变压器及发电机保护整定计算

变压器及发电机保护整定计算1变压器保护1.1保护配置本节所述变压器，容量在10MVA及以上，电压为35(110)/6.3(10.5)kV，通常是指企业内部总变电所或区域变电所内的变压器。保护装置配置：差动，过流后备，过负荷，瓦斯，温度。举例：变压器SF9－25000kVA，35/6.3kV，Yn/D11接线，Uk=8%，412.4A/2291A，35kV侧三相短路电流：最大21.5kA，最小17.2kA。35kV系统中性点经消弧线圈接地；6kV系统不接地，无发电机接入，所供最大电动机4000kW，全压直接起动，起动时间10s。1.2保护装置选型及设置原则选用微机型保护装置，保护设置原则如下：差动保护与过流后备保护分别设置－分开的微机保护装置和CT；差动保护专用保护装置和CT（ 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 5P20）；高压侧过流后备保护(高后备)和过负荷共用一套保护装置和CT（不低于10P10）；低压侧过流后备保护（低后备）和过负护共用一套保护装置和CT（不低于10P10）；（注：对于低压侧无电源的终端变电所，低后备可取消）以施赖德保护装置为例：差动保护－T87，过流后备－S40（或S42－带方向保护）。1.3整定计算1.3.1基本设定值a35kV侧CT一次额定电流In=600A(二次额定电流In2=5A)’6.3kV侧CT一次额定电流In＝3000A，‘(二次额定电流In2＝5A)b基本电流Ib＝412.4A’Ib＝2291Ac额定初级线电压Unp＝35kV额定初级相电压Vnp＝35kV/3d额定次级线电压Uns＝100V次级零序电压Unso＝100/3Ve变压器额定容量S＝25MVAf绕组1额定电压Un1＝35kVg绕组2额定电压Un2＝6.3kVh绕组1额定电流In1＝412.4Ai绕组2额定电流In2＝2291A1.3.2系统短路数据外部短路时穿越变压器的短路电流：当6kV侧母线短路时，最大3.974kA；最小3.798kA（35kV侧）最大23.33kA；最小22.3kA（6.3kV侧）1.3.3保护设定值1）差动保护87T序号名称电流A35kV6.3kV1一、二次侧额定电流Ib，Ib412.422912变压器接线方式Y－113CT二次接线方式YY4CT一次电流计算值412.422915CT一次侧额定值In，In60030006CT变比1206007CT二次回路额定电流3.4373.818选用施耐德保护装置T87a动作电流Ids设定最小动作电流Ids＝k(2f+U+m)In=1.2(20.1+0.1+0.05)412.4=173.2A=0.29In考虑返回/动作比(905)%，Ids=0.29In/0.85=0.34In取Ids=40%In＝240A(设定范围30%-100%In)b计算Id/It外部短路时出现的最大不平衡电流：Idiff＝(kstkaf+U+m)Is=(12.00.1+0.1+0.05)3974=0.353974＝1391A外部短路时出现的最大穿透电流：ItxmaxIxadjusted3974A所以，Id/It=1391/3974=35%。考虑返回系数(905)%，取Id/It=35/0.90=38.9%取Id/It=40%(设定范围15%-50%)上式中，f－CT的比值误差；ka－CT的非周期系数，1.5－2.0（对5p或10p）；kst－CT的同型系数，不同型取1.0；U－变压器调压分接头引起的误差；m－CT变比不完全匹配产生的误差，取0.05。c动作时间35ms（典型值）d电流互感器断线检测OnT87保护装置的其它功能关断OFF2）3.3.2高压侧后备保护S40-A复合电压启动的过流保护a电压设定•负序电压动作值Ui=360V=6%Un(整定范围1％－50％Un)•低电压动作值Us=0.5Un=3000V=50%Un注：电压信号取自6kV侧。b电流设定按躲过最大可能出现的过负荷电流整定，取过载系数2.2动作电流Is＝（1.22.2×412.4)/0.93=1170.6A=1.951In取Is＝2.0In=1200A(设定范围0.1In24In)动作时间：T＝1.5s（设定范围0.05－300s）保护灵敏度：Ks＝0.8663798/1200=2.741.5满足要求。3）高压侧过负荷保护S40-A动作电流Is＝(1.051412.4)/0.93=465A=0.775In(设定范围0.1In2.4In)a反时限保护：选IDMT极端反时限EIT(IEC/C)曲线，计算10倍动作电流时间Ts10：当二次侧在最大方式下短路时，即保护过载3974/465=8.54倍时，动作时间不应小于1.5s，查上述曲线得k=1.36，于是，Ts10＝1.50/1.36=1.103s，取Ts10＝1.20s（整定范围100ms12.50s）。