版继电器整定值计算全共29页.docx
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版继电器整定值计算全共29页
继电器整定值计算
1.发电机—变压器组保护装置整定计算
2.66/6备用变压器保护装置整定计算
3.备用分支回路过电流保护
4.厂用6KV工作电源保护装置整定计算（1#厂用电抗器）
5.2#厂用电抗器
6.6KV高压电动机保护装置整定计算（引风机）
7.送风机（560KW）
8.热网循环泵
9.1#循环泵（220KW）
10.给水泵（350KW）
11.6/0.38KV厂用变压器保护装置整定计算（1#、2#、3#厂用变）800KVA
12.4#厂用变（化学水）630KVA
13.备用变（800KVA）
14.厂用变零序电流保护（1#、2#、3#）800KVA
15.66KV母线保护装置整定计算
16.66KV母线分段断路器保护装置整定计算
概述
一、设计依据：
本设计根据大连工发（1990）181号文《关于金州区热电厂初步设计的批复》和大连市电业局编制的《金州热电厂接入系统设计》进行编制的。
工程按两机三炉（2*15MW+3*75t/h）进行设计并考虑发展一机两炉的可能。
本电厂的电气主接线设计，短路电流计算及主要电气设备选择等均以上述原则为依据。
并根据电厂指挥部意见增设66KV厂用备用变压器。
二、设计范围：
1、本设计不包括下列内容：
1）66千伏架空线路。
2）66千伏联络线继电保护由大连市科学协会设计，详见46FD27卷。
2、除1项外，承担热电厂范围内全部电气设计。
三、电厂与系统的连接
根据大连电业局金州热电厂接入系统设计，金州热电厂和地区电网连接电压为66千伏，热电厂两路66KV联络线双T在吴西线上（吴屯一次变至西海二次变66KV线路）。
四、电气主接线
66K为单相母线分段接线，66KV1#联络线及1#主变接与66KVⅠ段母线，66KV2#联络线及2#主变，0#变接与66KVⅡ段母线。
发电机变压器为单元连接，并设有66KV备用变做起动备用电源。
五、同期点的选择
本设计电气主接线系统的同期点装在以下断路器上：
1、发电机—变压器组66KV油断路器。
2、66KV两路联络线油断路器。
3、66KV分段油断路器。
六、同期方式
采用自动准同期和手动准同期两种同期方式，由同期开关进行选择。
七、短路电流计算
短路电流计算依据：
1、大连电业局提供的系统短路资料，系统最大运行方式热电厂66KV母线短路阻抗0.0905，最小运行方式热电厂66KV母线短路阻抗0.583（未计及热电厂投入运行）。
2、济南生建电机厂提供的QF-15-2型15000KW汽轮发电机次暂态电抗值0.1321。
3、计算最大短路电流电厂按三机运行考虑（考虑电厂二期扩建一台15000kw机组），三机分列运行。
计算最小短路电流电厂按单机运行考虑，经计算66KV母线短路容量起始值（最大运行方式）1349.5MVA，发电机出口母线上短路容量起始值为305.1MVA，6KV厂用母线上（电抗器后）短路容量起始值为94.9MVA。
八、主要设备选择
1、主变压器选用SFL7-16000/63。
66±3*2.51*2.5%/63千伏，16000千伏安变压器。
2、66KV备用变压器选用SL7-3150/66，66±2*2.5%/6.3千伏，3150千伏安变压器。
3、66千伏户外油断路器，采用带电动操作机构的SW2-63Ⅱ（W）防污型油断路器。
4、66千伏户外隔离开关采用GW5-60Ⅱ（W）型隔离开关。
5、厂用工作电源及厂用工作电源与备用电源联络油断路器采用SN10-10Ⅱ型少油断路器，6/0.38千伏低压变压器及高压电动机回路采用SN10-10Ⅱ型。
