电机负序保护
电动机负序电流的整定是按照额定状况下整定的，
在正常运行时，一次回路缺相负序电流为额定电流的0.9-1.1倍，CT二次回路断线时负序电流为额定电流的0.577倍，因此一般取负序电流
I2dz=0.8Ie
电动机负序电流的整定是按照额定状况下整定的，
在正常运行时，一次回路缺相负序电流为额定电流的0.9-1.1倍，CT二次回路断线时负序电流为额定电流的0.577倍，因此一般取负序电流
I2dz=0.8Ie
负序保护，主要通过测量电动机的负序电流来实现。电源电压的不平衡将会在电动机绕组中产生负序电流，该电流的值取决于电动机的负序阻抗对正序阻抗的比值，此比值大致是正常满负荷电流对启动电流之比，例如，一台启动电流为6倍额定电流的电动机，电源电压有5％的负序，将引起大约30％的负序电流。由于负序电流在转子中感应涡流，引起电动机过热，为了保护转子不受不平衡电流损害，过热（过负荷）保护在它的动作方程中加入了负序电流热效应系数K2，对于严重的不平衡，诸如断线或反相，必须提供快速保护－－单独的不平衡保护。
电动机启动时由于CT饱和等因素容易造成波形失真，从而造成负序保护误动作，本装置的负序动作电流和时限的整定值在电动机启动前后可分别整定。为了保护电动机断相或反相，启动结束后的典型的负序动作电流整定值I2ZD＝Is是合适的(Is为电动机额定工作电流)，启动过程中的负序动作电流整定值可根据启动试验测量的最大负序电流来确定。
负序动作电流整定值I2ZD的整定范围启动时为0.50～40.0A，启动结束后为0.2～20.0A,级差均为0.01A ，当I2>I2ZD 时启动负序保护。
负序保护动作时间按电流/时间反时限动作特性，用负序保护时间常数T2(整定范围为0.80～4.00秒,级差0.04秒)来表示，启动时和运行时分别整定。负序保护动作时间t2和负序保护时间常数T2的关系可用下面的公式表示：
t2 = T2×I2ZD/ I2 秒
在整定比较灵敏(典型为I2 ＝(0.2～0.4)Is）时，采用动作时间较长的整定值。
注意:当保护应用于FC回路时,保护功能选择中的‘FC方式’必须选择为‘ON’，此时负序保护的最小动作时间为0.3S。
当保护动作时装置跳闸出口动作，同时‘保护’指示灯点亮，液晶显示器背光点亮并闪烁显示‘负序保护动作’字样。
本保护在保护CT断线及‘自检故障’发生时被闭锁。
为了保护电动机断相或反相，典型的负序动作电流整定值I2ZD＝Is是合适的(Is为电动机额定工作电流)，希望作为灵敏的不平衡保护时，可取I2ZD＝(0.2～0.4)Is。电动机启动时由于CT饱和等因素容易造成波形失真，从而造成负序保护误动作，可根据启动试验测量的最大负序电流整定启动时负序动作电流。
运行时负序保护时间常数T2的整定应躲过电动机外部两相短路时母线进线开关的切除时间，一般取T2＝0.8S，在整定得比较灵敏(典型为I2ZD＝(0.2～0.4) Is)时，采用时间常数较长的曲线如T2＝1.6S。启动时负序保护时间参数T2按照启动时保护不误动原则整定。
电动机保护在实际运行中由于各种原因误动的概率较高，因此当保护动作后分析动作原因成为判断动作正确性的难点，现提出以下一些原因，请各位高手做一指点，并请分析原因：
1、电动机相间短路（可通过测绝缘，测阻值平衡分析）；
2、母线电压不平衡，单相或两项电压低，导致电流不平衡；
3、母线电压平衡但电压低，由于电动机绕组本身的不平衡，在启动时由于启动堵转电流较大产生电流不平衡从而使负序电流达定值；
4、母线相间短路；
5、断路器缺相；
6、断路器三相动作时间有差异，某项合闸时间滞后或超前，导致电流不平衡
发电机负序保护动作的原因和危害
* \- w$ \# T9 `9 v6 T0 k
最近一段时间，公司的#1发电机组的负序保护频繁动作，经询问地调通知为牵引车引起的，目前，我国电气化铁路普遍采用工频单相交流制式，其单相移动的牵引负荷，会造成系统三相负荷的不对称，出现单相牵引整流冲击负荷,严重地破坏了地区电力系统的对称运行,产生的负序分量和高次谐波将给电力系统带来一定的影响，负序电流对发电机所造成的危害已经在电力系统的运行实践中被多次证实。当负载不对称或非全相运行时，其中的负序电流分量就会在发电机的转子表面流过，产生局部过热，使绝缘受到损坏并伴随有强烈的机械破坏。随着负序电流逐渐分散进人电力系统，系统各处的负序电压水平将逐渐下降，主要影响影响有：& O. a& R# `8 J% o
1、当定子三相绕组流过负序电流时，在发电机定子内出现负序旋转磁通，以同步速度与转子相反方向旋转，在励磁绕组、阻尼绕组及转子本体中感应出两倍工频的电流，从而引起这些部位的附加损耗而发
热。由于这个两倍工频感应电流频率较高，集肤效应较大，故其不容易穿入转子深处，只在转子表面的薄层中流过，感应电流流过转子槽契齿，并流过槽齿与护环的许多接触。而这些地方电阻较高，发热尤为严重，可能出现局部高温，破坏转子部件的机械绕组绝缘；6 t! S3 e- A0 m* P' C% p9 n" k9 2.9 h6 L& W. U V, |8 负序电流除引起发热外，还会引起机械振动，因为它产生100Hz 的交变电磁力矩，作用在转子轴和定子机座，使机组产生100Hz稳定的噪声，并使发电机各部件产生机械负荷。这就可能导致护环在转子本体上的装嵌处特别危险，因为护环是应力最大的部件，机械强度稍微削弱，就可能引起极严重的后果；( h% a! l: \- R7 W$
3.0 ~7 i2 v+Z4 w D W增大各翰电环节的损耗；负序电压的存在对三相电动机用户产生不利影响，造成电动机三相电流不对称和附加损耗，使出力下降并危及电动机安全。公司电气运行规程规定：当汽轮发电机在额定工况连续运行时，三相电流差不应超过10%。目前，检查保护装置和保护定值均正确无误，有时发电机的不平衡电流竟达20%多，发电机的声音和振动比以前明显增大，为确保发电机和其它电气设备的安全稳定运行，需要供电公司采取必要的措施，减少和限制负序分量的存在：/ u6 r* B) R% i) h
建议改善措施主要有：# ] m, L7 C3 Y7 b1 p
