电动机差动保护及差动速断保护的整定计算

一. 主设备保护整定计算：1.发电机保护#1及#2发电机额定参数：发电机保护装置：DGT-801I e2=I e /1500=1031/1500=0.687A 1.1 发电机纵联差动保护： a.差动电流门槛I d0：I d0=0.3×I e2=0.3×0.687=0.206A 取0.21A. b.比例制动系数整定 K1=0.5c.拐点电流整定 拐点电流：I r1=0.5×Ie=0.5×0.687=0.343A 取0.34Ad.差动速断I sd =3.5×Ie=3.5×0.687=2.404A 取2.4A 差动速断灵敏度校验：I dmin 2为0S 两相短路电流。

发电机纵差保护定值单：1.2 发电机定子接地保护a．零序电压定值按躲过正常运行时的最大不平衡电压整定，若零序电压保护跳闸投入，当发生单相接地时保护跳闸，否则仅发告警信号。

Uzd =KK×3U3U为正常运行时的最大不平衡电压KK为可靠系数取1.2正常运行时开口三角3U在10~15V左右，但因PT特性不同，差距变大，可以现场实际测量定夺。

方法：先不投零序电压保护跳闸，机组投运后实测出3U，再输入定值。

延时可取t=9S。

发电机定子接地护定值单：1.3 发电机复合电压过流保护 a ．低电压整定按躲过发电机正常运行时可能出线的最低电压来整定 U L =0.7×Ue=0.7×100=70V b ．负序电压整定按躲过发电机正常运行机端最大负序电压。

通常取发电机额定电压的8%～10%。

U 2g =0.08×Ue=0.08×100=8V c ．发电机过流整定 Ig=r K K K ×Ie=687.095.02.1⨯=0.867A 取0.87A K K -可靠系数，取1.2～1.5；本次取1.2 K r -返回系数，取0.85～0.95；本次取0.95 时间t=0.5SK LM =46.3150087.04524I I ds 2dmin =⨯=2.1≥ 满足要求I dmin 2为1S 两相短路电流。

高压电动机保护计算说明
1、过流Ⅰ段保护（速断保护高值）：为电动机短路提供保护，按躲过电动机最大启动电流整定，取电动机额定电流的10.5倍。

2、过流Ⅱ段保护（速断保护低值）：电动机启动完毕后投入，过流I段定值的0.7倍。

3、过流Ⅲ段保护（堵转保护定值）：按电动机允许堵转电流整定，取1.5倍电动机额定电流、30秒整定。

4、负序过流I段（负序过流保护）：对电动机反相断相、匝间短路以及较严重的电压不对称等异常运行工况提供保护，取电动机额定电流的0.8倍。

5、过负荷保护：按躲过电动机额定电流下可靠返回条件整定。

6、过热保护：按电动机过负荷能力曲线整定，并躲过电动机的启动电流。

7、零序过流保护：按躲过正常运行中可能出现的最大零序电流整定，取20A。

8、低电压保护：重要负荷45V、9秒跳闸，不重要负荷65V、0.5秒跳闸。

9、差动速断电流：按躲过电动机起动瞬间最大不平衡电流条件整定，取4倍的电动机额定电流。

10、差动电流启动值：按躲过电动机正常运行时差动回路最大不平衡差流整定，取0.3倍的电动机额定电流。

11、比例制动系数：按躲过电动机最大起动电流下差动回路不平衡电流整定。

取0.5。

电动机综合保护整定原则1、差动电流速断保护按躲过电动机空载投入时最大暂态电流引起的不平衡电流最大外部以及短路时的不平衡电流整定整定一般取：I dz=KI e/n式中：I dz：差电流速断的动作电流I e：电动机的额定电流K：一般取8~102、纵差保护1）纵差保护最小动作电流的整定最小动作电流应大于电动机启动过程中时的不平衡电流I dz.min=K KΔmI e/n式中：I e：电动机的额定电流n：电流互感器的变比K K：可靠系数，取3~4Δm：由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，一般取0.1在工程实用整定计算中可选取I dz.min=（0.3~0.6）I e/n。