九、厂用电接线及布置
（一）厂用电接线及负荷计算
为保证厂用电的可靠性，厂用6千伏动作电源由发电机出口引接，厂用备用电源引自66千伏系统，并设SL7-3150/63型备用变压器一台，高、低压厂用电系统按炉分段，设有备用段，并装有备用电源自投装置，电动机容量大于200千瓦接自6千伏厂用母线，其它电动机分别接自380/220伏厂用电源和车间动力屏。
主厂房内设置3台800千伏安的厂用工作变压器和一台800千伏安的厂用备用变压器。
化学水处理间设置一台630千伏安变压器，供化学水处理间及综合楼、循环水处理间、机钳间、备件材料库、食堂、浴池等低压负荷用电。
（二）负荷统计
厂用电计算负荷为7068千伏安，厂用电抗器额定电流选择见46FDZ-11。
（三）厂用配电装置选择及配置
主厂房
--
跨▽+7.00米平台下为厂用配电装置室，配电装置室下设有电缆夹层。
高压开关柜选用JYN10-2型手车式开关柜，低压厂用配电装置采用PGL2型屏，车间内动力屏采用XL-21型动力配电箱。
十、厂用电动机控制
厂用高压电动机及重要的低压厂用电动机采用直流控制系统，以提高控制的可靠性。
主厂房主要设备按机、炉分别在各自的仪表控制室内控制。
输煤系统在输煤集中控制室集中联锁控制，化学水处理与化学水控制室内控制，在机旁也可就地控制。
重要电动机的备用机组均有自投装置，重要电动机的低电压延时保护整定9秒，保证备用电源投入以后，电动机可以恢复正常工作。
十一、直流系统
为供给全厂电气和热工控制，信号、保护、自动装置、事故油泵、事故照明等直流负荷，来设计装设一组GFD-600型固定型防酸式铅蓄电池，容量600安时，共计130个蓄电池，基本电池88个，端电池42个。
充电设备选用KCFA01-100/200~360型可控硅整流装置，浮充电设备选用KCFA01-50/200~360型可控硅整流装置；为了防止端电池硫化问题，本设计考虑装设单独的可控硅整流充电装置，选用KCFA01-30/60~110型，对端电池采用KP3-350型手动控制器调整。
蓄电池台架采用瓷砖台架。
蓄电池内引线采用电缆埋管式，直流屏共四块，事故照明切换屏一块。
蓄电池组及充电设备布置在主控楼底层。
十二、二次接线，继电保护及自动装置
本工程各主要电气元件如：
发电机—变压器组，厂用6KV工作电源，厂用工作及备用变压器，66千伏户外配电装置的各断路器，采用在主控楼集中控制，直流系统的控制屏及事故照明切换屏也设置在主控制室内。
主控制室还装有保护屏，中央信号屏，电度表屏等。
主控室的控制、信号、测量采用强电控制，灯光监视二次回路，中央信号由事故和预告信号组成。
均能重复动作，设指挥信号与汽机室相联系，控制及信号电源为直流220伏。
（一）各电气元件继电器保护装置的配置，见46FD27~46FD31卷。
（二）自动装置
1、6千伏厂用工作电源，0.38千伏厂用工作电源均设有备用电源自动投入装置。
2、同期采用手动准同期和自动准同期装置。
3、汽轮发电机采用山东博山电气控制设备厂生产的SWK-1数显无功功率控制屏调节发电机励磁。
4、66千伏线路装有检查相邻线路有电流的自动重合闸装置。
十三、电气设备布置及电缆敷设
（一）66千伏采用户外配电装置，单母线分段结线，两台主变与一台66千伏备用变布置在室外，6.3千伏侧采用组合导线（每相为3*LGJQ-400）引自主厂房
列。
（二）发电机小间分层布置，±0.00米平面装设电抗器，三台手车式高压开关柜，内装：
两组电压互感器，厂用工作电源断路器等。
▽+3.70、+3.40平面装设发电机灭磁屏，发电机中性点避雷器、隔离开关等。
由小间引出线至主厂房