1.对电气化铁路各牵引变电所实行进线相序轮换，减少电气化区段的综合负序。 F4 G0 x+ [, ]+ O0 R& [
2、采用平衡接线变压器。( j. y) G2 F; l! W
3.在受负序电流影响最大的电力系统分支回路中加装电抗器，以限制进人该支路的负序电流。
一 差动保护整定计算 1.基本侧确定 按额定电压及变压器的最大计算容量计算各侧额定电流 A U S I N TN N 10531102000031 1=== A U S I N TN N 11563102000322== = 选择电流互感器变比 36.335 3105511===N CON CH I K n 399.976531156512=== N CON CH I K n 可选用变比为： 20050 21==CH CH n n 各侧电流互感器的二次额定电流为 A I K I N CON N .1250 1055112=== A I K I N CON N 5.78200311565222=== 所以选择10KV 侧为基本侧 2. 保护装置动作电流的确定 躲过电压器的励磁涌流 A I K I N rel O P 1502.81156*3.121=== 躲过外部短路时最大不平衡电流 A f U f K I K I er er ts unb rel O P 4.348)05.01.005.0(34.1*3.1)(3.1max .2=++=++== 所以选用A I O P 1502.8= 3.确定基本侧线圈匝数 A n I K I TA cal OP CON cal r OP 12.999200 31502.8...===
4.612.999 60..1===cal r OP O I AW W 应选用5匝 4. 动作电流整定 基本侧实际动作电流为： A W AW I O r OP 13.044.6 601.=== 保护一次动作电流 A I I n I b OP O TA OP 07.51513 13.04*200.Pr 2=== 5.灵敏度校验 21.331.507 316.1.min ≥===b OP CON sen I I K K 保护满足要求 2）过电流保护整定计算： 躲过最大负荷电流整定： A K I K I re l rel OP 296.4785 .0210*2.1max .1=== 考虑切除一台变压器后产生的过负荷 A I m m I N OP 210105*21 2==-= 考虑负荷中电动机启动的最大电流 A I K I N SS O P 210105*23=== 应选用：A I OP 102= 保护灵敏度校验 212372 .063.4min ≥===OP sen I I K 保护满足要求 3）过负荷保护 按躲过变压器的额定电流整定： 130A 85 .0051*05.1.1===re B N rel OP K I K I
10kV配电线路保护的整定计算 10kV配电线路的特点10kV配电线路结构特点是一致性差，如有的为用户专线，只接带一、二个用户，类似于输电线路；有的呈放射状，几十台甚至上百台变压器T接于同一条线路的各个分支上；有的线路短到几百m，有的线路长到几十km；有的线路由35kV变电所出线，有的线路由110kV变电所出线；有的线路上的配电变压器很小，最大不过100kV A，有的线路上却有几千kV A的变压器；有的线路属于最末级保护，有的线路上设有开关站或有用户变电所等。2问题的提出对于输电线路，由于其比较规范，一般无T接负荷，至多有一、二个集中负荷的T接点。因此，利用规范的保护整定计算方法，各种情况均可一一计算，一般均可满足要求。对于配电线路，由于以上所述的特点，整定计算时需做一些具体的特殊的考虑，以满足保护"四性"的要求。3整定计算方案我国的10kV配电线路的保护，一般采用电流速断、过电流及三相一次重合闸构成。特殊线路结构或特殊负荷线路保护，不能满足要求时，可考虑增加其它保护(如：保护Ⅱ段、电压闭锁等)。下面的讨论，是针对一般保护配置而言的。(1)电流速断保护：由于10kV线路一般为保护的最末级，或最末级用户变电所保护的上一级保护。所以，在整定计算中，定值计算偏重灵敏性，对有用户变电所的线路，选择性靠重合闸来保证。在以下两种计算结果中选较大值作为速断整定值。①
按躲过线路上配电变压器二次侧最大短路电流整定。实际计算时，可按距保护安装处较近的线路最大变压器低压侧故障整定。Idzl=Kk×Id2max 式中Idzl-速断一次值Kk-可靠系数，取1.5 Id2max-线路上最大配变二次侧最大短路电流②当保护安装处变电所主变过流保护为一般过流保护时(复合电压闭锁过流、低压闭锁过流除外)，线路速断定值与主变过流定值相配合。Ik=Kn×(Igl-Ie) 式中Idzl-速断一次值Kn-主变电压比，对于35/10降压变压器为3.33 Igl-变电所中各主变的最小过流值(一次值) Ie-为相应主变的额定电流一次值③特殊线路的处理：a．线路很短，最小方式时无保护区；或下一级为重要的用户变电所时，可将速断保护改为时限速断保护。动作电流与下级保护速断配合(即取1.1倍的下级保护最大速断值)，动作时限较下级速断大一个时间级差(此种情况在城区较常见，在新建变电所或改造变电所时，建议保护配置用全面的微机保护，这样改变保护方式就很容易了)。在无法采用其它保护的情况下，可靠重合闸来保证选择性。b．当保护安装处主变过流保护为复压闭锁过流或低压闭锁过流时，不能与主变过流配合。c．当线路较长且较规则，线路上用户较少，可采用躲过线路末端最大短路电流整定，可靠系数取1.3～1.5。此种情况一般能同时保证选择性与灵敏性。d．当速断定值较小或与负荷电流相差不大时，应校验速断定值躲过励磁涌流的能力，且必须躲过励磁涌流。④灵敏度校验。按最小运行方式下，线路保护范围不小于线路长度的15%整定。允许速断保护保护线路全长。Idmim(15%)/Idzl≥1
微机继电保护整定计算举例
珠海市恒瑞电力科技有限公司 目录 变压器差动保护的整定与计算 (3) 线路保护整定实例 (6) 10KV变压器保护整定实例 (9) 电容器保护整定实例 (13) 电动机保护整定计算实例 (16) 电动机差动保护整定计算实例 (19)