校验是否满足：二次侧最大穿越性短路电流时的动作时间即I/Is=3974/465=8.54,查曲线得：k=1.36t＝1.21.36=1.63s1.5s最大可能的过负荷时（如最大一台电动机起动时或另一段电机的自起动时）不误动，例如当一台4000kW电动机起动时（Inm=459A，Kst=6.5）I1.0(2291-0.8459)+6.5459/5.56=882.6A(变比nt＝35/6.3=5.56)即I/Is=882.6/465=1.9，查曲线得：k=42，t＝1.242=50.4s满足起动或自起动要求。（查油浸变压器在过载2倍时，不应超过10min）b定时限保护动作电流Is＝(1.051412.4)/0.93=465A=0.775In(设定范围0.1In24In)动作时间t=12s，报警(躲过最大一台电动机起动时间，按10s)高压侧保护装置S40的其它功能关断OFF，如果设定，可参考以下设定值。4）接地故障保护51G零序电流取自35kV侧CSH传感器，额定电流值5A，(35kV系统总的电容电流10A)。采用定时限保护DT保护1次侧动作电流Is0=2A(设定范围0.5A75A)动作时间t0=2s动作于报警5）不平衡保护46－p76采用施耐德IDMT反时限保护动作电流Is＝15%Ib＝0.15412.4＝62A（设定范围10%-50%Ib）动作时间系数T＝0.6s（T为5Ib时的动作时间，设定范围0.1—1.0s）这样，当负序电流为35%Ib＝144A时，保护动作时间为：t＝KT＝15.340.6＝9.2s，其余查曲线类推。当负序电流为57.7%Ib，t＝7.840.6＝4.7s。6）低压侧后备保护S40-B复合电压启动的过流保护a电压设定负序电压动作值Ui=360V=6%Un(整定范围1％－50％Un)低电压动作值Us=0.5Un=3000V=50%Un注：电压信号取自6kV侧。b电流设定按躲过最大可能的过负荷电流整定，设过负荷系数为2.2，,动作电流Is＝(1.212.2×2291)/0.93=6503A=2.17In’取Is=2.2In=6600A(设定范围0.1In24In)，动作时间：t＝1.2s（设定范围0.05－300s）保护灵敏度：Ks＝0.86622300/6600=2.92＞1.5满足要求。（6kV母线短路）7）低压侧过负荷保护，动作电流Is＝(1.0512291)/0.93=2587A=0.86In，’取Is=0.86In=2580A(设定范围0.1In2.4In)。a反时限保护：选IDMT极端反时限EIT(IEC/C)曲线计算10倍动作电流时间Ts10：当二次侧在最大方式下短路时，即保护过载I/Is=23330/2580=9.0倍时，动作时间不应小于1.2s，查上述曲线得k=1.238。于是，Ts10＝1.20/1.238=0.97s，取1.10s（整定范围100ms12.50s）。校验是否满足：二次侧最大穿越性短路电流时的动作时间，即I/Is=23330/2580=9.0，查曲线得：k=1.238，t＝kTs10=1.2381.1=1.36s1.20s最大可能的过负荷时（如最大一台电动机起动时或另一段电机的自起动时）不误动，例如当一台4000kW电动机起动时（Inm=459A,Kst=6.5），I1.0(2291-0.8459)+6.5459=4907A即I/Is=4907/2580=1.9，查曲线得：k=42，t＝1.142=46.2s满足起动或自起动要求。b定时限保护’动作电流Is=0.86In=2580A(设定范围0.1In24In)动作时间t=12s报警S40—B的其它功能OFF变压器整定结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 变压器数据型号SF9－25000电流互感器600/5，3000/5’额定电流Ib=412.4A,Ib＝2291A额定电压35/6.3kV电压互感器35/0.1,6/0.1kV保护名称保护装置及整定范围整定值动作开关一差动保护T871.1最小动作电流Is030%-100%In40%In（240A）跳高、低压侧断路器1.2比率制动系数整定范围15％－50％40%1.3最小制动电流1.0In1.4CT断线检测ON二高压侧后备过流保护S40－A12.1复合电压起动的过流保护负序电压动作值1％－50％Un6%低电压动作值5％－100％Un50%(3000V)跳高、低压侧断路器动作电流Is0.05In－24In2.0In（1200A）电压信号取自6kV侧动作时间t0.05－300s1.5sPT2.2过负荷（定时限）0.05In－24In0.775In(465A)报警动作时间0.05－300s12s2.3过负荷（反时限）0.1In2.4In0.775In报警10倍动作时间Ts10100ms12.50s1.2s选择曲线EIT，IEC/C三低压侧后备过流保护S40－B3.1复合电压起动的过流保护负序电压动作值1％－50％Un6%跳高、低压侧断