主变压器整定计算原则(详解)

变压器保护整定计算
变压器是电力系统中重要的电力设备之一，承担着电能的传输和分配
任务。

为了保护变压器的安全运行，需要进行变压器保护整定计算。

下面
将介绍变压器保护整定计算的基本原理和步骤。

1.确定变压器运行参数：首先需要确定变压器的额定容量、额定电压、额定电流以及变压器的供电频率等基本运行参数。

2.确定保护器件类型：根据变压器的类型和工作条件，选择合适的保
护器件，如不平衡电流保护、差动保护、过电流保护等。

3.计算可靠动作时间：根据变压器的额定电压和额定电流，结合保护
器件的特性，计算可靠动作时间。

可靠动作时间是指保护装置可以快速准
确地对发生故障的变压器进行保护动作的时间。

4.计算故障电流：根据保护装置的额定电流和保护装置容差，计算故
障电流，以便根据实际故障情况进行保护整定。

5.计算保护设置值：根据变压器的额定容量和额定电流，结合保护装
置的特性，计算保护的整定设置值。

保护的整定设置值是指根据变压器的
实际工作情况和保护装置的特性，确定保护装置的触发值。

6.调试和测试：根据计算得到的保护设置值，对保护装置进行调试和
测试，验证其可靠性和准确性。

通过对保护装置的调试和测试，可以及时
发现和排除潜在问题，确保保护装置的正常工作。

以上是变压器保护整定计算的基本步骤，整定计算的目的是为了保护
变压器设备的安全运行，避免因故障或异常情况而引起的设备损坏和电力
系统的故障。

在进行变压器保护整定计算时，需要充分考虑变压器的实际
工作情况和保护装置的特性，保证保护装置能够快速准确地对变压器进行保护，并提高系统的可靠性和安全性。

第1章整定计算的基本原则1.1 概述继电保护要达到消灭事故，保证电力系统安全稳定运行的目的，需要做多方面的工作。

其中包括设计、安装、整定、调试，以及运行维护等一系列环节；整定计算是其中的一部分工作，而且是极重要的一部分工作。

整定计算是对具体的电力系统，进行分析计算，整定，以确定保护配置方式，保证选型，整定值和运行使用的要求。

它的重要性在于：①在设计保护时，必须经过整定计算的检验来确定保护方式及选定。

②在电力系统运行中，整定计算要确定各种保护的定值和使用方式，并及时协调保护与电力系统运行方式的配合，以达到正确发挥保护作用的目的。

③无论是设计还是运行，保护方式都与一次系统接线和运行方式有密切关系。

在多数情况下是涉及全局性的问题，要综合平衡，做出决断。

1．电力系统运行整定计算的基本任务①编制系统保护整定方案，包括给出保护的定值与使用方式，对不满足系统要求的（如灵敏性，速动性等）保护方式，提出改进方案；②根据整定方案，编制系统保护运行规程；处理日常的保护问题；③进行系统保护的动作统计与分析，做出专题分析报告；④协调继电保护定值分级管理；⑤参加系统发展保护设计的审核；⑥对短路计算有关系统参数的管理。

2．电力系统运行整定计算的特点和要求：①整定计算要决定保护的配置与使用，它直接关系到保证系统安全和对重要用户连续供电的问题，同时又和电网的经济指标，运行调度，调试维护等多方面工作有密切关系，因此要求有全面的观点。

②对于继电保护的技术要求，选择性、速动性、灵敏性、可靠性，要全面考虑，在某些情况下，“四性”的要求会有矛盾，不能兼顾，应有所侧重；如片面强调某一项要求时，都会使保护复杂化，影响经济指标及不利于运行维护等弊病。

③整定保护定值时，要注意相邻上下级各保护间的配合关系，不但在正常方式下考虑，而且方式改变时也要考虑，特别是采取临时性的改变措施更要慎重，要安全可靠。

④系统保护的运行管理，有连续性的特点。

每一个保护定值和使用方式，都是针对某种运行要求而决定的。

变压器综合保护整定原则1 主变主保护:按变压器内部故障能快速切除，对区外故障可靠不误动的原则整定。

瓦斯保护：(1)、轻瓦斯按250CM3整定，保护动作后只发信号。

重瓦斯保护按油流速 1 米／秒整定，跳高低两侧开关。

(2)、压力释放，跳高低两侧开关。

(3)、上层油温85 0C报警.差动保护：(4)、BCH-2 常规型差动保护按躲过最严重外部故障的最大不平衡电流,变压器空投时的最大励磁涌流及电流互感器饱和等因素计算，跳高低两侧开关。