变压器差动保护的整定与计算 以右侧所示Y/Y/△-11接线的三卷变压器为例，设变压器的额定容量为S(MVA)，高、中、低各侧电压分别为UH 、UM 、UL(KV)，各侧二次电流分别为IH 、IM 、IL(A)，各侧电流互感器变比分别为n H 、n M 、n L 。 一、 平衡系数的计算 电流平衡系数Km 、Kl 其中：Uhe,Ume,Ule 分别为高中低压侧额定电压（铭牌值） Kcth,Kctm,Kctl 分别为高中低压侧电流互感器变比 二、 差动电流速断保护 差动电流速断保护的动作电流应避越变压器空载投入时的励磁涌流和外部故障的最大不平衡电流来整定。根据实际经验一般取： Isd ＝（4－12）Ieb ／nLH 。 式中：Ieb ――变压器的额定电流； nLH ――变压器电流互感器的电流变比。 三、 比率差动保护 比率差动动作电流Icd 应大于额定负载时的不平衡电流，即 Icd ＝Kk ［ktx × fwc ＋ΔU ＋Δfph ］Ieb ／nLH 式中：Kk ――可靠系数，取（1.3～2.0） ΔU ――变压器相对于额定电压抽头向上（或下）电压调整范围,取ΔU ＝5%。 Ktx ――电流互感器同型系数；当各侧电流互感器型号相同时取0.5,不同时取1 Fwc ――电流互感器的允许误差；取0.1 Δfph ――电流互感器的变比（包括保护装置）不平衡所产生的相对误差取0.1； 一般 Icd ＝（0.2～0.6）Ieb ／nLH 。 四、 谐波制动比 根据经验，为可靠地防止涌流误动，当任一相二次谐波与基波之间比值大于15%－20%时，三相差动保护被闭锁。 五、 制动特性拐点 Is1＝Ieb ／nLH Is2＝（1～3）eb ／nLH Is1，Is2可整定为同一点。 kcth Uhe Kctm Ume Km **= 3**?=kcth Uhe Kctl Ule Kl
距离保护整定计算例题 题目：系统参数如图，保护1配置相间距离保护，试对其距离I 段、II 段、III 段进行整定，并校验距离II 段、III 段的灵敏度。取z1=0.4/km ，线路阻 抗角为75 ，Kss=1.5，返回系数Kre=1.2，III 段的可靠系数Krel=1.2。要 求II 段灵敏度 1.3~1.5，III 段近后备 1.5，远后备 1.2。 解： 1、计算各元件参数，并作等值电路 Z MN =z 1l MN =0.430=12.00 Z NP =z 1l NP =0.460=24.00 Z T = 100% K U T T S U 2=1005 .105 .311152 =44.08 2、整定距离I 段 Z I set1=K I rel Z MN =0.8512=10.20 t I 1=0s Z I set3=K I rel Z NP =0.85 24=20.40 t I 3=0s 3、整定距离II 段并校验灵敏度 1)整定阻抗计算 (1)与相邻线路I 段配合
Z II set1=K II rel (Z MN +Kbmin Z I set3 )=0.8(12+2.0720.40)=43.38 (2)与变压器速断保护配合 Z II set1=K II rel (Z MN +Kbmin Z T )=0.7(12+2.0744.08)=72.27 取Z II set1=Min( (1),(2))=43.38 2)灵敏度校验 K II sen =MN set II Z Z 1 =43.38/12=3.62 ( 1.5)，满足规程要求 3）时限 t II 1=0.5s 4、整定距离III 段并校验灵敏度 1)最小负荷阻抗 Z Lmin Z Lmin =Lman L I U min =Lman N I U 9.0=35.03 /1109.0?=163.31 Cos L =0.866， L= 30 2）负荷阻抗角方向的动作阻抗Z act （30） Z act （30 ）= re ss rel L K K K Z min =2 .15.12.131.163??=75.61 3）整定阻抗Z III set1， set =75 (1)采用全阻抗继电器 Z III set1= Z act （30 ） =75.61， set =75 （2）采用方向阻抗继电器 Z III set1 = )cos() 30(L set act Z ??-?=) 3075(61.75?-?COS =106.94
电动机的主要保护及计算 一、速断保护 1.速断高值： 动作电流高定值Isdg 计算。 按躲过电动机最大起动电流计算，即： Isdg=Krel ×Kst ×In In=Ie/nTA 式中 Krel ——可靠系数1.5； Kst ——电动机起动电流倍数（在6-8之间）； In ——电动机二次额定电流； Ie ——电动机一次额定电流； n TA —— 电流互感器变比。 2. 速断低值：按躲过区外出口短路时电动机最大反馈电流计算。厂用母线出口三相短路时，根据 以 往 实测，电动 机 反馈 电流 的 暂 态 值为 5.8 Isdd=Krel ×Kfb ×In=7.8In 式中 Krel ——可靠系数1.3； Kfb ——区外出口短路时最大反馈电流倍数，取Kfb=6。 3. 动作时间整定值计算。保护固有动作时间，动作时间整定值取： 速断动作时间: tsd=0s. 二、单相接地零序过电流保护（低压电动机） 1. 一次动作电流计算。有零序电流互感器TA0的电动机单相接地保护，一次三相电流平衡时，由 于三相电流产生的漏磁通不一致，于是在零序电流 2 互感器内产生磁不 平衡电流。根据在不同条件下的多次实测结果，磁不平衡电流值均小于0.005Ip(Ip 为平衡的三相相电流)，于是按躲过电动机起动时最大不平衡电流计算，低电压电动机单相接地保护动作电流可取： I0dz=(0.05-0.15)Ie 式中 I0dz ——单相接地零序过电流保护一次动作电流整定值； Ie ——电动机一次额定电流。 当电动机容量较大时可取： I0d z =(0.05-0.075)Ie 当电动机容量较小时可取： I0d z =(0.1-0.15)Ie
