发电厂保护整定计算1118.docx

发电厂保护整定计算1118.docx

《发电厂保护整定计算1118.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发电厂保护整定计算1118.docx（53页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

发电厂保护整定计算1118

火电厂继电保护整定计算示例

XXX电厂

2004年

目次

1380V厂用电动机保护整定计算1

1.1380V厂用Ⅰ段上电动机保护1

1.2380V厂用Ⅱ段上电动机保护1

1.3380V厂用Ⅲ段上电动机保护1

1.4380V厂用Ⅳ段上电动机保护1

2低厂变保护整定计算1

2.11、3号低厂变1

2.22、4号低厂变1

2.3低备变1

2.41号化学变1

2.5化学备用变1

3低压厂用电源备自投装置1

4高压电动机部分1

4.1给水泵电机（1、2、3、4、5号）1

4.2热网循环水泵（1、2、3、4、5号）1

4.3一次风机电机（1、2、3、4号炉）1

4.4吸风机（1、2、3、4号炉）1

5高厂变、高备变保护1

5.11、2、3、4号高厂变保护1

5.2高备变1

5.3高压厂用备自投装置1

6发电机保护1

6.1发电机参数1

6.2保护出口方式1

6.3发电机纵差保护1

6.4发电机定子接地保护1

6.5发电机负序过流保护1

6.6发电机复压过流保护1

6.7发电机转子接地保护1

6.8发电机过负荷1

6.9发电机失磁保护1

6.10发电机过电压保护1

6.11TA断线保护1

710kV母线、母联、分段保护1

7.110kV母线保护1

7.2母联、分段过流保护1

8发电机自动准同期装置定值整定1

1380V厂用电动机保护整定计算

根据设计院图纸和MCC电动机保护装置说明书要求，对380V低压厂用电动机进行整定计算，由于没有电动机的具体数据，只能进行估算。

1.1380V厂用Ⅰ段上电动机保护

1.1.11号高压启动油泵

额定功率：

30kW。

由于该油泵供电距离短，故不配置接地保护，只配置过热保护。

1.1.1.1电动机额定电流（2L）

根据图纸中给出的风机额定功率（额定功率因数为0.8）计算：

In=30000

=56.98A

1.1.1.2电动机启动时间（3L）

该时间以现场实测为准。

1.1.1.3发热时间常数（4L）

该值应由电动机生产商提供，在没有提供该值情况下，可按下面方法之一进行估算：

a．按生产商提供的电动机过负荷能力估算

Tfr=（X2-1.052）t（在X倍过负荷时允许运行t秒）

b．由电动机启动电流下的定子温升决定

式中：

θ为电动机额定连续运行时的稳定温升；Ist为电动机启动电流倍数；θ1st为电动机启动时的定子绕组温升；tqdj为电动机启动时间。

c．根据电动机运行规程估算

由于没有电动机相关数据，根据系统运行的保守算法，电动机在1.2～1.5倍额定电流下允许过负荷运行120秒。

按1.3倍进行计算：

Tfr=（1.302-1.052）×120=71秒

1.1.1.4散热时间常数（5L）

原则：

按电动机过热冷却至常态所需时间整定，一般为发热常数的4倍。

Tsr=4×71=284秒。

1.1.2380V厂用Ⅰ段上其他电动机

由于所有的电动机均没有相关数据，故各个电动机临时配置的保护整定参数中发热时间常数（4L）按系统运行的保守算法进行估算，均为71s，散热时间常数（5L）按发热时间常数的4倍整定，均为284s；只有各个电动机的额定电流（2L）不同，计算出的额定电流见下表。

序号

电动机名称

电机型号

额定功率/kW

额定电流（2L）/A

1

1号工业水生水泵

Y160M-2

15

29.4

*2

1号循环水泵

Y315L1-6

110

201.7

3

1号射水泵

Y2001-2

37

69.8

4

1号凝结水泵

Y180-2

22

42.2

5

2号空调机

19.1

36.3

6

1号废水回收泵

37

70.3

7

1号疏水泵

Y160M2-2

15

29.4

8

1号热网加热器疏水泵

Y132S1-2

5.5

11.1

9

1号热网补水泵

Y160M-2

15

29.4

10

1号空调机

19.1

36.3

11

1号负压吸尘装置

55

104.5

*12

1号炉二次风机

185

351.4

13

6kVⅠ段轴流风机

0.25

0.5

14

380VⅠ段轴流风机

0.25

0.5

*15

1号空压机控制柜

90

170.9

16

3号胶带机甲

11

20.9

17

2号胶带机甲

55

104.5

*：

使用HSW1-2000断路器。

1.2380V厂用Ⅱ段上电动机保护

由于所有的电动机均没有相关数据，故各个电动机临时配置的保护整定参数中发热时间常数（4L）按系统运行的保守算法进行估算，均为71s，散热时间常数（5L）按发热时间常数的4倍整定，均为284s；只有各个电动机的额定电流（2L）不同，计算出的额定电流见下表。

