I0dz/(nlh0)=1274.13/(2000/5)=3.185(A)
取I0dz2=3.2(A)
c)低压侧零序保护动作时间整定配合:
t0dz2=0.7(S)
d)灵敏度校验:
Klm=I
(1)d.min/0.4/Idz=3×144.340/(2Xxtmin*+3Xcb*)/1.27
=3×144.340/(14.036)/1.27=24>2
满足灵敏度的要求
8)高压侧接地保护整定:
见附录三《6KV系统低厂变高压侧接地保护的整定计算》
3、
#2运煤变、运煤备变保护整定
1)各序网络见下图(4-1-1)
2)相电流速断保护:
Id.max=IB*/Z*∑=9.164/4.997=1.83kA
Idz.=KkKjx×Id.max=1.3×1.83=2.38(kA)
Idz.2=Idz./nLH=2380/40=59.48(A)
取Idz.sd2=59.5(A)
3)#2运煤变、运煤备变负序电流(不平衡)保护的整定计算:
a)负序电流(不平衡)保护按躲过变压器不平衡电流进行整定
I2dz=KphIe/nLH=0.5×154=77(A)
I2dz2=I2dz/nLH=77/(200/5)=1.925(A)
取I2dz=1.9(A)
b)动作时间取为T2dz=0.7S
4)定时限过电流保护整定:
a)按躲变压器最大负荷电流整定,
Idzgl≥(KkKjx/Kf)×Kzqd×Ie=1.3×1/(0.8)×1.5×154=376(A)
Idzgl2=Idzgl/(nLH)=376/(200/5)=9.4(A)
b)因无分支,所以不按备用方式整定
c)按灵敏度要求整定:
Idz.gl=(Kjx×I
(2)d.min)/(Klm)=1×915/1.5=610(A)
Idz.gl2=Idz.gl/(nLH)=610/(200/5)=15.25(A)
取Idz.gl2=15.3(A)
d)过流保护时间整定:
Tgldz=1.2S
5)根据规程规定,#2运煤变不设置过负荷保护
6)低压侧零序过电流保护整定:
a)按躲过正常运行时变压器低压侧中性线上流过的最大不平衡电流
I0dz=Kk(0.25Ie)=1.2×0.25×2309=692.7(A)
I0dz2=I0dz/(nlh0)=692.7/(2000/5)=1.732(A)
取I0dz2=1.8(A)
b)当低压厂用变无分支线时,与低压电动机相间保护配合
冲渣水泵容量为185KW,其
Ie=185/(1.732×0.38×0.85)=330.7(A)
I0dz=KkKphKqdIe=1.2×1.1×KqdIe=1.2×1.1×5×330.7=2182.5
I0dz2=I0dz/(nlh0)=2182.5/(2000/5)=5.45(A)
c)当低压厂用变有分支线时,与厂用分支线上的零序保护配合:
I0dz2=KphIdz.fz0=1.1×Idz.fz0=1.1×2.35=2.58(A)
工作及备用变均取I0dz2=5.5(A)
d)低压侧零序保护动作时间整定:
工作变t0dz2=0.7(S)
备用变t0dz2=1.2(S)
e)灵敏度校验:
Klm=I
(1)d.min/0.4/Idz=3×144.340/(2Xxtmin*+3Xcb*)/2.18
=3×144.340/(14.036)/2.18=13.11>2
满足灵敏度的要求
7)高压侧接地保护整定:
见附录三《6KV系统低厂变高压侧接地保护的整定计算》
4、#2电除尘变、电除尘备变保护整定
1)
各序网络见下图(4-1-1)
2)相电流速断保护:
Id.max=IB*/Z*∑=9.164/5.462=1.68kA
Idz.=KkKjx×Id.max=1.3×1.68=2.184(kA)
Idz.2=Idz./nLH=2184/40=54.6(A)
取Idz.sd2=54.6(A)
3)#2电除尘变、电除尘备变负序电流(不平衡)保护的整定计算:
a)负序电流(不平衡)保护按躲过变压器不平衡电流进行整定
由于电除尘大多为单相负载,变压器不平衡现象很严重,所以Kph取为0.8
I2dz=KphIe/nLH=0.8×147=117.6(A)
I2dz2=I2dz/nLH=117.6/(200/5)=2.94(A)
取I2dz=3(A)
b)动作时间取为T2dz=0.7S
4)定时限过电流保护整定:
a)按躲变压器最大负荷电流整定,
Idzgl≥(KkKjx/Kf)×Kzqd×Ie=1.3×1/(0.8)×1.5×147=358.8(A)
Idzgl2=Idzgl/(nLH)=358.8/(200/5)=8.97(A)
b)因无分支,所以不按备用方式整定
c)按灵敏度要求整定:
Idz.gl=(Kjx×I
(2)d.min)/(Klm)=1×840/1.5=560(A)
Idz.gl2=Idz.gl/(nLH)=560/(200/5)=14.0(A)
取Idz.gl2=14.0(A)
d)过流保护时间整定:
Tgldz=1.2S
5)低压侧零序过电流保护整定:
a)按躲过正常运行时变压器低压侧中性线上流过的最大不平衡电流
I0dz=Kk(0.25Ie)=1.2×0.25×2309=692.7(A)
I0dz2=I0dz/(nlh0)=692.7/(2000/5)=1.732(A)
取I0dz2=1.8(A)
b)当低压厂用变无分支线时,与低压电动机相间保护配合
真空泵容量为185KW,其
Ie=185/(1.732×0.38×0.85)=330.7(A)
I0dz=KkKphKqdIe=1.2×1.1×KqdIe=1.2×1.1×5×330.7=2182.5
I0dz2=I0dz/(nlh0)=2182.5/(2000/5)=5.45(A)
c)当低压厂用变有分支线时,与厂用分支线上的零序保护配合:
I0dz2=KphIdz.fz0=1.1×Idz.fz0=1.1×2.0=2.2(A)
工作及备用变均取I0dz2=5.5(A)
d)低压侧零序保护动作时间整定:
工作变t0dz2=0.7(S)
备用变t0dz2=1.2(S)
e)灵敏度校验:
Klm=I
(1)d.min/0.4/Idz=3×144.340/(2Xxtmin*+3Xcb*)/2.18
=3×144.340/(14.036)/2.18=13.11>2
满足灵敏度的要求
f)灵敏度校验:
Klm=I
(1)d.min/0.4/Idz=144.340/(2Xxtmin*+3Xcb*)/0.693=144.340/(15.974)/0.693=13>2
满足灵敏度的要求
6)高压侧接地保护整定:
见附录三《6KV系统低厂变高压侧接地保护的整定计算》
5、#2卸船机变保护整定
1)各序网络见下图(4-1-1)
2)相电流速断保护:
Id.max=IB*/Z*∑=9.1