2）比率制动系数K 按最大外部短路电流下差动保护不误动的条件，计算最大制动系数K =K K K fzq K tx K c式中：K tx：电流互感器的同型系数，K tx=0.5K K：可靠系数，取2~3K c：电流互感器的比误差，取0.1K fzq：非周期分量系数，取1.5~2.0计算值K max=0.3，但考虑电流互感器的饱和和暂态特性畸变的影响，在工程实用整定计算中可选取K=0.3~0.63、电流速断保护整定原则：躲过电动机启动时的产生的最大电流，但在正常运行中又要有足够的灵敏度；1）Izd = K K.IstartK为可靠系数,一般地Kk=1.3Istart为电动机启动的最大电流，该电流值可以通过启动电机时记录保护中记录的最大电流取得；或根据动机标称启动电流得到；2）若Istart不好确定时，可根据下面推荐进行计算Istart；单鼠笼: Istart=(6~7)Ie双鼠笼: Istart=(4~5)Ie绕线式: Istart=(3~4)IeIdz=K*Izd 电动机启动过程中K=1，启动结束后K=0.5；即当电动机启动完成后速断定值自动降低为原定值的50％。

可有效地防止启动过程中因启动电流过大引起的误动，同时还能保证正常运行中保护有较高的灵敏性。

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～ 2K 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。

差动保护（DCAP3040、DCAP3041）定值整定说明说明：三圈变的整定计算原理与二圈变的整定计算原理相同，现以三圈变为例来说明差动保护的整定计算。

1、计算变压器各侧额定一次电流n n n U S i 3/=式中 S n —变压器额定容量（kV A ）（注意：与各侧功率分配无关）U n —该侧额定电压（kV ）2、计算变压器各侧额定二次电流ln /n i K I n jx n ⋅='式中 K jx —该侧CT 接线系数（二次三角形接线K jx =3，星形接线K jx =1）n ln —该侧CT 变比3、计算平衡系数设变压器三侧的平衡系数分别为Kh 、Km 和Kl ，则：（a ）降压变压器：选取高压侧（主电源侧）为基本侧，平衡系数为''=''==nlnh nm nh m h I I K I I K K //11（b ）升压变压器：选取低压侧（主电源侧）为基本侧，平衡系数为1//1=''=''=K I I K I I K nm nl m nhnl h4、保护内部计算用变压器各侧额定二次电流经平衡折算后，保护内部计算用变压器各侧二次电流分别为'='='=ll m m m h h I K I I K I Ih K I 1保护内部计算用各侧额定二次电流分别为：对降压变压器： '='='='='='=nhnl l nl nh nm m nm nhnh h nh I I K I I I K I I I K I对升压变压器： '='='='='='=nlnl l nl nl nm m nm nlnh h nh I I K I I I K I I I K I可见经平衡折算后I nh =I nm =I nl ,即保护内部计算用变压器各侧额定二次电流完全相等，都等于所选的基本侧的额定二次电流。

说明：1、绿色部分为帮助文件中增加的说明（还不完善需补充），斜体部分为编程说明，阴影部分为填入定值单的计算结果，黑颜色字体部分定值计算及整定书中显示, 阴影部分、手动输入部分、灵敏度、可靠系数、整定原则代号存入整定计算数据库2、上下文用词不太统一，需再修改3、继电器返回系数应在二次整定公式中出现，为使一、二次定值转换公式统一，将其调整在一次公式内4、接线系数统一放在一、二次定值转换公式内一、电机保护1、差动保护当电机容量大于2000KW时，对于中性点侧有引出线的电动机，应采用差动保护1.1、整定原则1：考虑二次回路断线时不致误动第一步：输入CT参数CT一次额定电流，CT二次额定电流，CT接线方式（星型，三角型）第二步：保护计算Idz=Kk*IeIdz.j=Idz*Kjx/n LH （1）Idz.p=Idz.j/In 或Idz.p=Idz.j/Ie（2）Kk：可靠系数，BCH-2型继电器去1.3，DL-11型继电器取1.5-2Ie：电动机额定电流（取自OTI设备参数）n LH：CT变比= CT一次额定电流/CT二次额定电流Kjx：二次接线系数，星型接线取1，三角星接线取1.732In：CT二次额定电流Idz：一次动作电流Idz.j：二次动作电流Idz.p：继电器动作电流倍数Idz.j取**Idz.p取**计算实际Kk按照Idz.j或Idz.p（如果有Idz.p，则按照它计算，如果没有则按照Idz.j）反算出Kk，如果Kk大于、等于规定值（1.3或1.5），则通过，如果小于则发出警告（Kk<**，是否调整Idz.j或Idz.p，否则进行下一步计算，是则调整Idz.j或Idz.p）第三步：灵敏度校验按照电动机内部发生两相不短路时，灵敏度大于2校验Klm=0.866* Id.min / IdzId.min：电动机内部三相短路电流最小值第四步：时限整定差动动作时限：范围注：DL-11型继电器躲不过电动机启动时的短时非周期分量电流，故保护要求带0.1 -0.2秒的时限去动作跳闸以下整定计算步骤，如果无特殊说明，按照1.1项步骤进行，二次电流Idz.j、Idz.p 按公式（1）（2）计算。