列间采用带有防护措施的母线桥，出墙后经组合导线（每相3*LGJQ-400）送至主变低压侧。
（三）主控制楼为三层布置，主控制室设在三楼▽+7.75米平面，有天桥通向主厂房▽+7.00米平面机组运输层，二层▽+4.10米平面为电缆夹层，一层▽±0.00米平面布置低压配电室，蓄电池室，充电室，电缆竖井及其他辅助房间。
（四）本工程6千伏厂用工作电源采用交联聚乙烯铜芯电缆，其它6千伏电缆采用交联聚乙烯铝芯电缆，低压采用1千伏全塑电力电缆或全塑外护层电力电缆，控制电缆采用KVV型全塑控制电缆。
选择电缆环境温度，空气中按30℃，电缆直埋按25℃，锅炉间按35℃考虑。
主控制楼、主厂房厂用配电装置均设有电缆夹层，主厂房与主控制楼间采用在天桥下设置敷设电缆的夹层。
由主控制楼▽±0.00平面至▽+4.10米设有两个电缆竖井通向电缆夹层，由电缆夹层可通向主控制室。
66千伏户外升压站设有电缆沟通向主控制楼。
厂区电缆根据数量的多少分别采用电缆沟敷设和直埋敷设。
电缆夹层及主厂房▽+7.00平台下电缆敷设采用电缆桥架。
（五）本设计在电缆密集场所（电缆夹层、电缆沟、电缆桥架）采取防止电缆着火延燃的措施，所有电缆桥架分支处均加装电缆槽盒，槽盒两端用防火腻子封住。
电缆涂防火涂料，所有敷设电缆孔洞，在电缆敷设好后，均用防火腻子封死。
十四、过电压保护及接地
（一）过电压保护按“电力设备过电压保护设计技术规程”要求设置，为保护发电机过电压，在发电机中性点装设FCD-4型磁吹避雷器。
（二）建（构）筑物防雷
66千伏户外配电装置，烟囱、冷却塔、组合导线、油罐、油库采用直击雷保护措施，66千伏户外配电装置采用独立避雷针塔，进行保护组合导线由66千伏升压站避雷针塔和主厂房A列避雷针共同保护，输煤系统高建筑物已在烟囱防雷保护范围内，不再另设直击雷保护。
（三）接地
保护接地及工作接地采用一个共用接地体，接地电阻不得大于4欧姆。
十五、照明和检修网络
电厂内设有正常照明、事故照明、障碍标志信号照明、检修照明。
正常照明及事故照明具有独立的供电网络，正常照明网络电压380/220伏，灯泡电压220伏，主厂房电缆夹层照明电压采用36伏，事故照明分四种：
1、主控室设两盏直流常明灯，由220伏蓄电池供电。
2、主控室事故照明，正常交流有电时不亮，交流断电后事故照明灯亮，由直流220伏蓄电池供电，应定期检查事故照明灯具是否完好。
3、主厂房事故照明由设在主控室事故照明切换屏供电，正常交流供电，交流电源消失后，自动切换至直流蓄电池供电，保证重要生产场所和通道的照明。
4、输煤系统、化学水系统采用应急灯做事故照明。
烟囱设障碍标志信号照明。
主厂房采用高压水银灯及钠灯混合照明、局部照明采用白炽灯，主控制室、仪表室、化学室、办公室等采用日光灯照明，综合楼及其它附属建筑采用日光灯和白炽灯照明，户外配电装置采用投光灯照明，厂区道路及煤厂采用高压水银灯照明。
事故照明采用白炽灯。
检修照明：
主厂房锅炉间及电除尘器入孔附近设置检修照明，设置220伏检修照明插座，利用12伏移动变压器接手提作业灯。
动力检修网络由厂用配电装置引出专用线供电，分别在输煤系统，锅炉间、汽机间、化学水等处设置检修电源开关（100A铁壳开关）。
十六、辅助车间
电气检修间和电气试验室设在主控楼及综合楼二楼内，试验设备见46FD3卷，设备的安装，请电厂自行考虑。
十七、金州热电厂过电流保护动作时间配合：
十九、继电器保护整定计算只作为选择继电器依据，不作为整定的依据。
发电机过电流保护动作时间，还需和电业局协商。
第一部分发电机—变压器组保护装置整定计算
一、纵联差动保护
1、计算各侧电流互感器二次回路定额电流
数值名称
66KV侧
6KV侧
变压器一次侧
发电机
厂用分支
一次侧额定电流