1.1 220KV 系统介绍 KV 220系统由水电站1W ，2W 和两个等值的KV 220系统1S 、2S 通过六条 KV 220线路构成一个整体。整个系统最大开机容量为MVA 29.1509，此时1W 、2W 水电厂所有机组、变压器均投入，1S 、2S 两个等值系统按最大容量发电，变压器均投入；最小开机容量位MVA 77,1007,此时1W 厂停MVA 302 机组，2W 厂停 MVA 5.77机组一台，1S 系统发电容量为MVA 300，2S 系统发电容量为MVA 240。 KV 220系统示意图如图1.1所示。 1.2 系统各元件主要参数 (1) 发电机参数如表1.1所示： 表1.1 发电机参数 电源 总容量（MVA ） 每台机额定功率 额定电压 额定功率 正序 图1.1 220kV 系统示意图
最大 最小 （MVA ） （kV ） 因数cos φ 电抗 W 1厂 295.29 235.29 235.29 15 0.85 0.35 2*30 11 0.83 0.25 W 2厂 310 232.5 4*77.5 13.8 0.84 0.3 S 1系统 476 300 115 0.5 S 2系统 428 240 115 0.5 对水电厂12 1.45X X =，对于等值系统12 1.22X X = (2) 变压器参数如表1.2所示： 表1.2 变压器参数 变电站 变压器容量（MVA ） 变比 短路电压（%） Ⅰ－Ⅱ Ⅰ－Ⅲ Ⅱ－Ⅲ A 变 20 220/35 10.5 B 变－1 240 220/15 12 B 变－2 60 220/11 12 C 变 3*120 220/115/35 17 10.5 6 D 变 4*90 220/11 12 E 变 2*120 220/115/35 17 10.5 6 (3) 输电线路参数 KM AB 60=，上端KM BC 250=，下端KM BC 230=，KM CD 185=， KM CE 30=，KM DE 170=；KM X X /41.021Ω==，103X X =，080=ΦL 。 (4) 互感器参数 所有电流互感器的变比为5/600，电压互感器的变比为100/220000。由动稳定计算结果，最大允许切除故障时间为S 2.0。 2 整定计算 2.1 发电机保护整定计算 2.1.1 纵联差动保护整定计算 （1）发电机一次额定电流的计算 式中 n P ——发电机额定容量； θ c o s ——发电机功率因数； n f U 1——发电机机端额定电压； （2）发电机二次额定电流的计算 式中 f L H n ——发电机机电流互感器变比； （3）差动电流启动定值cdqd I 的整定：
母线差动保护的整定计算 计算母差保护的主要工作量在于以下几个值的计算，计算方法如下： 1 比率差动元件的比率差动门坎按包括检修方式的各种运行方式下，母线发生各种类型短路的最小总短路电流(相电流)有足够灵敏度计算，灵敏度≥4，并尽可能躲过母线出线最大负荷电流。 比率差动门坎要整定得躲过母线出线最大负荷电流是为了防止CT断线时母线差动保护误动。 2低电压闭锁元件 以电流判据为主的差动元件，可以用电压闭锁元件来配合，提高保护整体的可靠性。复合电压闭锁包括母线线电压(相间电压)，母线三倍零序电压，和母线负序电压。其动作表达式为： 以上三个判据中的任何一个被满足，则该段母线的电压闭锁元件动作。 U set按母线对称故障有足够灵敏度整定，灵敏度≥1.5。且应在母线最低运行电压下不动作，而在故障切除后能可靠返回。一般取65%至70%U e。 U0set按母线不对称故障有足够灵敏度整定，灵敏度≥4。且应躲过母线正常运行时最大不平衡电压的零序分量。一般取6至10V。 U2set按母线不对称故障有足够灵敏度整定，灵敏度≥4。且应躲过母线正常运行时最大不平衡电压的负序分量。一般取4至8V。 1. 电流变化量起动值：按躲过正常负荷电流波动最大值整定，一般整定为0.2In，定值范围为0.1In～0.5In。 2. 零序起动电流：按躲过最大零序不平衡电流整定，定值范围为0.1In～0.5In。 3. 失灵保护零序定值：按躲过最大零序不平衡电流整定, 定值范围为0.1～20A。 4. 低功率因素角定值：整定值范围为45~ 90 ，整定步长为1度。 5. 低功率因素过流定值：表示线路有流，定值范围为0.1～20A 。 6. 负序过流定值：按躲过最大不平衡负序电流整定，定值范围为0.1～20A 。 7. 失灵跳本开关时间：失灵保护动作时，将以该时间定值跳开本开关。定值范围为0.01～20S，整定步长为0.01S。 8. 失灵动作时间：失灵保护动作时，将以该时间定值跳开相邻开关。定值范围为0.01～20S，整定步长为0.01S。
例3-1 在图3—48所示网络中，各线路均装有距离保护，试对其中保护1的相间短路保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段进行整定计算。已知线路AB 的最大负荷电流350max L =?I A,功率因数9.0cos =?，各线路每公里阻抗Ω=4.01Z /km ，阻抗角 70k =?，电动机的自起动系数1ss =K ,正常时母线最低工作电压min MA ?U 取等于110(9.0N N =U U kV )。 图3—48 网络接线图 解： 1.有关各元件阻抗值的计算 AB 线路的正序阻抗 Ω=?==12304.0L 1AB AB Z Z BC 线路的正序阻抗 Ω=?==24604.0L 1BC BC Z Z 变压器的等值阻抗 Ω=?=?= 1.445 .311151005.10100%2 T 2 T k T S U U Z 2．距离Ⅰ段的整定 (1)动作阻抗： Ω=?==2.101285.0rel 1.AB op Z K Z Ⅰ Ⅰ (2)动作时间：01=Ⅰ t s 3．距离Ⅱ段 (1)动作阻抗：按下列两个条件选择。 1)与相邻线路BC 的保护3(或保护5)的Ⅰ段配合 )(min b rel rel 1.op BC AB Z K K Z K Z ?+=Ⅰ ⅡⅡ 式中，取8.0,85.0rel rel ==Ⅱ ⅠK K ， min b ?K 为保护3的Ⅰ段末端发生短路时对保护