路器低电压动作值5％－100％Un50%(3000V)电压信号取自6kV侧’动作电流Is0.05In－24In2.2In（6600A）PT动作时间t0.05－300s1.2s’3.2过负荷（定时限）0.05In－24In0.86In(2580A)报警动作时间0.05－300s12s’3.3过负荷（反时限）0.1In2.4In0.86In(2580A)报警10倍动作时间Ts10100ms12.50s1.1s选择曲线EIT，IEC/C2发电机保护整定计算某炼厂自备电站，装设两台汽轮发电机，容量分别为18MW和6MW，接入总变电所10kV母线，现对其中18MW发电机的保护整定计算如下：2.1基础数据a发电机数据：QF2-18-2A，18MW汽轮发电机，10.5kV，cos=0.8，1237.2A，50Hz，Y接，Xd’’=10.01%，Xd’=12.8%，Xd=130%，X2=10.6%，X0=5.1%，短路比0.87。b系统短路电流数据：炼油厂电站10kV母线最大三相短路电流29.58kA。（含两台发电机）2.2保护设置1)电流互感器CT＝2000/5，CT’=2000/5，PT=10000/100V各侧CT一次额定电流：In＝2000A，In’＝2000A’’’2)额定容量S＝22.5MVA，Ib=1237.2A，Un=10.5kV，Un=10.5kV，Un=10.5kV3)保护装置配置－选用施耐德保护装置 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 1－D21+G82+CCA630+MES120G+ACE949-2方案2－G87+MES120G2+CCA630+CCA634+ACE949-2G87－差动、复合过电流、定子绕组接地、过负荷、定子匝间短路、失磁、过电压；MES120G-输入/输出模块；CCA630－电流采集模块（电流连接器），CCA634-电流采集模块（带零序）ACE949-2－RS485网络接口a按方案1配置时，保护功能的设置：(1)纵联差动保护－87D21(2)复合电压起动的过电流保护50/51G82(3)定子绕组接地保护50G/51GG82(4)定子绕组匝间短路59NG82(5)过负荷51，49RMSG82(6)定子绕组过电压59G82(7)失磁故障40G82其中2－7共用一套保护装置G82。（8）励磁回路一点及两点接地DMP380或KBDG60b按方案2配置时，保护功能的设置：(1)纵联差动保护－87G87(2)复合电压起动的过电流保护50/51G87(3)定子绕组接地保护50G/51GG87(4)定子绕组匝间短路59NG87(5)过负荷51，49RMSG87(6)定子绕组过电压59G87(7)失磁故障40G87(8)励磁回路一点及两点接地DMP380或KBDG602.3整定计算2.3.1纵联差动保护－87，D21(或G87)1)最小动作电流Is0＝KkKfzqKtxfiIb＝1.51.51.00.11237.2=278.4A或Is0＝(0.1-0.3)Ib＝(0.1-0.3)1237.2=123.7－371AIs0＝371A=0.3Ib=0.186In=0.2In2)差动速断保护－对G87Is0＝5.5In继电器G87固有特性，不可调。3)比率制动特性（比率制动系数）Id/It的确定（对D21）：Id/It1.5(1.5—2.0)(0.5—1.0)0.1＝0.11—0.30，取Id/It＝30%(整定范围15％－50％)式中，1.5—可靠系数；（1.5-2.0）—非周期分量系数；0.5—电流互感器同型系数；同型－0.5，不同型－1.0；0.1—电流互感器误差，0.1(10P)；0.05(5P)最小制动电流：(0.8－1.0)Ib=989.8—1237.2A取1.0Ib=1237.2A最大动作电流：Idmax＝0.25Ikmax=3.15kA(即最大制动系数为0.25)发电机外部短路时，穿越发电机最大周期性短路电流Ik。max＝12619A发电机出口短路时流经保护装置的最小周期性短路电流Imin＝？A4）灵敏度校验2.3.2复合电压起动的过电流保护50/51G871)动作电流Is＝1.21237.4/0.93=1596.6A=0.798In，取Is＝1600A＝0.80In(整定范围0.05In－24In)2)负序电压动作值47Vsi＝0.06Un=0.0610500=630V=6%Un(整定范围1％－50％Un)3)低电压动作值27Us=(0.5-0.6)Un=5000—6000V取Us=6000V＝0.6Un(整定范围5％－100％Un)电压信号取自母线PT4)动作时间t＝1.5s灵敏度校验2.3.3负序电流保护46G871)负序电流速断保护动作电流Is＝(0.5-0.6)Ib=618.7—742.4A取Is＝620A＝50％Ib(整定范围10％－500％Ib)动作时间t＝0s（定时限）2)负序过负荷保护46动作电流Is＝0.1Ib=123.7A取Is＝124A＝10％Ib(整定范围10％－500％Ib)动作时间t＝1s（定时限）2.3.4定子单相接地保护50G/51G－G87采用LXHM-1型零序电流互感器，需配ACE990ａ一次动作电流2.4Aｂ动作时间t＝0.2s2.3.5过负荷保护51G87动作电流Is＝(1.051237.2)/0.93=1397A取Is＝1400A＝0.70In(整定范围0.05In－24In)动作时间t＝5s（定时限）报警。