6kV变压器综合保护整定计算书.docx
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6kV变压器综合保护整定计算书
#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
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