1而言的 图3-49 整定距离Ⅱ段时求min .jz K 的等值电路 最小分支系数，如图3-49所示，当保护3的Ⅰ段末端1d 点短路时， 分支系数计算式为 215.112)15.01(B A B B A 12b ???? ? ??++=+?++== X Z X Z Z X X Z X I I K AB BC BC AB 为了得出最小的分支系数min b ?K ,上式中A X 应取可能最小值，即A X 最小，而B X 应取最大可能值，而相邻双回线路应投入，因而 19.1215 .11301220min .b =??? ? ??++=K 于是 Ω=??+=''02.29)2485.019.112(8.01.dz Z 2)按躲开相邻变压器低压侧出口2d 点短路整定（在此认为变压器装有可保护变压器全部的差动保护，此原则为与该快速差动保护相配合）， )(T min .b rel 1.op Z K Z K Z AB ?+=Ⅱ Ⅱ 此处分支系数min b ?K 为在相邻变压器出口2k 点短路时对保护1的最小分支系数，由图3-53可见 Ω =?+==++=++== ?3.72)1.4407.212(7.007.2130122011.op max .B min .A 13min b ⅡZ X Z X I I K AB
高压电动机的保护一般有以下几种：速断保护、过负荷保护、起动时间过长保护、堵转保护、两段式负序过流保护、反时限负序过流保护、低电压保护、过电压保护、接地保护等。 电流速断保护反映的是电动机的定子绕组或引线的相间短路而动作。动作时限可整定为速断（无延时）或带较短的延时（一般为零点几秒）。其整定值应躲过电动机的起动电流。在电动机运行时任一相电流大于整定值，电流速断保护动作即动作于跳闸。 电动机起动时间这个参数一般是由电机厂家提供，然后设计人员根据厂家提供的电动机的几个参数来计算电动机的各个保护定值（一般计算定值需要由厂家提供以下几个参数：电动机的额定电流、额定功率、起动电流倍数、起动时间和铭牌上的其它参数等）。 起动时间过长保护的定值由设计给出，为一个电流定值，和一个动作于跳闸的延时时间。综保装置这样判断电动机是否为起动过程阶段：起动前电流为零，合上断路器后，电流瞬间增大，随着电动机转速的升高，电动机的电流逐渐减小，当电动机到额定转速后，电动机的电流也稳定在额定电流的附件（一般低于额定电流）。综保装置根据电流特征来判断电动机的状态。电动机的电流小于0.1倍的额定电流时，认为电动机处于停止状态。当从一个时刻t1（合上断路器那一时刻）开始，电动机电流从无到有，装置即认为电动机进入了起动状态。当电流由大变小，并稳定在t2时刻（额定电流附近），则认为电动机已经进入稳定运行状态。起动时间过长保护是在电动机起动过程中对电动机进行保护。而在电动机运行过程中，装置自动将起动时间过长保护退出。当在电动机起动过程中，任一相电流大于整定值，起动时间过长保护即经过延时而动作于跳闸相电流速断保护 1）速断动作电流高值Isdg Isdg = Kk / Ist 式中，Ist：电动机启动电流（A） Kk：可靠系数，可取Kk = 1.3 2）速断电流低值Isdd Isdd可取0.7~0.8Isdg，一般取0.7Isdg 3）速断动作时间tsd 当电动机回路用真空开关或少油开关做出口时，取tsd =0.06s，当电动机回路用FC做出口时，应适当延时以保证熔丝熔断早于速断保护。 4、电动机启动时间tqd 按电动机的实际启动时间并留有一定裕度整定，可取tqd =1.2倍实际启动时间。 修正：Isdg = Kk* Ist Pe=710KW，COS=0.8，CT：150/1A，零序：100/1A，启动时间按18S (CT变比要按照实际变比，有的二次侧可能是5A的，自己换算一下） 速断 躲过电机启动电流： Ie=710/(0.8×√3×6.3)=81.3A Izd=Kk×I_qd=(1.5×6×81.3)/150=4.9A
继电保护整定计算公式汇编 为进一步规范供电系统继电保护整定计算工作，提高保护的可靠性快速性、灵敏性，为此，将常用的继电保护整定计算公式汇编如下，仅供参考。有不当之处希指正： 一、电力变压器的保护： 1、瓦斯保护： 作为变压器内部故障（相间、匝间短路）的主保护，根据规定，800KV A以上的油浸变压器，均应装设瓦斯保护。 （1）重瓦斯动作流速：0.7～1.0m/s。 （2）轻瓦斯动作容积：S b＜1000KV A：200±10%cm3；S b在1000～15000KV A：250±10%cm3；S b在15000～100000KV A：300±10%cm3；S b＞100000KV A：350±10%cm3。 2、差动保护：作为变压器内部绕组、绝缘套管及引出线相间短路的主保护。包括平衡线圈I、II及差动线 圈。 3、电流速断保护整定计算公式： （1）动作电流：Idz=Kk×I(3)dmax2 仅供学习与参考
仅供学习与参考 继电器动作电流：u i d jx K dzj K K I K K I ???=2 max ) 3( 其中：K k —可靠系数，DL 型取1.2，GL 型取1.4 K jx —接线系数，接相上为1，相差上为√3 I (3)dmax2—变压器二次最大三相短路电流 K i —电流互感器变比 K u —变压器的变比 一般计算公式：按躲过变压器空载投运时的励磁涌流计算速断保护值，其公式为： i e jx K dzj K I K K I 1??= 其中：K k —可靠系数，取3～6。 K jx —接线系数，接相上为1，相差上为√3 I 1e —变压器一次侧额定电流 K i —电流互感器变比 （2）速断保护灵敏系数校验：
变压器差动保护整定计算 1. 比率差动 装置中的平衡系数的计算 1）．计算变压器各侧一次额定电流： n n n U S I 113= 式中n S 为变压器最大额定容量，n U 1为变压器计算侧额定电压。 2）．计算变压器各侧二次额定电流： LH n n n I I 12= 式中n I 1为变压器计算侧一次额定电流，LH n 为变压器计算侧TA 变比。 3）．计算变压器各侧平衡系数： b n n PH K I I K ?= -2min 2，其中)4,min(min 2max 2--=n n b I I K 式中n I 2为变压器计算侧二次额定电流，min 2-n I 为变压器各侧二次额定电流值中最小值，max 2-n I 为变压器各侧二次额定电流值中最大值。