(整定范围0.05－300sn)2.3.6转子两点接地保护DMP3801)转子一点接地报警电阻值Rs2＝20k报警动作时间Ts2＝1s转子一点接地跳闸OFF2)转子两点接地报警OFF转子两点接地跳闸ON，接地点压比定值7％。3)励磁低电压Us＝0.8UL2.3.7强励保护G87动作电压1Vs＝80V＝8000V动作电压2Vs＝130V=13000V=1.3Un倍2.3.8失磁保护G87’1)发电机数据：S＝22.5MVA，Un1＝10.5kV，Xd=130%，Xd=12.8%2)发电机额定电流和额定阻抗22500Ib＝1237.2A310.510500Zn4.931237.2Xa=4.9(X’d/200)=0.314’Xb=4.9(Xd/200+1)=5.213’Xc=4.9(Xd/200+Xd/100)=6.683动作时间：圆周1T1=0.07s圆周2T2＝0.5s1＃发电机保护整定表发电机数据型号QF2-18-2电流互感器2000/5，In＝2000额定电流Ib=1237.2A变比400额定电压10.5kV电压互感器10000/100，Un＝10000V保护名称保护装置及整定范围整定值动作开关一差动保护87D21(G87)1.1最小动作电流Is00.20In跳闸：QF11.2比率制动系数整定范围15％－50％30%1.3最小制动电流(0.8－1.0)Ib1.0Ib1.4最大动作电流2.55Ib二复合电压过流保护51G872.1动作电流Is0.05In－24In0.8In跳闸同上2.2负序电压动作值1％－50％Un6%2.3低电压动作值5％－100％Un60%60V2.4动作时间0.05－300s1.5s三负序电流保护46G873.1速断动作电流10％－500％Ib50％Ib跳闸同上3.2动作时间0.05－300s0s发电机数据型号QF2-18-2电流互感器2000/5，In＝2000额定电流Ib=1237.2A变比400额定电压10.5kV电压互感器10000/100，Un＝10000V保护名称保护装置及整定范围整定值动作开关3.3负序过负荷动作电流10％－500％Ib10％Ib报警3.4过负荷动作时间1.0s四定子单相接地51GG874.1一次动作电流LXHM-1型零序电流互感器2.4A跳闸同上4.2动作时间0.05－300s0.2s五过负荷51G875.1动作电流整定范围0.05In－24In0.70In报警5.2动作时间0.05－300s5.0s六转子接地DMP3806.1一点接地动作电阻值1.00－50.00k20k报警6.2一点接地动作时间1.00－100.00s2.0s6.3两点接地点压比定值0.00%－20.00%7%跳闸同上6.4两点接地动作时间1.00－100.00s0.5s七失磁保护40G87跳闸发电机额定阻抗4.9公共点Xa0.314圆周1Xb5.213圆周2Xc6.683脱扣延时T170ms脱扣延时T2500ms励磁低电压139V机端低电压0.8Un八强励保护G828.1动作电压180%Un8.2动作电压2130%Un139%附：发电机母线（外部）短路时，穿越发电机的短路电流计算1)发电机次暂态电抗Xd’’=10.01%2)发电机配出线路：交联聚乙烯铜芯电缆3-2(1240)或3-2(1300)，电压8.7/10kV，8.7/15kV，L=100m允许载流量：240mm2--28190.93=1523A1237.2A300mm2--29470.93=1761A1237.2A导体尺寸：d＝18.4mm，电缆外径D＝36.2mm；－240mm2d＝20.6mm，电缆外径D＝38.6mm；－300mm2导体直流电阻/km（20C）0.0754，0.06010电缆电抗，mh/km0.325(240)，0.314(300)X=L=3140.3250.110-3=0.0102/km(0.00986)换算到发电机容量的电抗标么值：XL＝0.0102(22.5/10.52)0.5=0.00104∴Xjs＝0.1001+0.00104＝0.10114Rjs=0.07540.10.5(22.5/10.52)=0.00076922Zjs0.0007690.101140.10114查发电机运算曲线表，当t=0″，I″=10.201237.2=12619.4A=12.619kA当t=0.01″，I0.01=9.731237.2=12038A=12.038kA