146.8
1468
1468
电流互感器接线方式
△
Y
Y
电流互感器变比
300/5
2000/5
2000/5
保护装置各臂中电流
4.24
3.67
3.67
2、确定制动线圈的接法
制动线圈接入厂用分支回路，基本侧选在66KV侧。
3、确定保护装置一次动作电流（无制动情况下）
⑴躲过不计及在制动情况下外部短路时的不平衡电流按KV点短路计算：
（短路电流计算结果见46FD2-6图）
Idz1=KkIbh=Kk（Kfzg·Kts·fi+ΔU+Δfza）I（3）d1max
=1.3（1×1×0.1+0.05+0.05）×739=192
躲过变压器投入和切除故障后电压恢复后，由于励磁涌流所产生的不平衡电流。
Idz1=Kk·Ie=1.5×146.8=220.2
躲过电流互感器二次回路断线
Idz1=Kk·Ie=1.3×146.8=190.8
按第
项进行整定
4、确定差动继电器动作电流
Idzj=Kjz·Idz1Ki=1.73×220.260=6.3A
确定基本侧差动线圈匝数
Wg·jb·js=AWoIdzj=606.3=9.5
基本侧差动线圈实际整定匝数为
Wg·jb·Z=8匝
继电器的实际动作电流
Idz1=AWoWg·jb·z=608=7.5A
保护装置一次动作电流为
Idzj=Idzj·KiKjx=7.5*601.73=260A
5、确定其它侧工作线圈和平衡线圈匝数
1）发电机侧平衡线圈的计算匝数
Wph·js6.3=（Ie2jb-Ie2*6.3Ie2*6.3）Wg·jb·z
=4.24-3.673.67*8=1.24
选WpkZ*6.3=1匝
实际工作线圈匝数
46FD2-6图
WgZ*6.3=WphZ*6.3+Wgjbz=1+8=9匝
2）厂用分支回路平衡线圈的计算匝数
Wph·js6.3=（Ie2jb-Ie2*6.3Ie2*6.3）Wg·jb·z
=4.24-3.673.67×8=1.24
选Wpkz6.3=1匝
实际工作线圈匝数
Wgz6.3=Wphz6.3+Wgjbz=1+8=9匝
6、计算由于整定匝数与计算匝数不等，而产生的相对误差：
∆fph6.3=Wphjs6.3-Wphz6.3Wphjs6.3+Wgjbz=1.24-11.24+8=0.026<0.05
7、确定制动系数和制动线圈匝数：
Kzh=KkKtxFiId2（S+F1+F2+F3）+∆UId2（F2）+∆fph6.3Id2（F2）+∆UId2（S+F1+A3）Id2（S+F1+F2+F3）+Kk∆fph6.3Id2（S+F1+F2+F3）Id2（S+F1+F2+F3）
=1.41*0.1*27.993+0.05*13.744+0.026*13.744+0.05*14.249+0.026*27.99327.993
=0.26
Wzh=KzhWgzhn
n=0.9（BCH-1型继电器最小制动特性曲线的切线）
Wgzh=9（接制动线圈侧的工作线圈匝数）
Wgzh=0.26*90.9=2.6
选制动线圈整定匝数为3匝
8、灵敏度
1）最小运行方式下K2点短路
Km=AwgAwdz
Awg—计算运行方式下保护区内故障继电器的工作安匝
Awg=Idz（f2）KiWfz6.3+KjxId2（S）KiWgjbz
=13.774*0.87400*9+1.73*7.993*0.87/1060*8
=269+160.4=429.4
Awdz—具有制动安匝Awzh时，继电器的动作安匝，
Awzh=Ie2*6.3*Wzh=3.67*3=11.01、Awdz=65匝
Km=AwgAwdz=429.465=6.6
2）最小运行方式下K1点短路
Km=AwgAwdz
Awg=Id1（f2）KiWgz6.3+KjxId1（S）KiWg.jb.z