序号

电动机名称

额定功率/kW

额定电流（2L）/A

1

2号工业水生水泵

15

28.5

2

2号炉二次风机

185

351.4

3

6kVⅡ段轴流风机

0.25

0.5

4

1号380VⅡ段轴流风机

0.25

0.5

5

2号空压机控制柜

90

170.9

6

2号380VⅡ段轴流风机

0.25

0.5

7

2号循环水泵

110

208.9

8

1号碎煤机

160

303.9

9

2号射水泵

37

70.3

10

2号凝结水泵

22

41.8

11

低位水泵

2.2

4.2

12

1号交流润滑油泵

5.5

10.4

13

2号热网加热器疏水泵

5.5

10.4

1.3380V厂用Ⅲ段上电动机保护

由于所有的电动机均没有相关数据，故各个电动机临时配置的保护整定参数中发热时间常数（4L）按系统运行的保守算法进行估算，均为71s，散热时间常数（5L）按发热时间常数的4倍整定，均为284s；只有各个电动机的额定电流（2L）不同，计算出的额定电流见下表。

序号

电动机名称

额定功率/kW

额定电流（2L）/A

1

4号轴流风机

0.25

0.5

2

2号高压启动油泵

30

57.0

3

3号工业水生水泵

15

28.5

4

3号循环水泵

110

208.9

5

6号轴流风机

0.77

1.5

6

3号射水泵

37

70.3

7

3号凝结水泵

22

41.8

8

4号空调机

19.1

36.3

9

2号废水回收泵

37

70.3

10

2号疏水泵

15

28.5

11

3号热网加热器疏水泵

5.5

10.4

12

2号热网补水泵

15

28.5

13

3号空调机

19.1

36.3

14

2号负压吸尘装置

55

104.5

15

3号炉二次风机

185

351.4

16

6kVⅢ段轴流风机

0.25

0.5

17

380VⅢ段轴流风机

0.25

0.5

18

3号空压机控制柜

90

170.9

19

3号胶带机乙

11

20.9

20

2号胶带机乙

55

104.5

1.4380V厂用Ⅳ段上电动机保护

由于所有的电动机均没有相关数据，故各个电动机临时配置的保护整定参数中发热时间常数（4L）按系统运行的保守算法进行估算，均为71s，散热时间常数（5L）按发热时间常数的4倍整定，均为284s；只有各个电动机的额定电流（2L）不同，计算出的额定电流见下表。

序号

电动机名称

额定功率/kW

额定电流（2L）/A

1

6号空调机

19.1

36.3

2

2号交流润滑油泵

5.5

10.4

3

4号循环水泵

110

208.9

4

4号射水泵

37

70.3

5

4号凝结水泵

22

41.8

6

5号空调机

19.1

36.3

7

4号炉二次风机

185

351.4

8

6kVⅢ段轴流风机

0.25

0.5

9

380VⅢ段轴流风机

0.25

0.5

10

2号碎煤机

160

303.9

2低厂变保护整定计算

按照设计院图纸及WDZ-3T微机厂用变保护装置说明书要求，对各低压变压器的速断保护、过流保护、低压侧零序定时限过流保护和过负荷保护进行整定。

各低压变高压侧为不接地系统，按照手册及导则规定，其高压侧接地保护作用于信号，该保护的一次定值需在对6kV系统的电容电流进行实际测试及确定高压侧电缆长度和截面积之后进行整定，在未进行实际测试前，可先临时整定一次电流动作值为2A。