一、循环水泵（4台）Pe=450KW Ue=6.3KV cos∮=0.8 变比：nl=100/5=20Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=450/(1.732×6.3×0.8)=51.55AIqd=8×Ie=8×51.5=412A（是否是循环水泵启动电流）Ie2=51.55/20=2.57A(1)速断保护（过流I段）Idzj=Kk×Iqd／nl=1.2×8Ie／nl=1.2×412/20=24.74A延时Tzd=0s(2) 过流保护（过流II段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）Idzj=Kk×Ie／nl=1.4×Ie／nl=1.4×51.55/20=3.61A延时Tzd=0.5s(3) 过负荷Ig= Kk ×Ie2/0.85＝1.05×2.57/0.85=3.18A延时Tzd=6s(4)负序电流Idzj=Kk×Ie／nl=0.4×51.55／20=1.03A延时Tzd=0.5s(5) 起动时间tqd=15s, 电机厂家核实(6) 低电压Udzj=0.5Ue=65V延时Tzd=9s二、引风机Pe=900KW Ue=6.3KV cos∮=0.8 nl=150/5=30Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=560/(1.732×6.3×0.8)=108.5AIqd=8I=8×108.5=868A(1).速断保护（过流I段）Idzj=Kk×Iqd／nl=1.2×8Ie／nl=1.2×868/30=34.72A延时Tzd=0s(2) 过流保护（过流II段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）Idzj=Kk×Ie／nl=1.4×Ie／nl=1.4×108.5/30=5.06A延时Tzd=0.5s(3) 过负荷Ie2=108.5/30=5.06AIg= Kk ×Ie2/0.85＝1.05×5.06/0.85=6.25A延时Tzd=6s(4)负序电流Idzj=Kk×Ie／nl=0.4×108.6／30=1.45A延时Tzd=0.5s(5) 起动时间tqd=20s 电机厂家核实(6) 低电压Udzj=0.5Ue=65V延时Tzd=9s高压电动机的几种常规保护一、电动机主要故障1、定子绕组相间短路、单相接地；2、一相绕组的匝间短路；3、电动机的过负荷运行；4、由供电母线电压降低或短路中断引起的电动机低电压运行；5、供电母线三相电压不平衡或一相断线引起电动机三相电流不平衡；6、由于机械故障、负荷过重、电压过低造成转子堵转的故障;二、电动机主要保护类型及实现的功能基于以上电动机运行过程中本身和供电母线、负荷变化等可能引起的电动机故障，电动机（尤其对于3~10K V 等级电机）可装设以下保护，以实现对电机的保护，或可称为电动机的主要保护。