=739*10*0.87400*9+1.73*1578*0.8760*8
=144.6+316.7=461.3
Awzh=Ie2*6.3*Wzh=3.67*3=11.01
Awdz=65匝
Km=AwgAwdz=461.365=7.09
二、复合电压起动的过电流保护，方向过电流
1、保持动作电流
Idz1=KkKiIed=1.30.8*1718=2791.8
其中Kk—1.3
Kf—0.8
Ied=1718A
Idzj=Idz1Ki=2791.8400=7AIdz1=Idzj*Ki=7*400=2800
选DL-21C/10型继电器线圈并联
2、负序电压继电器动作电压
Udzj=0.06Ucny=0.06*600060=6V
选BFY-12A型继电器
3、接在相同的低电压继电器动作电压
Udzj=0.6Ucny=0.6*600060=60V
选DY-280/160、线圈并联
4、灵敏度
电流元件
Km1=Id1（FZ）minIdz1=0.87*79*39*102800=2.3（K1点）
Km3=Id3（FZ）minIdz1=0.87*42952800=1.33（K3点）
电压元件
三、负荷保护
Idz1=Kk*IedKf=1.05*17180.8=2254.9
Idz1=Idz1Ki=2254.9400=5.64A
选DL-21C/10型继电器线圈并联，用于发信号。
用于起动主变风机
Idz1=Ied=1718A
Idzj=Idz1Ki=1718400*=4.3A
选DL-21C/10型继电器线圈串联
四、差动回路断线监视继电器动作电流整定
Idzj=0.2*IeKi=0.2*1718400=0.86
选DL-21C/2型继电器线圈串联
五、方向过流保护
1、动作电流
Idz1=Kk*IeKf=1.3*1470.8=238.9A
Idzj=Kjx*Idz1Ki=1.73*238.960=7AIdz1=60*71.73=243A
选DL-21C/10型继电器线圈并联
2、灵敏度
Km=Id2minIdz1=0.87*21737243=7.8
第二部分66/6KV备用变压器保护装置整定计算
一、差动保护
1、计算各侧二次回路电流
数值名称
数值
66KV侧
6KV侧
变压器一次侧额定电流
27.6
303.5
电流互感器接线方式
△
Y
电流互感器计算变比
3*27.6/5=48/5
303.5/5
电流互感器标准变比
300/5
600/5
保护装置各臂中的电流
0.8
2.53
6KV侧为基本侧
2、确定保护的动作电流
躲过变压器投入和切除外部短路后，恢复时的励磁涌流。
Idz1≥Kk*Ie
其中Kk—1.3
Ie变压器额定电流
Idz1=Kk*Ie=1.3*303.5=394.6
躲过外部短路时的最大不平衡电流
Idz1≥KK（Ibp′+Ibp〞+Ibp〞）=Kk（KfzqKtxfi+△U+△fza）Idmax
Kfq=1（非周期分量引起的误差）
Ktx=1（电流互感器同型系数）
fi=0.1（电流互感器容许最大相对误差）
△U=0.05（调压引起的相对误差）
△fza=0.05（继电器计算匝数与整定匝数不等而产生的误差）
Id4max=5036A（扣除异步电机反馈电流）
Idz1=Kk（KfzqKtxfi+△U+△fza）Id（3）max
=1.3（1*1*0.1+0.05+0.05）*5036=1309.4A
躲过电流互感器二次回路断线
Idz1=1.3Ie=1.3*303.5=394.6A
按第
项进行整定
3、基本侧继电器线圈匝数
基本侧继电器动作电流
Idzj=Kjx*Idz1Ki=1309.4120=10.9A
基本侧继电器线圈匝数