由于该保护CT变比未知，按照保护说明书的要求，二次定值在对CT进行一次通流试验，得出变比后整定。

由于保护装置说明书中给出，定时限和反时限保护只能选用其中的一种，所以选用其定时限零序过流保护，对其反时限零序过流保护不再进行整定。

保护装置说明书中有高压侧不平衡保护，但设计图纸中没有此保护，所以对高压侧不平衡保护不再进行整定。

过负荷保护无跳闸硬压板，只通过软压板作用于装置的报警灯。

能实现跳闸功能且单独投退的只有速断保护、过流保护、零序过流保护。

2.11、3号低厂变

2.1.1低厂变部分参数

额定容量Se=1000kVA，阻抗电压Uk=6%，额定电压Ue=6.3±5%/0.4kV

X*js=6.0（见阻抗元件计算表），额定电流=91.6/1443.4A，

CT变比nLH=150A/5A=30，中性点零序CT变比nLH0=1500A/5A＝300。

2.1.2各点短路电流

由短路电流计算部分可知：

高压侧短路时，Idmax（3）=3561A，Idmin（3）=2993A，Idmin

（2）=2592A

低压侧短路时，Idmax（3）=16836A，Idmin（3）=15928A，Idmin

（2）=13793A

最小运行方式下，低压侧母线单相接地短路电流计算：

根据设计手册与整定导则，变压器零序阻抗标么值近似取1.0，正序阻抗与负序阻抗可认为相等。

X0*js=1.0×100/1=100

3I0*=3×1/（2×（6.0+3.06236）+100）=0.025397

3I0=3I0*×I0=0.025397×100000/（1.732×0.4）=3666A

2.1.3保护整定计算

2.1.3.1速断保护（高压侧）

原则一：

躲过外部短路时流过保护的最大短路电流。

Idz=Kk×Idmax（3）

式中：

Kk为可靠系数，取Kk=1.3。

Idz=Kk×Idmax（3）=1.3×16836/（6.3/0.4）=1390A

原则二：

躲过变压器空载合闸励磁涌流。

Idz=Kk×5×Ie

式中：

Kk为可靠系数，取Kk=1.3。

Idz=Kk×5×Ie=1.3×5×91.6=596A

取二者中数值大者，取Izd=1390A。

二次整定值Izdj=Idz/nLH=1390/30=46.3A

灵敏度校验：

按最小运行方式下保护安装处两相短路计算，

Klm=Idmin

（2）/Idz=2592/1390=1.86<2不合格。

为了保证灵敏性，只能牺牲选择性。

按灵敏度为2进行计算：

Izd=Idmin

（2）/Klm=2592/2=1296A

Izdj=1296/30=43.8A

作用结果：

跳高、低压侧开关

2.1.3.2过流保护（高压侧、定时限）

整定原则：

躲过变压器所带负荷中需自启动的电动机最大启动电流之和。

Izd=Kk×Kzq×Ie

式中：

Kk为可靠系数，取Kk=1.2；Kzq为自启动过电流倍数，按下式计算：

Kzq=1/（Uk%/100+We×（380/400）2/（Kqd×WdΣ））

式中：

Kqd为电动机启动电流倍数，取平均值Kqd=5.0；WdΣ为需要自启动的全部电动机的总容量。

由设计院图纸可查出，380V厂用Ⅰ、Ⅲ段中厂用Ⅲ段电动机总容量大，以此段计算，电动机总容量：

WdΣ=722.2kW=722.2/0.8=903kVA

Kzq=1/（Uk%/100+We×（380/400）2/（Kqd×WdΣ））=3.85

Izd=Kk×Kzq×Ie=1.2×3.85×91.6＝423A

Izdj=Idz/nLH=423/30=14.1A

灵敏度校验：

Klm=（13793/423）/（6.3/0.4）=2.07>1.5

过流保护时限：

t=1.0s（比低压侧负荷过流保护增加一级时限）

作用结果：

跳高、低压侧开关

2.1.3.3零序过流保护（低压侧、定时限）

原则一：

躲过正常运行时变压器中性线上流过的最大不平衡电流。

Idz=Kk×0.25×Ie

式中：

Kk为可靠系数，取Kk=1.2。

Idz=1.2×0.25×1443.4=433A

原则二：

躲过未单独装接地保护的最大容量的电动机的接地保护动作电流。

Idz=Kk×Kph×Kqd×Ie

式中：

Kk为可靠系数，取Kk=1.2；Kph为配合系数，取Kph=1.1；Kqd为电动机启动电流倍数，取平均启动电流倍数Kqd=5.5。