继电保护整定计算一、计算原则通过保护整定计算,以求选择合理的继电保护设备和配置,达到快速、可靠、灵敏,从而有选择性地切除系统中的故障元件．原则如下：1.为了使继电保护装置正确地反映各种故障要求保护装置满足灵敏度要求.2.继电保护装置应保证在一定的保护范围内可靠动作.3.为了能以时间区分动作进程的先后,应有正确的配合级差△t一般取0.5S二、异步电动机的继电保护计算1.反时限过电流保护动作电流,按最大负荷电流计算=Kk·Kfx·Ifhmax/Kf·hlId22.反时限过电流保护中的速断动作电流Id2=Kk·Kfx·Kfg·Igd/hl 式中::继电器动作电流Id2Kk:可靠系数取1.2～1.25 (但速断取1.25～1.3)Kfx：接线系数电流互感器为星形接线Kfx=1;为三角形接线Kfx=1.732Ifhmax:最大负荷电流AKf:返回系数为0.8～0.85Hl:电流互感器变比Igd: 启动电流周期分量最大值(A)Kfg:非周期分量影响系数取1.83.灵敏系数校验:Kim=Idmib/hl·Id2式中: Idmib:二相短路电流Kim:灵敏系数﹥1.54.动作时限:笼型电动机在空载启动时启动电流持续约5S,带载启动时约10S～20S绕组式电动机电流持续时间约10S～15S5.启动电流值:单鼠笼电动机5～7倍额定电流双鼠笼电动机达3.5～4.5倍额定电流绕线式电动机达2～3倍额定电流三、定时限过电流保护整定计算:1.电流速断动作电流的整定值为:Id2≥Kk·Kfg·Igd/hl式中: Kk:可靠系数取1.5～1.8Igd: 启动电流周期分量最大值(A)2.电流速断灵敏度为: Kim=Idmib/hl·Id2Kim:灵敏系数﹥23.过负荷动作电流的整定: Id2≥Kk·Kfg·Id/Kf·hl式中:Id:电动机的额定电流Kk:可靠系数动作稳定取1.05;跳间取1.2Kf:返回系数取0.854.过负荷保护动作的时间为10S～20S;大于启动电流的持续时间四、差动保护整定计算1.电动机差动保护动作的电流:Id2=Kk·Id/hl式中: Kk:可靠系数1.25～1.3(如采用DL型取1.5～1.8)Id2:差动继电器动作电流2.确定工作匝数:Wg2f=AWo/Id2式中: Wg2f:计算工作匝数Awo:继电器因有的动作安匝60±4;计算时以60代入取Wg2f的整数使Wg2=Wcd+WphWg2:实际工作匝数Wcd:差动匝数Wph:平衡线圈匝数3.确定继电器平衡线圈位置取B—B′或C—C′抽头4.灵敏系数计算如下:Kim=Idmib/Id2·hlKim:灵敏系数大于2五、低中压保护整定计算1.允许自启动电动机动作电压值Ud2≤(0.6～0.65)·Ue/hl动作时限=0.5SUe:电网额定电压2.不允许自启动电动机动作电压值Ud2≤(0.4～0.5)·Ue/hl动作时限=0.5SUe:电网额定电压六、变压器保护1.速断保护 :Id2=Kk·Idmax/hlKk:可靠系数DL型为1.3～1.4;GL型为1.5～1.6Idmax:最大负荷电流此处一次动作电流必须大于(3～5)Ie;避免涌流误动作灵敏度Ks2≥2= Idmax/Id2·hl2.过流保护Id2=Kk·(1.5～3)·Ie/Kf·hlKk:可靠系数1.2～1.3Ie:变压器的一次电流Kf:返回系数;DL型为0.85;GL型为0.8灵敏度Ks2≥1.25～1.5= Idmax/Id2·hl3.过负荷=(1.2～1.4)·Ie·Kk/Kf·hlKk:可靠系数1.2～1.3Ie:变压器的一次电流Kf:返回系数;DL型为0.85;GL型为0.8灵敏度Ks2≥1.25～1.5 时限为10S～20S (发出信号)七、变压器二次侧中性线上装设零序电流保护Id2=Kk·0.25Ie/Ki 时限0.5S Kk:可靠系数1.2～1.3Ie:变压器的二次侧额定电流不平衡系数为0.25Ki:互感器的变比灵敏度Ks=Idmin/Id2≥1.5 低压干线未端单相短路校验八、线路保护(3-10KV)4.速断Id2=Kk·Idmax/hlKk:可靠系数DL=1.3 GL=1.5Idmax:被保护线路未端或下一段线路首端处分流最大运行方式时，三相短路电流周期分量的有效值当无网络数据时可概略地按下式计算Id=(0.4～0.5)Ie/X*Z·hl20.4～0.5:①线残余电压不低于50～60%来考虑X*Z:按线路额定电流归算①线上的供电系统总阻抗（标准值）Ie:线路额定电流=Kk·Idmax/Kf·hl2.过电流Id2Kk:可靠系数DL=1.4 GL=1.25Kf:返回系数0.85Ie:额定电流Idmax:线路的最大负荷电流、视负荷而定，取(2一3)Ie电流灵敏度﹕速断≥1.5保护安装处发短路时计算过流≥1.5后备保护首端发生短路时计算。