(5)、变压器保护一般配置微机型比率差动保护，且应具有二次谐波制动功能，以防止变压器空投或者故障切除后恢复电压造成变压器励磁涌流过大造成保护误动。

a、一般制动系数为0.15-0.2之间，本局一般取0.15或者更小0.1，减小误动率。

b、差动门槛值整定按躲变压器最大负荷情况下的最大不平衡电流计算，一般整定为(1.25 ～ 5.0A)，按厂家建议取1.5A。

c、比率制动系数一般按厂家推荐取0.5。

d、制动电流按厂家推荐一般取1A，突变量启动电流一般为1A，还需考虑装置的具体性能。

差动保护动作跳高低两侧开关。

(6)、微机型差动速断定值按躲过最严重外部故障的最大不平衡电流,变压器空投时的最大励磁涌流及电流互感器饱和等因素计算，一般励磁涌流取6-10Ie (Ie为变压器额定电流，下同)，保证本侧故障有灵敏度情况下适当提高定值，整定约为主变后备保护(1)、复合电压闭锁过电流保护。

电流元件一般安装在电源侧，电流定值按主变35kV侧额定电流整定(若受CT 变比限制，且近期负荷电流较小，可按CT 一次额定电流整定)；低电压闭锁元件定值一般取躲正常运行时最低运行电压整定，且应校验其动作定值在保护安装处有灵敏度整定，灵敏度要大于测量元件灵敏度，电压取自线电压；负序电压闭锁元件定值按躲正常运行时最大不平衡电压整定对设置有两时限跳闸的后备保护，对单台运行，第一时限跳低压侧，第二时限跳主变高压侧；对两台并列运行变压器，第一时限跳主变低压侧10kV母分，第二时限跳主变高压侧。

主变压器保护整定计算1 主变压器保护1.1 保护配置本文所述变压器，容量在10MV A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SF9－25000kV A，35/6.3kV，Yn/D11接线，U k=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a 35kV侧CT一次额定电流I n=600A(二次额定电流I n2=5A)6.3kV侧CT一次额定电流I’n＝3000A(二次额定电流I，‘n2＝5A)b 基本电流I b＝412.4AI’b＝2291Ac 额定初级线电压U np＝35kV额定初级相电压 V np ＝35kV/3 d 额定次级线电压 U ns ＝100V次级零序电压 U nso ＝100/3V e 变压器额定容量 S ＝25MV A f 绕组1额定电压 U n1＝35kV g 绕组2额定电压 U n2＝6.3kV h 绕组1额定电流 I n1＝412.4A i 绕组2额定电流 I n2＝2291A 1.3.2 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 A35kV 6.3kV 1 一、二次侧额定电流I b ，I 'b412.4 2291 2 变压器接线方式 Y∆－113 CT 二次接线方式 Y Y4 CT 一次电流计算值 412.4 22915 CT 一次侧额定值In ，I 'n600 3000 6 CT 变比 120 600 7CT 二次回路额定电流3.437 3.818选用施耐德保护装置T87 a 动作电流I ds 设定 最小动作电流I ds ＝k(2f+∆U+∆m)I n =1.2⨯(2⨯0.1+0.1+0.05)⨯412.4=173.2A=0.29I n考虑返回/动作比(90±5)%，I ds =0.29In/0.85=0.34I n 取I ds =40%In ＝240A (设定范围30%-100%I n )b 计算I d /I t外部短路时出现的最大不平衡电流：I diff ＝(k st k a f+∆U+∆m)I s =(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：()3974max ==xadjusted tx I IA所以，I d/I t=1391/3974=35%。

主变保护a.差电流速断保护差电流速断保护的动作电流应按避过变压器空载投入时的励磁涌流和内部故障时的最大不平衡电流来整定。

根据实际经验一般取：Isd =（4～12）Inb/ni （1）式中 Isd －保护装置差动速断定值；Inb －变压器的额定电流（高压侧）；ni －电流互感器变化。

b ．差动保护（1）谐波制动化：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，三相差动保护均被闭锁。

（2）最小动作电流Icd应大于额定负载时的不平衡电流，即Icd =Kk （Ktxfwc+ΔU+Δfpn ）Inb/ni （2）式中 Inb 、ni 同（1）式；Kk —可靠系数，取（1.3～1.5）;ΔU —变压器相对于额定电压抽头向上(或下)电压调整范围，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Ktx=0.5，不同时 取Ktx=1；fwc —电流互感器的允许误差：取fwc=0.1；Δfpn —电流互感器的变化（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）Inb/ni （3）（3）制动特性拐点Isl = Inb ／ni （4）Is2 = (1～1.2)Inb ／ni （5）Isl 、Is2可整定为同一点。