380V工作Ⅰ、Ⅱ段上参与运行最大电动机容量为185kW（二次风机），按此整定。

Izd=1.2×1.1×5.5×185/（1.732×0.38×0.8）=2551A

取二者之中数值大者，取Izd=2551A。

Izd.j=Izd/nLH0=2551/300=8.5A

灵敏度校验：

Klm=3666/2551=1.44<1.5不合格，

为了保证灵敏性，只能牺牲选择性。

按灵敏度为1.5进行计算：

Izd=3I0/Klm=3666/1.5=2444A

Izdj=2444/300=8.1A

时限：

t=0.9s

作用结果：

跳高、低压侧开关

2.1.3.4过负荷保护

整定原则：

按变压器额定电流整定。

Izdj=（Kk/Kf）×Iej

式中：

Kk为可靠系数，一般取1.05～1.2，这里取Kk=1.2；Kf为返回系数，使用微机保护取0.9。

Izd=（1.2/0.9）×91.6=122A

Izdj=Idz/nLH=122/30=4.1A

时间整定：

根据电力系统运行经验，t=9s

2.22、4号低厂变

2.2.1低厂变部分参数

额定容量Se=800kVA，阻抗电压Uk=6%，额定电压Ue=6.3±5%/0.4kV

X*js=7.5（见阻抗元件计算表），额定电流=73.3/1154.7A

CT变比nLH=100A/5A=20，中性点零序CT变比nLH0=1000A/5A=200

2.2.2各点短路电流

由短路电流计算部分可知：

高压侧短路时，Idmax（3）=3561A，Idmin（3）=2993A，Idmin

（2）=2591A

低压侧短路时，Idmax（3）=14329A，Idmin（3）=15928A，Idmin

（2）=13793A

最小运行方式下，低压侧母线单相接地短路电流计算：

根据设计手册与整定导则，变压器零序阻抗标么值近似取1.0，正序阻抗与负序阻抗可认为相等。

X0*js=1.0×100/0.8=125

3I0*=3×1/（2×7.5+125）=0.02053

3I0=3I0*×I0=0.02053×100000/（1.732×0.4）=2963.4A

2.2.3保护整定计算

2.2.3.1速断保护（高压侧）

原则一：

躲过外部短路时流过保护的最大短路电流。

Idz=Kk×Idmax（3）

式中：

Kk为可靠系数，取Kk=1.3。

Idz=Kk×Idmax（3）=1.3×14329/（6.3/0.4）=1183A

原则二：

躲过变压器空载合闸励磁涌流。

Idz=Kk×5×Ie

式中：

Kk为可靠系数，取Kk=1.3。

Idz=Kk×5×Ie=1.3×5×73.3=477A

取二者中数值大者，取Izd=1183A

二次整定值Izdj=Idz/nLH=1183/20=59.1A

灵敏度校验：

按最小运行方式下保护安装处两相短路计算，

Klm=Idmin

（2）/Idz=2591/1183=2.19>2合格

作用结果：

跳高、低压侧开关

2.2.3.2过流保护（高压侧、定时限）

整定原则：

躲过变压器所带负荷中需自启动的电动机最大启动电流之和。

Izd=Kk×Kzq×Ie

式中：

Kk为可靠系数，取Kk=1.2；Kzq为自启动过电流倍数，按下式计算：

Kzq=1/（Uk%/100+We×（380/400）2/（Kqd×WdΣ））

式中：

Kqd为电动机启动电流倍数，取平均值Kqd=5.0；WdΣ为需要自启动的全部电动机的总容量。

由设计院图纸可查出，380V厂用Ⅱ、Ⅳ段中Ⅱ段电动机总容量大，以此段计算，电动机总容量：

WdΣ=632.95kW=632.95/0.8=791kVA

Kzq=1/（Uk%/100+We×（380/400）2/（Kqd×WdΣ））=4.12

Izd=Kk×Kzq×Ie=1.2×4.12×73.3=363A

Izdj=Izd/nLH=363/20=18.1A

灵敏度校验：

Klm=（13793/363）/（6.3/0.4）=2.41>1.5

过流保护时限：

t=1.0s（比低压侧负荷过流保护增加一级时限）

作用结果：

跳高、低压侧开关

2.2.3.3零序过流保护（低压侧、定时限）

原则一：

躲过正常运行时变压器中性线上流过的最大不平衡电流。

Idz=Kk×0.25×Ie

式中：

Kk为可靠系数，取Kk=1.2。