平衡系数的计算方法即以变压器各侧中二次额定电流为最小的一侧为基准，其它侧依次放大。若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值大于4，则取放大倍数最大的一侧倍数为4，其它侧依次减小；若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值小于4，则取放大倍数最小的一侧倍数为1，其它侧依次放大。装置为了保证精度，所能接受的最小系数ph K 为，因此差动保护各侧电流平衡系数调整范围最大可达16倍。 差动各侧电流相位差的补偿 变压器各侧电流互感器采用星形接线，二次电流直接接入本装置。电流互感器各侧的极性都以母线侧为极性端。 变压器各侧TA 二次电流相位由软件调整，装置采用Δ->Y 变化调整差流平衡，这样可明确区分涌流和故障的特征，大大加快保护的动作速度。对于Yo/Δ-11的接线，其校正方法如下： Yo 侧： )0('I I I A A ? ??-= )0(' I I I B B ? ? ? -= )0('I I I C C ? ??-= Δ侧： 3/ )('c a a I I I ? ??-=
７ＵＴ６１变压器差动保护的整定计算原则 西门子差动保护继电器７ＵＴ６１是继承了７ＵＴ５１的保护原理、并在其第四代保护的软硬件平 台基础上发展起来的，因此原有的７ＵＴ５１的整定计算与保护运行经验对７ＵＴ６１的整定计算极 具参考价值。７ＵＴ６１的整定计算原则结合了自身的保护原理、并符合国家电力行业标准《大 型发电机变压器继电保护整定计算导则》ＤＬ／Ｔ ６８４－１９９９。 下图是７ＵＴ６１的差动保护原理图，保护原理如上所述。 作为典型的两卷变压器保护，７ＵＴ６１主要的整定计算项目有： １、 差动门槛值ＩＤＩＦＦ＞ ２、 比率制动特性曲线１的制动系数ｋ１和曲线１的基准点（曲线１的反向延长线与横坐标的交叉点） ３、 比率制动特性曲线２的制动系数ｋ２和曲线２的基准点（曲线２的反向延长线与横坐标的交叉点） ４、 差动速断定值ＩＤＩＦＦ＞＞ ５、 二次谐波制动 ６、 高次谐波制动 ７、 ＣＴ饱和附加制动 ８、 差动动作时间 一、 差动门槛值ＩＤＩＦＦ＞ 差动保护动作门槛值即最小保护动作电流，其整定原则为躲过变压器额定负载下的最大 不平衡电流（见导则）。 即 ＩＤＩＦＦ＞ ＝Ｋｒｅｌ＊（Ｋｅｒ＋△Ｕ）＊Ｉｅ 式（３－１） 式中：Ｉｅ为主变二次额定电流，整定时继电器定值选项中本身以Ｉｅ为单位 Ｋｒｅｌ为可靠系数，一般取１．３－１．５ Ｋｅｒ为主变各侧电流互感器的比误差，按照规程，一般可取０．０６ △Ｕ为变压器调压引起的误差，一般可取调压范围中偏离额定值的最大值（百分 值）。
按照此计算公式，得到的差动保护动作门槛值往往很小，导则中建议取 ０．３－－－０．５Ｉｅ 而最近江苏电网连续几次出现主变差动保护误动，且都是差动电流稍大于门槛值的情况。主要是在区外故障切除后电流有效值下降后在主变各侧的电流中仍存在较大的非周期分量及励磁涌流，而此时ＣＴ饱和制动及涌流制动都不一定有效。因此，最直接有效的方法就是再提高差动保护的门槛值。而实际上变压器本身的非电量保护是变压器本体故障的主要保护，原来老式的电磁型差动继电器的动作电流为１．３－－－１．５Ｉｅ，只要其接线正确，误动的情况很少；而换了很灵敏的微机保护之后，其误动的情况反而增加。因此，可以考虑进一步提高差动保护的门槛动作值至０．５－－－－０．８。 二、差动速断值ＩＤＩＦＦ＞＞ 差动速断保护本质上是纵差保护中的一个辅助保护，当内部故障电流很大时，防止由于电流互感器饱和引起纵差保护延迟动作。 差电流速断整定值应按躲过变压器初始最大励磁涌流或外部短路最大不平衡电流整定（见导则）。对于７ＵＴ６１来说，差动速断保护是不带任何闭锁和制动的，只要差动电流一达到速断定值，立即无条件跳闸，而其对于外部故障具有自动识别功能，且一般主变空载投入时的最大励磁涌流都要大于最大不平衡电流。因此，我们可以按照躲过主变空载投入时的最大励磁涌流来整定差电流速断定值： 即 ＩＤＩＦＦ》＝Ｋ＊Ｉｅ 式（３－２） 其中 Ｋ的大小视变压器容量和系统电抗大小，一般有 ６３００ＫＶＡ以下 ７－－－－１２ ６３００－－－３１５００ＫＶＡ ４．５－－－－７ ４００００－－－－１２００００ＫＶＡ ３－－－６ １２００００ＫＶＡ以上 ２－－－５ 容量越大，系统电抗越大，Ｋ取值越小 三、比率制动特性曲线１的制动系数ｋ１及曲线１的基准点 比率制动特性曲线１是过原点的直线，主要考虑在负荷状态下及区外故障时ＣＴ未达到饱和状态时的ＣＴ误差，此时ＣＴ误差基本与穿越电流大小成比例。 按照导则可按下式整定Ｋ１，即： Ｋ１＝Ｋｒｅｌ（Ｋａｐ＊Ｋｃｃ＊Ｋｅｒ＋△Ｕ） 式（３－３） 但是考虑到７ＵＴ６１的制动电流为两侧电流的绝对和，而非绝对和的一半，因此可按下式整定： Ｋ１＝Ｋｒｅｌ（Ｋａｐ＊Ｋｃｃ＊Ｋｅｒ＋△Ｕ）／２ 式（３－４） 其中： Ｋｒｅｌ、△Ｕ、Ｋｅｒ 同式（３－１），但Ｋｅｒ应比式（３－１）中大，可取０．１ Ｋａｐ为非周期分量系数，可取１．５—２．０ Ｋｃｃ为ＣＴ的同型系数，可取１．０ 一般Ｋ１取０．２５—０．５左右。如果采用两段式比率制动特性，Ｋ１可取小一点，而采用一段式比率制动特性时，可相对取大一点。 由于差动保护本身极其灵敏，一般都能满足灵敏系数高于２的要求 曲线１的基准点一般设置为零点。 四、比率制动特性曲线２的斜率Ｋ２及曲线２的基准点 含两段比率制动特性的差动保护由于其原理的先进性及灵活性，正越来越多的被其他国
段式电流保护的整定及 计算 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-