（4）最大制动系数K1、K2K1、K2 = Kk （Δfpn+ΔU+0.1）式中符号同（2）式。

K1、K2可整定为相同值，也可整定为：K1 = 1.3（Δfpn+ΔU+0.1） （6）K2 = 1.5（Δfpn+ΔU+0.1） （7）（5）电流调整率的整定计算中压侧调整率= （8） 式中 Unm —中压侧额定电压；Unh —高压侧额定电压；nLHh —高压侧电流互感器变化；nLHm —中压侧电流互感器变化；低压侧整率= ×√3 （注：该调整率不应大于1.99） （9） 式中ULHh 同（8）式UnL —低压侧额定电压；nLHh 同（8）式；Unm*nLHm Unh.*nLHhUnl.nLHL Unh.nLHhnLHL —低压器电流互感受器变化；电流调整率一般不应大于2。

精心整理110kV 变压器整定计算方案差动保护整定原则：1. 差动速断电流：应按躲过变压器初始励磁涌流整定，推荐值如下：6300kVA 及以下变压器：7-12Ie6300-31500kVA 变压器：4.5-7Ie40000-120000kVA 变压器：3-6Ie120000kVA 及以上变压器：2-5Ie2. 差动动作电流：0.3~0.5Ie3.低）4. 5. TA 6. 7. 8. 若整定1. 2. 后备保护1. a k f k K =1.2-1.3zqd K =1.0-1.2f K 电磁型取0.85，微机型取0.95b 不经复压闭锁：考虑躲备自投动作后变压器可能的最大负荷电流：IL=k K ×zqd K ×IHe ／f K ×Nctk K =1.2-1.3f K 电磁型取0.85，微机型取0.95校验小方式10kV 母线故障Klm=NctI I H ⨯min .2）（，要求lm K ≥1.5 注：不经复压闭锁110kV 过电流定值考虑躲备自投动作后变压器可能的最大负荷电流。

若该定值在变压器低压侧故障灵敏系数＜1.5时，一般按保证灵敏系数原则整定。

整定方案：a 高压侧为内桥接线的变电站，主变高后备过电流保护一般应考虑设置一段一时限跳各侧,与中低压侧后备保护配合。

(待论证)b 对于高压侧为单母线、单母线分段（含带旁路）及双母线接线，并具有独立的高压侧断路器的主变高后备保护一般应考虑设置一段一时限跳各侧。

跳闸时限应与主变中、低压侧后备保护动作时限配合。

2. 110kV 中性点零序过流保护（两段式）a b 3. a 中性点间隙过流：一次值100A零序过电压：二次值150V-180V时间：T1=TL+△t 切小电源TL 为线路保全线段时限T2=T1+△t 切各侧b变压器中性点绝缘等级为44kV 及以下变压器，且中、低压侧没有地方电源接入时：中性点间隙过流：一次值100A零序过电压：二次值150V-180V时间：应躲过相关110kV 线路后备保护距离Ⅲ段及零序Ⅳ段动作时间，切各侧。

变压器保护整定计算变压器是电力系统中常见的电力装置，用于将输入电压变换为输出电压的设备。

为了确保变压器的安全运行和保护设备以及网络的安全，需要对变压器进行保护整定计算。

过载是指变压器在一段时间内超过其额定容量工作的情况，长时间的过载会导致变压器内部温度升高，进而导致变压器绝缘老化甚至烧毁。

因此，过载保护是变压器保护中最常见和重要的保护之一过载保护的整定计算需要根据变压器的额定容量、温度上升限值、热时间常数以及运行条件等参数来确定。

1.额定容量：变压器的额定容量是指变压器在标准条件下可连续运行的功率容量。

2.温度上升限值：变压器内部各部件的温度上升限值是根据绝缘材料的耐热性和使用寿命确定的。

一般情况下，变压器的卷筒温度上升限值为55℃，油温上升限值为70℃。

3.热时间常数：热时间常数是指变压器从额定负荷到温度上升限值所需的时间。

一般情况下，变压器的热时间常数为8-10小时。

根据以上参数，可以使用下面的计算公式来确定过载保护的整定值：I=S/(1.73*U)其中I为额定电流，单位为安培；S为变压器的额定容量，单位为千伏安；U为变压器的额定电压，单位为伏特。

整定值一般为额定电流的1.2-1.3倍。

短路故障是指变压器中发生的高电流故障，通常由电气设备的故障或电力系统故障引起。

短路故障会导致变压器的绕组过热、绝缘损坏甚至引发火灾，因此，短路保护也是变压器保护中必不可少的一项。

短路保护的整定计算需要考虑变压器的相对短路能力、保护设备的动作特性和整定电流等参数。

1.相对短路能力：相对短路能力是指变压器在短路故障时所能承受的电流短时值，单位为千安。

根据电力系统的设计和安全要求，变压器的相对短路能力应大于或等于系统故障电流。

2.动作特性：短路保护装置的动作特性包括熔断器的熔断时间、熔断曲线以及保护继电器的时间-电流特性等。

根据系统的要求和对保护的灵敏度和可靠性的要求，可以选取不同的保护装置。

3.整定电流：整定电流是指保护装置的动作电流，也是选择熔断器额定电流和继电器动作特性的参考值。