Idz=1.2×0.25×1154.7=346A

原则二：

躲过未单独装接地保护的最大容量的电动机的接地保护最大电流。

Idz=Kk×Kph×Kqd×Ie

式中：

Kk为可靠系数，取Kk=1.2；Kph为配合系数，取Kph=1.1；Kqd为电动机启动电流倍数，取平均启动电流倍数Kqd=5.5。

380V工作Ⅱ段上参与运行最大电动机容量为185kW（二次风机），按此整定。

Izd=1.2×1.1×5.5×185/（1.732×0.38×0.8）=2551A

取二者之中数值大者，取Izd=2551A。

Izdj=Izd/nLH0=2551/200=12.8A

灵敏度校验：

Klm=2963/2551=1.28<1.5不合格

为了保证灵敏性，只能牺牲选择性。

按灵敏度为1.5进行计算：

Izd=3I0/Klm=3666/1.5=2444A

Izd.j=2444/200=12.2A

时限：

t=0.9s

作用结果：

跳高、低压侧开关

2.2.3.4过负荷保护

整定原则：

按变压器额定电流整定。

Idz.j=（Kk/Kf）×Iej

式中：

Kk为可靠系数，一般取1.05～1.2，这里取Kk=1.2；Kf为返回系数，使用微机保护取0.9。

Izd=（1.2/0.9）×73.3=97.8A

Izd.j=Idz/nLH=97.8/20=4.89A

时间整定：

根据电力系统运行经验，t=9s。

2.3低备变

2.3.1低备变部分参数

额定容量Se=1000kVA，阻抗电压Uk=6%，额定电压Ue=6.3±5%/0.4kV

X*js=6.0（见阻抗元件计算表），额定电流=91.6/1443.4A，

高压侧CT变比nLH=150A/5A=30，低压侧CT变比nLH=1500A/5A=300

中性点零序CT变比nLH0=1500A/5A=300

2.3.2各点短路电流

由短路电流计算部分可知：

高压侧短路时，Idmax（3）=3561A，Idmin（3）=2993A，Idmin

（2）=2592A

低压侧短路时，Idmax（3）=16836A，Idmin（3）=15928A，Idmin

（2）=13793A

最小运行方式下，低压侧母线单相接地短路电流计算：

根据设计手册与整定导则，变压器零序阻抗标么值近似取1.0，正序阻抗与负序阻抗可认为相等。

X0*js=1.0×100/1=100

3I0*=3×1/（2×（6.0+3.06236）+100）=0.025397

3I0=3I0*×I0=0.025397×100000/（1.732×0.4）=3666A

2.3.3保护整定计算

2.3.3.1低备变低压侧分支过流保护（取自4LH，低压侧）

整定原则：

躲过本段母线所接电动机最大启动电流之和。

Izd=Kk×Kzq×Ie

式中：

Kk为可靠系数，取Kk=1.2；Kzq为自启动过电流倍数，按下式计算：

Kzq=1/（Uk%/100+We×（380/400）2/（Kqd×WdΣ））

式中：

Kqd为电动机启动电流倍数，取平均值Kqd=5.0；WdΣ为需要自启动的全部电动机的总容量。

各段负荷统计如下：

380V厂用Ⅰ段：

WdΣ=883kVA，Ⅱ段：

WdΣ=791kVA

380V厂用Ⅲ段：

WdΣ=903kVA，Ⅳ段：

WdΣ=698kVA

可以看出，380V厂用Ⅲ段电动机负荷最大，WdΣ=903kVA，均按此进行整定：

Kzq=1/（Uk%/100+We×（380/400）2/（Kqd×WdΣ））=3.85

Idz=Kk×Kzq×Ie=1.2×3.85×1443.4＝6663A

Idz.j=Idz/nLH=6663/300=22.1A

灵敏度校验：

Klm=11834/6663=1.776>1.5合格

过流保护时限：

t=1.0s

作用结果：

跳分支开关。

2.3.2.2速断保护（高压侧）

原则一：

躲过外部短路时流过保护的最大短路电流。

（没有相关数据）

Idz=Kk×Idmax（3）

式中：

Kk为可靠系数，取Kk=1.3。

Idz=Kk×Idmax（3）=1.3×16836/（6.3/0.4）=1390A

原则二：

躲过变压器空载合闸励磁涌流。

Idz=Kk×5×Ie

式中：

Kk为可靠系数，取Kk=1.3。

Idz=Kk×5×Ie=1.3×5×91.6=596A

取二者中数值大者