2三段式电流保护的整定计算1、瞬时电流速断保护整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流整定计算公式： 式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取～。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验： 式中： X1——线路的单位阻抗，一般Ω/KM；
Xsmax —— 系统 最大 短路 阻 抗。 要求 最小 保护 范围 不得 低于 15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护 整定计算原则：不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故： 式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取～； △t——时限级差，一般取；灵敏度校验： 规程要求：3、定时限过电流保护定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备以及相邻线路或元件的远后备。动作电流按躲过最大负荷电流整定。 式中： KⅢrel——可靠系数，一般取～； Krel——电流继电器返回系数，一般取～；
Kss——电动机自起动系 数，一般取～；动作时间 按阶梯原则递推。 灵敏度分别按近后备和远 后备进行计算。 式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短 路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电 流。 要求：作近后备使用时，Ksen≥～ 作远后备使用时，Ksen≥注意：作近后备使用时，灵敏系数校验点取本条线路最末端；作远后备使用时，灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端； 4、三段式电流保护整定计算实例 如图所示单侧电源放射状网络，AB和BC均设有三段式电流保护。已知：1）线路AB长20km，线路BC长30km，线路电抗每公里欧姆；2)变电所B、C中变压器连接组别为Y，d11，且在变压器上装设差动保护；3）线路AB的最大传输功率为，功率因数，自起动系数取；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗欧，系统最小电抗欧。试对AB线路的保护进行整定计算并校验其灵敏度。 解：（1）短路电流计算注意：短路电流计算值要注意归算至保护安装处电压等级，否则会出现错误；双侧甚至多侧电源网络中，应取流经保护的短路电流值；在有限系统中，短路电流数值会随时间衰减，整定计算及灵敏度校验时，精确计算应取相应时间处的短路电流数值。 B母线短路三相、两相最大和最小短路电流为： =1590（A）
高压电动机负序电流保护的整定计算的探讨 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
高压电动机负序电流保护整定计算方法的探讨 摘要随着电力系统自动化程度的不断提高，电机大量采用综保装置, 其保护功能较原电磁型电动机保护增强、增多了许多。本文将通过对电动机负序电流产生原因和对保护的影响进行分析，对高压电动机综合保护的定值整定方法进行了探讨。经过多年的运行实践, 证实了按介绍的方法进行整定比较合理，保护都能正确动作。 关键词电动机负序电流定值计算 1、电动机负序电流产生的原因 由于综合保护采用了负序电流来实现断相等保护功能，在保护的整定计算中必须考虑以下因素：外部不对称故障产生的负序电流对保护的影响；母线电压不平衡产生的负序电流对保护的影响；CT断线的影响；不对称短路故障对速断保护灵敏度的影响。 电网参数不对称 电网参数不对称包括正常运行时的电源电压不平衡和外部不对称短路产生的不对称电压。这2种情况下都会产生负序电流。 a．正常运行时不平衡电压产生的负序电流
设正常运行时不平衡电压所产生的负序电压为U 2，此时电动机回路的负序电流为： N ST N sc N sc U U I U U Z U Z U Z U I 22222_?=?=≈= 式中：I st 为电动机额定电压下的启动电流；Z －为负序阻抗；Z SC 为启动阻抗；U N 为电动机的额定电压。 由式（1）可知，由于电动机的启动电流I st 可达额定电流的5～8倍，因此，只要有很小的负序电压存在，也会产生较大的负序电流。 例如，设U 2＝0．05 U N ，由于I st ＝5～8I N ，代入式（1）可得： I 2＝（5～8）I N （0．05U N ／U N ）＝（0．25～0．4）I N 即只要存在额定电压5％的负序电压，将会在电动机中产生达25％～40％额定电流的负序电流。 b ．外部不对称短路产生的负序电流 如果在电动机所属高压母线上或靠母线很近的其它设备上发生两相短路，将在非故障的电动机回路上产生很大的负序电流。 设在电动机所在高压母线上发生BC 相短路。忽略系统阻抗的影响，这时 U a =E 1,U b =U c =-E 1/2
10kV配电线路微机保护的整定计算 10kV配电线路结构特点是一致性差，如有的为用户专线，只接带一、二个用户，类似于输电线路;有的呈放射状，几十台甚至上百台变压器T接于同一条线路的各个分支上;有的线路短到几百m，有的线路长到几十km;有的线路由35kV变电所出线，有的线路由110kV 变电所出线;有的线路上的配电变压器很小，最大不过100kVA，有的线路上却有上万kVA 的变压器;有的线路属于最末级保护，有的线路上设有开关站或有用户变电所等。 对于输电线路，由于其比较规范，一般无T接负荷，至多有一、二个集中负荷的T接点。因此，利用规范的保护整定计算方法，各种情况均可一一计算，一般均可满足要求。对于配电线路，由于以上所述的特点，整定计算时需做一些具体的特殊的考虑，以满足保护"四性"的要求。 10kV配电线路微机保护，一般采用电流速断、过电流、重合闸、过流加速段、过负荷报警等构成。下面将分别从这几点展开讨论。 1 电流速断保护： 由于10kV线路一般为保护的最末级，或最末级用户变电所保护的上一级保护。