三段式电流保护整定计算实例

三段式电流保护整定计算实例

假设有一台变压器，其额定容量为10MVA，额定电压为10kV/400V，接线形式为YNyn0，额定电流为1000A。现在需要对该变压器进行三段式电流保护的整定计算。

第一步是计算额定电压下的一次电流。根据变压器的额定容量和额定电压，可以得到一次电流的公式为：

I1=S/(3×U1)

其中，I1为一次电流，S为变压器的额定容量，U1为变压器的高压侧额定电压。将数据代入计算，得到一次电流I1的数值：

I1=10M/(3×10k)

=333.33A

第二步是计算三段式电流保护的整定值。一般情况下，三段式电流保护根据阻抗保护和方向保护进行整定。阻抗保护整定时，通常设置不同的电流整定值和时间延迟，将整定值和时间延迟作为参数进行计算。

根据实际情况，假设保护整定参数如下：

-第一段电流整定值：300A，时间延迟：0.1s

-第二段电流整定值：600A，时间延迟：0.2s

-第三段电流整定值：900A，时间延迟：0.3s

根据整定参数，将整定值乘以一次电流，即可得到实际整定值。计算结果如下： -第一段整定值：0.1×333.33=33.33A

-第二段整定值：0.2×333.33=66.67A

-第三段整定值：0.3×333.33=100A

第三步是计算方向保护的整定值。方向保护用于判断故障方向，需要根据实际情况进行整定。一般情况下，方向保护整定值设置为一次电流的一定百分比。假设方向保护整定值为20%。

根据方向保护的整定值，将整定值乘以一次电流，即可得到实际整定值。

-方向保护整定值：0.2×333.33=66.67A

综上所述，该变压器的三段式电流保护整定值为：

-第一段整定值：33.33A，时间延迟：0.1s

-第二段整定值：66.67A，时间延迟：0.2s

-第三段整定值：100A，时间延迟：0.3s

-方向保护整定值：66.67A

需要注意的是，这只是一个示例，实际的整定计算可能涉及更多的参数和考虑因素。在进行整定计算时，需要根据实际情况和保护需求进行调整和优化。

三段式电流保护装置的整定计算

第一章 继电保护的作用和基本要求

一、电力系统继电保护的作用

短路类型：三相短路、两相短路、两点接地短路、单相接地短路。

在发生短路时可能产生以下的后果：

（1）通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏；

（2）短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命；

（3)电路系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量；

(4)破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。

1、不正常运行状态：

电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障,这种情况属于不正常运行状态。

2、事故：

就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步,甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。

3、继电保护装置：

就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置.它的基本任务是：

(1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行；

（2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件(例如有无经常值班人员），而动作于发出信号、减负荷或跳闸。

二、继电保护的基本原理

1、电流的增大;

2、电压的减小；

3、电流与电压之间相位角的变化;

4、不对称的短路，出现相序分量的电流和电压。

三、继电保护装置的组成部分

1、测量部分;

2、逻辑部分；

3、执行部分。

四、对电力系统继电保护的基本要求

1、选择性：就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除.

2、速动性：是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流、低电压运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性.

1、如图所示网络.AB、BC、BD线路上均装设了三段式电流保护，变圧器装设了差动保护。已知I段可靠 系数取1・25, II段可靠系数取1.15•川段可靠系数取1.1 5,自起动系数取1.5•返回系数取0.85, AB 线路最大工作电流2 00A.时限级差取0.5s・系统等值阻抗最大值为18 Q履小值为13 Q •其它参数如图赤 各阻抗值均归算至115kV的有名值，求AB线路限时电流速断保护及定时限过电流的动作电流、灵敬度和动 作时间。

解：(1 )相邻线路丨段保护动作电流确定

由于D母线短路电流比C母线大」大］此保护应与BD线路配合，D母线最大短路电流为：|汀:理论上说 AB线路的II段既耍与BC线路【段配合•又耍与B D线路【段配合，由于BD线路的阻抗小于BC线路，

所以瞬时电流速断保护的动作电流必定大于BC线路•因此打BD线路配介后.也会满足打BC线路配合的 要求。］

= 1254A

I注:计算短路电流时，电压可采用平均电压。

A B线路II段动作电流为：瑞1 i・15x468 = 18O3A

改与相邻线路II段配合，则［注:.•由于BD线路II段限时电流速断保护动作电流大于BC线路•因 此应与BD线路II段配合• |

________ 115000 ________

XRmaX _、行x(13 + 24 + 16 + 130)

% =1.3xl.l5x363 = 543A

2叫・5

呦543 满足要求。

严严巴+2V

动作时间* op2

(2)定时限过电流保护 烬晋X200+A

"竺 “37

近后备灵敏度： 406 满足要求;

115000 115000

Wmax = 75x(13 + 24 +16)

BD线路I段动作电流为：咖 = 1.25x1254 = 1568/1

被保护线路末端最小短路电流为: y/3 115000

T ^3x(18 + 24) = 1369 A

灵墩度为: 1803不满足要求。

2三段式电流保护的整定及计算

1 / 12 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1.2～1.3。

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： 2三段式电流保护的整定及计算

2 / 12 式中： X1——线路的单位阻抗，一般0.4Ω/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1.1～1.2；

△t——时限级差，一般取0.5S；

灵敏度校验：

2三段式电流保护的整定及计算

3 / 12

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1.15～1.25；

Krel——电流继电器返回系数，一般取0.85～0.95；

Kss——电动机自起动系数，一般取1.5～3.0；

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≥1.3～1.5