南自与一院保护定值核对结果1.docx

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南自与一院保护定值核对结果1

一院设计变电所保护定值核对结果

为了方便说明以姑家堡变电所定值计算为例

姑家堡变电所计算用到的参数

名称

数据

大方式运行下正序电抗（电业局提供）

0.053920

大方式运行下零序电抗（电业局提供）

0.147170

小方式运行下正序电抗（电业局提供）

0.085227

小方式运行下零序电抗（电业局提供）

0.238998

变压器容量

（40+40）MVA

变压器高压侧流互变比

100

变压器低压侧流互变比

500

母线最低工作电压a

25.08KV

母线最低工作电压b

24.56KV

固定电容补偿装置电容器容量

2400kvar

固定电容补偿装置额定电压

33.6KV

固定电容补偿装置流互变比

30

并联电容补偿度

0.12

27.5母线最大短路电流

5849.95A

27.5母线最小短路电流

4571.43A

一、变压器保护计算

VV变额定电流计算公式

Ie=Se/Ue

Se变压器额定容量

Ue变压器额定电压

Ieh变压器高压侧额定电流

Iel变压器低压侧额定电流

Ieh=Se/Ueh=40×106/220×103=181.82A

IeL’=Se/Uel=40×106/27.5×103=1454.45A

高压侧额定电流变换后进装置电流

IeH’=IeH×Kjx/nH

低压侧额定一次电流变换至装置

IeL’=IeL/nL

KJX为接线系数如流互二次侧接线为△则接线系数为Kjx=

，流互二次侧接线为Y型时Kjx=1这里取1

IeH’=IeH×Kjx/nH=1.8182A

IeL’=IeL/nL=2.9091A

1、差动速断保护定值计算

差动速断按躲过励磁涌流考虑，一般取5~6倍的额定电流（国电南自提供）这里取6倍额定电流（设计院提供）

A相C相速断定值ISD=6×Ieh=6×1.8182=10.91

公共端速断等于A相与C相矢量和可以用余弦定理求出结果

B=18.90A

南自提供算法与设计院算法一致，数据相同。

2、比率差动保护计算

比率差动定值按照0.5~0.7倍的额定电流整定（国电南自提供）这里去0.5倍计算（设计院提供）

IDZ=0.5×IeH’=0.5×1.8182=0.91A

南自提供算法与设计院算法一致，数据相同。

3、比率制动保护定值

比率制动保护定值Ⅰ段按照1倍额定电流整定（南自与设计院相同），Ⅱ段按照3倍额定电流整定（设计院按照4倍整定）

IZD1=1×IeH’=1.82A

IZD2=3×IeH’=5.46A（国电南自）

IZD2=4×IeH’=7.27A（设计院提供，为大包线定值实际算法）

一段南自提供算法与设计院算法一致，数据相同。

二段有差异。

比率制动系数Ⅰ段取0.5Ⅱ段取0.7（国电南自提供）

比率制动系数Ⅰ段取0.4Ⅱ段取0.6（设计院提供定值表）

国电南自与设计院二者提供数据有差异。

4、平衡系数计算

南自变压器电流为低压侧向高压侧平衡。

对V/V接线变压器：

nL低压侧流互变比

nH高压侧流互变比

=1.6

5、二次谐波制动系数

国电南自取0.15

设计院取0.2

国电南自与设计院二者提供数据有差异。

6、过流保护定值计算

（1）过流电流

国电南自提供算法：

三相过流电流：

I3GL=Kk×IeH’，Kk取1.5

I3GL=Kk×IeH’=1.5×1.8182=2.73

单相过流电流：

I1GL=Kk×IeL’，Kk取1.5。

I1GL=Kk×IeL’=1.5×2.9091=4.36A

高压侧B相过流根据余弦定理算出为4.73A

设计院提供算法：

高压侧过流计算公式

IGLH=

低压侧过流计算公式

IGLL=

KK是可靠系数一般区1.2~1.3这里取1.2

Kf是返回系数取0.85（设计院提供）

IGLH=1.2×1.8182/0.85=2.57A

IGLL=1.2×2.9091/0.85=4.10696A

高压侧B相过流根据余弦定理算出为4.45A

国电南自提供算法与设计院提供定值算法有差异。

（2）过流时间

国电南自提供参考为单相1秒，三相1.5秒。

设计院提供定值为单相1秒，三相1.2秒。

国电南自与设计院比较单相相同，三项南自时间长。

7、低压启动过电流保护定值计算

南自提供参考为70V，

定值=低压侧最小母线电压/（KK×Kf×压互变比）（设计院算法）

=25080/（1.2×1.25×275）=60.8V

国电南自提供算法与设计院提供定值算法有差异。

设计提供定值表上母线最低电压一栏填写错误（此项不用向装置输入）

8、过负荷保护动作电流整定计算

国电南自提供算法：

过负荷1段2段电流相同：

IGFH=Kk×IeH’，Kk取1.3。

IGFH=Kk×IeH’=1.3×1.8182=2.37

时间一段为9秒，二段30秒

设计院提供算法：

公式：

I=（KK×额定电流）/Kf

Kf=0.85KK在200%过负荷时取1.575，300%过负荷时取2.1

下面以姑家堡为例计算

I200%=（1.575×1.8182）/0.85=3.37

I300%=（2.1×1.8182）/0.85=4.49

时间一段与二段相同，都是120秒

南自厂家一段二段电流整定相同，通过时间长短来区分一段过负荷与二段过负荷。

设计院则是一段二段时间相同，通过电流大小区分一段过负荷与二段过负荷。

并且过负荷大于过电流保护整定值，因此过负荷相当于未投入。

二、馈线保护定值

1、距离保护

距离I段：

保护线路全长的85%，阻抗的整定分电抗边和电阻边的整定，一般对偏移电阻和偏移电抗额定电流是5A时整定为－1，额定电流为1A时整定为－5。

电阻边的整定三段都一样，按躲过最大负荷电流计算，也即按最小负荷阻抗整定的：

式中：

:

功率因数差时的负荷阻抗角，取37O；

:

BC边的倾斜角，即线路阻抗角，范围为60O～80O，大包线整定为76.125O。

Kk:

可靠系数，取0.85；

Zfhmin:

最小负荷阻抗，为最低母线电压（设计院使用牵引网末端电压）除以最大负荷电流。

南自提供算法：

Zfhmin=（最低母线电压/压互变比）/（最大负荷电流/流互变比）=17.81

=0.85×17.81×

=10.06

设计院提供算法：

Zfhmin=（牵引网末端电压/压互变比）/（最大负荷电流/流互变比）=15.74

=0.85×17.81×

=8.89

南自提供算法保护范围大，容易误动。

设计院提供定值保护范围小，不容易误动。

但是存在据动可能。

一段电抗的计算公式为

X1=Z1sinα=0.85L×Z0×sinα

L－－－－－牵引网长度

Z0－－－－－牵引网单位阻抗

α－－－－－线路阻抗角76.1250

国电南自Z0取二次值，设计院取一次值

X1=Z1sinα=0.85L×Z0×sinα=0.85×17.64×sin76×（0.339×300/275）=5.38国电南自算法

X1=Z1sinα=0.85L×Z0×sinα=0.85×17.64×sin76×

0.339=4.93设计院定值

设计提供定值与南自厂家提供数据不同。

主要为Z0取值不同。

设计院提供定值不符合装置要求，装置要求Z0选用二次单位阻抗。

距离II段：

Z2=Kk×L×Z0

X2=Z2sinα==1.3×17.64×（0.339×300/275）×sin76.125=8.22

国电南自算法

X2=Z2sinα==1.3×17.64×0.339×sin76.125=7.54

设计院提供定值

设计提供定值与南自厂家提供数据不同。

主要为Z0取值不同。

设计院提供定值不符合装置要求，装置要求Z0选用二次单位阻抗。

2、过流保护

南自整定方法：

该保护作为阻抗保护的后备保护，保护线路全长，整定时要求躲过馈线最大负荷电流。

（当馈线最大负荷电流和线路末端最小短路电流比较接近时还是应按躲过馈线最大负荷电流整定）

IGL=KkIFMAX

其中Kk：

可靠系数取1.2。

IGL=1.2×1536.92/300=6.14A

设计院给的定值为7.23，估计其在南自基础上除了一个返回系数0.85。

IGL=（1.2/0.85）×1536.92/300=7.23

3、电流速断保护

该保护是为当馈线发生近端故障时保护装置快速出口而设，整定时要求躲过过流电流及小于线路末端最小短路电流。

速断时间取0.1s。

线路末端最小短路电流：

Imin=Umin/（二次单位阻抗*线路长度）

二次单位阻抗=0.339×300/275=0.3698

Umin牵引网末端二次最低工作电压

Imin=Umin/（0.3698*17.64）=12.36

所以按照南自要求速断定值应该在7.23与12.36之间（包头方向）

设计院给定定值与厂家要求一致

三、固定电容补偿保护定值

1、每臂电容补偿装置额度电流

Ie=Qe/Ue

Qe是电容容量，姑家堡电容容量为2400kvar

Ue是额定电压，姑家堡额定电压为33.6KV

Ie=2400/33.6=71.42857A

与设计提供定值表相符

2、过流保护定值整定计算

南自算法:

用作电流速断保护的后备保护及并补装置内部部分接地故障的保护。

保护整定原则为：

a）整定电流应大于1.3倍的额定电流。

b）用延时的方法躲过合闸涌流。

IGL=Kk

其中Kk：

可靠系数，取1.3～2；

：

电容器组额定电流；

3.1A≤IGL≥4.76A

设计院计算方法：

IGL=

KK是可靠系数取1.56，Kf是返回系数取0.85（设计院提供）N是流互变比根据姑家堡定值得知N=30

IGL=（71.42857×1.56）/（0.85×30）=4.3697A

南自厂家提供算法与设计提供定值算法相符，按此方法对其他变电所定值进行核对无不符情况。

3、电流速断保护定值整定计算

南自提供算法：

保护整定原则为：

a）不因电力机车或电动车组产生的高次谐波电流而动作；

b）不因电容投入时产生的涌流而动作。

ISD=Kk

其中Kk：

可靠系数，取3～5；

7.14A≤ISD≥11.9A

设计院提供算法

ISD=（KK×Ie×2.61）/Nl

2.61为经验系数，设计院提供。

KK是可靠系数取1.2

ISD=（1.2×71.42857×2.61）/Nl=7.4571A

南自厂家提供算法与设计提供定值算法相符，按此方法对其他变电所定值进行核对无不符情况。

4、低压保护动作电压整定计算

南自提供

以并补装置“最后投入，最先开放”的原则设置，可防止主变压器和电容器组同时投入时在电容器组上产生过电压。

低电压电压一般整定为60V。

设计院提供

UDZ=（0.7×母线最小电压）/Ny

0.7是经验系数，母线电压姑家堡a相为25.08KV（设计院提供）Ny是压互变比

UDZ=（0.7×25.08×103）/275=63.84V

包头西变电所和平村方向和包头东方向定值反。

5、过电压保护动作电压整定计算

过电压受电容器组的基波过负荷和电动车组的允许过电压两方面的限制，一般设置为1.1~1.3倍额定电压，时间应在1分钟之内。

南自厂家提供算法与设计提供定值算法相符，按此方法对其他变电所定值进行核对无不符情况。

6、差压保护动作电压

此定值算法由电容厂家提供

南自提供

用作电容器组内部故障的保护。

差电压保护的整定，可按单台电容器内部串联元件击穿率β=60～80%整定。

式中：

：

单台电容器内部串联元件击穿率为β时产生的差电压；

：

灵敏系数，取1.5。

设计院（厂家）提供算法：

可按单台电容开路或击穿后,故障相其余单台电容承受电压不长期超过1.1倍额定电压原则整定.

符号

意义

实际参数

M

每相并联单元数

6

N

每相串联单元数

4

Kv

完好元件过电压倍数

1.10

UEX

电容器组额定相电压

33.60

k

切除元件数

1.00

说明：

姑家堡电容为6并4串故M取6，N取4。

△Uc=（3×1×33600）/[3×4（6-1）+2×1]=1625.8V

定值=△Uc/电容变比

电容变比=33600/100=336

定值=4.8387V

与设计提供定值表相符，按此方法对其他变电所定值进行核对无不符情况。

四、动补定值由厂家提供