所以，在整定计算中，定值计算偏重灵敏性，对有用户变电所的线路，选择性靠重合闸来保证。 ①电流定值按躲过线路上配电变压器二次侧最大短路电流整定。 实际计算时，可按距保护安装处较近的线路最大变压器低压侧故障整定，或直接把最大变压器置于线路首端计算其二次侧最大短路电流。 在进行10kV线路短路计算时，不可以简单认为线路每公里阻抗为0.4Ω/公里，因为10kV线路大部分是由LGJ-210及以下导线构成，电阻值与电抗值之比均大于0.3，LGJ-70及以下导线电阻值均已超过电抗值，所以线路电阻不能再忽略，需采用公式 。电阻R的计算需每种型号导线电阻的相加，可以借助Excel表格来计算 由于电网的不断变化，最大配变容量可比实际最大配变大一些，比如实际最大配变为1000kVA，最大配变容量可根据配电地区经济发展态势选择为1250kVA或1600kVA。
百度文库- 让每个人平等地提升自我 1、发电机差动保护整定计算 （1）最小动作电流的选取 =～I gn/n a式中：I gn——发电机额定电流 n a——电流互感器变比 0.2 * 10190 取=（～） I gn/n a= = 12000/ 5 本保护选择 =1A （2）制动特性拐点的选择 当定子电流等于或小于额定电流时，差动保护不必具有制动特 性，因此，拐点 1 电流选择大于发电机额定电流，本保护选拐 点 1 为 5A。拐点 2 电流选择 CT开始饱和时的电流，本保护选 拐点 2 值为 40A。 （3）制动系数的选取 按照外部短路电流下，差动保护不误动来整定。 =K rel *K ap*K cc*K er 式中： K rel——可靠系数，取～ K ap——非周期分量系数，取～ 2 K cc——互感器同型系数，取 K er ——互感器变比误差系数，取 取各系数最大值，则 =*2**= 考虑到电流互感器的饱和或其暂态特性畸变的影响，为安全起 见，宜适当提高制动系数值，取K1=30%，根据厂家说明书K2推荐值为 80%-100%，本保护取 K2=80%。
原保护为单斜率，定值为K1=30%。 保护动作于全停，启动快切，启动断路器失灵。 2、主变差动及速断保护整定计算 （1）最小动作电流的选取 按躲过变压器额定负载时的不平衡电流来整定。 =K rel (K er +△U+△m)I n/n a式中： I n——变压器额定电流 n a——电流互感器变比 K rel——可靠系数，取～ K er——电流互感器的变比误差， 10P型取 *2 ，5P 型和 TP型取 *2 △U——变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值（百分值） △m——由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，初设时取 在工程实用整定计算中可选取 =（～）I n/n a，一般工程宜采用不 0.4 * 882.7 小于 I n/n a。取 =n a== 本保护选取 = （2）制动特性拐点的选择 拐点 1 定值要求大于强迫冷循环情况下的额定电流，小于紧急 情况下的过负荷电流，本保护取5A。拐点 2 电流选择 CT开始饱和时的电流，本保护选拐点 2 值为 40A。 （3）制动系数的选取 按区外短路故障，差动保护不误动来整定。
如下图所示网络中采用三段式相间距离保护为相间短路保护。已知线路每公里阻抗Z 1=km /Ω，线路阻抗角?=651?，线路AB 及线路BC 的最大负荷 电流I m ax .L =400A ，功率因数cos ?=。K I rel =K ∏rel =，K I ∏ rel =，K ss =2，K res =，电源 电动势E=115kV ，系统阻抗为X max .sA =10Ω，X min .sA =8Ω，X max .sB =30Ω，X min .sB =15Ω；变压器采用能保护整个变压器的无时限纵差保护；t ?=。归算至115kV 的变压器阻抗为Ω，其余参数如图所示。当各距离保护测量元件均采用方向阻抗继电器时，求距离保护1的I ∏∏I 、、段的一次动作阻抗及整定时限，并校 验I ∏∏、段灵敏度。（要求∏sen ≥；作为本线路的近后备保护时，I ∏sen ≥；作为相邻下一线路远后备时，I ∏sen ≥） 解：（1）距离保护1第I 段的整定。 1） 整定阻抗。 11.Z L K Z B A rel set -I I ==Ω=??6.94.0308.0 2)动作时间：s t 01=I 。 （2）距离保护1第∏段的整定。 1）整定阻抗：保护1 的相邻元件为BC 线和并联运行的两台变压器，所以 ∏段整定阻抗按下列两个条件选择。
a ）与保护3的第I 段配合。 I -∏∏+=3.min .11.(set b B A rel set Z K Z L K Z ） 其中， Ω=??==-I I 16.124.0388.013.Z L K Z C B rel set ； min .b K 为保护3 的I 段末端发生短路时对保护1而言的最小分支系数（见图 4-15）。 当保护3的I 段末端K 1点短路时，分支系数为sB AB sB sA b X X X X I I K ++==12 （4-3） 分析式（4-3）可看出，为了得出最小分支系数，式中SA X 应取最小值min .SA X ；而SB X 应取最大值max .SB X 。因而 max .min .min .1sB AB sA b X Z X K ++ ==1+30 30 4.08?+= 则 Ω=?+??=∏ 817.25)16.12667.14.030(8.01.set Z b ）与母线B 上所连接的降压变压器的无时限纵差保护相配合，变压器保护范围直至低压母线E 上。由于两台变压器并列运行，所以将两台变压器作为一个整体考虑，分支系数的计算方法和结果同a ）。 ?? ? ??+=-∏∏2min .1t b B A rel set Z K Z L K Z =Ω=? +??078.66)27.84667.14.030(8.0 为了保证选择性，选a ）和b ）的较小值。所以保护1第 ∏段动作阻抗为