发电机保护装置主要定值整定原则（仅供参考）DGP-11 数字发电机差动保护装置DGP-12数字发电机后备保护装置DGP-13数字发电机接地保护装置北京美兰尼尔电子技术有限公司1 DGP-11 数字发电机差动保护主要定值整定原则1.1 纵差保护1.1.1 差动速断保护动作电流整定差动速断保护动作电流一般按躲过机组非同期合闸产生的最大不平衡电流整定。

一般可取3〜4倍额定电流。

1.1.2 比率差动保护1.121 最小动作电流（IQ 整定I do为差动保护最小动作电流值，应按躲过正常发电机额定负载时的最大不平衡电流（I unb.。

）整定，即：I do =K k • I unb • o 或I do=K k X 2 X 0.031 f2n式中：氐一可靠系数，取1.5 ;I unb • o —发电机额定负荷状态下，实测差动保护中的不平衡电流；I f2n —发电机二次额定电流。

一般可取I do= （0.15〜0.3 I n），通常整定为0.2 I n。

如果实测I unb. o较大，则应尽快查清l unb・o增大的原因，并予消除，避免因I do整定过大而掩盖一、二次设备的缺陷或隐患。

发电机内部短路时，特别是靠近中性点经过渡电阻短路时，机端或中性点侧的三相电流可能不大，为保证内部短路时的灵敏度，最小动作电流I do不应无根据地增大。

1.1.2.2 拐点电流定值（I ro）整定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，I ro 可整定为：I ro=（0.8〜1.0）I f2n1.123 比率制动系数（K）整定发电机差动保护比率制动系数按下式整定：K=K k • K ap • K cc• K er式中：反一可靠系数，取1.5 ;K ap—非周期分量系数，取2.0 ；忽一电流互感器同型系数，取1.0 ；K^r —电流互感器比误差，取0.1。

在工程实用中，通常为安全可靠取K=0.3。

1.124 灵敏度校验按上述原则整定的比率制动特性的差动保护，当发电机机端两相金属性短路时, 差动保护的灵敏度一定满足要求，不必进行灵敏度校验。

电动机差动保护及差动速断保护的整定计算目前，国内生产及应用的微机型电动机的差动保护，由差动速断元件和具有比率制动特性的差动元件构成。

差动速断元件没有制动特性，实质上是差流越限的高定值元件。

与发电机差动保护一样，差动元件的动作特性为具有二段折线式的比率制动特性。

对电动机差动保护的整定计算，就是要整定计算差动元件的初始动作电流Idz0、拐点电流Izd0、比率制动系数及差动速断元件的动作电流。

1、差动元件的初始动作电流Idz0与发电机差动保护相同，电动机差动元件的初始动作电流，应按照躲过电动机额定工况下的最大不平衡电流来整定。

即：Idz0＝Krel×IHeδmax＝Krel（K1+K2)INIHeδmax－最大不平衡电流Krel－可靠系数，取~2IN－电动机的额定电流K1－两侧TA变比误差，由于电动机的TA通常精度较低，可取。

K2－通道调整及传输误差，取。

综上所述，得Idz0＝（~）IN，实取（TA二次值）。

2、拐点电流Izd0在厂用电压切换的暂态过程中，由于电动机两侧差动TA二次回路中的暂态过程不一致，将在差动回路产生较大的差流。

因此，为防止电动机差动保护误动，应减少拐点电流。

为此拐点电流可取Izd0＝（~）IN。

（TA二次值）3、比率制动系数KZ电动机的启动电流很大，最大启动电流高达电动机额定电流的8倍以上。

另外电动机电源回路上发生短路故障时，电动机将瞬间供出较大的电流。

为了防止在上述过程中差动保护误动，差动元件的比率制动系数KZ 应按躲过电动机启动及电源回路故障时产生的最大不平衡电流来整定。

KZ=Krel×（IHeδmax/Imax）Krel－可靠系数，取~IHeδma x－最大不平衡电流，它等于（K1+K2+K3)ImaxImax－电动机启动或电源回路故障时电动机的最大电流，取8IN。

K1－两侧TA变比误差，由于电动机的TA通常精度较低，可取。

K2－通道调整及传输误差，取。