Wg·jb·js=Wcdjs=AWoIdzj=6010.9=5.5
选基本侧的整定工作匝数为6匝,差动线圈整定匝数6匝,平衡线圈整定匝数为0匝。
Wgjbz=Wcdz+Wphz=6+0=6
基本侧继电器实际动作电流
Idzj=AwoWgjbz=606=10A
Idz1=KiIdzj=120*10=1200A
4、非基本侧工作线圈匝数和平衡线圈匝数
平衡线圈匝数
Wphfjjs=Wgjbz*Ie2jbIe2fj-Wcdz=6*2.530.8-6=12.975
选Wph.fj.z=12
非基本侧工作线圈匝数
Wg.fj.z=Wphfjz+Wcdz=12+6=18
重新计算△fza
∆fza=Wphjs-WphzWphjs+Wcdz=12.975-1212.975+6=0.05
5、灵敏度
Km=AwgAwdz
Awg=KjxI
（2）d4minWgfjz=1.73*0.87*393.3/60*18=177.6
Awdz=60
Km=AwgAwdz=177.660=2.96＞2
选BCH—2型继电器
二、过电流保护
1、保护动作电流
躲过电动机自起动的最大工作电流
Idz1=KkIfhzq
Kk--1.2
Ifhzq=KzqIe
Ie=27.6A
Kzq=1Ud%/110+We/KidWd∑
Wd∑--需自起动的全部电动机的总容量（KVA）
Wd∑=Pd∑ηcosΦ=22600.91*0.8=3104.4
We=3150KVA
Kqd=5
Kzq=1Ud%/100+We/KqdWd∑=15.5/100+3150/5*3104.4=3.88
Idz1=Kk*KzqIe=1.2*3.88*27.6=128.5A
Idzj=Idz1/Ki=128.5/60=2.14A
选DL-21C/6线圈串联
2、灵敏度
Km=I
d4min/Idz1=0.87*Id4minIdz1=0.87*3933/63/63128.5=2.66
3、延时时间
延时继电器DS-22延时时间1.5″。
第三部分备用分支回路过电流保护
1、Ⅰ、Ⅱ段
1）保护动作电流（整定原则：
躲过可能产生的最大负荷电流）
Idz1=KkKzqIf
If=200A
Kk=1.2
Kzq=3.5
Idz1=KkKzqIf=1.2*3.5*200=840A
Idzj=Idz1/Ki=840/120=7A
选DL-21C/10继电器线圈并联
2）灵敏度
Km=I
d4min/Idz1=0.87*Id4minIdz1=0.87*3933840=4.07
3）延时时间
延时继电器型号DS-21
延时时间：
1″
2、Ⅲ段
1）保护动作电流（整定原则：
躲过可能产生的最大负荷电流）
Idz1=KkKzqIf
If=200A
Kk=1.2
Kzq=3.5
Idz1=KkKzqIf=1.2*3.5*200=840A
Idzj=Idz1/Ki=840/80=10.5A
选DL-21C/20继电器线圈并联
2）灵敏度
Km=I
d4min/Idz1=0.87*Id4minIdz1=0.87*3933840=4.07
3）延时时间
延时继电器型号DS-21
延时时间：
1″
第四部分厂用6KV工作电源保护装置整定计算
一、1#厂用电抗器
1、差动速段保护
1）保护装置动作电流
Idzj=Kjx3.5IekKi=1*3.5*600120=17.5A
Idz1=KiIdzj=120*17.5=2100A选DL-21C/20继电器线圈并联
2）灵敏度
Km=I
d3min/Idz1=0.87*Id3minIdz1=0.87*69592100=2.88
2、过电流保护
1
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