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主变压器保护整定计算


1%-50%Un 5%-100%Un 0.05In-24In 0.05-300s
6% 50%(3000V) 2.0In (1200A) 1.5 s 跳高、低压侧断路器 电压信号取自 6kV 侧 PT
2.2 过负荷(定时限) 动作时间 2.3 过负荷(反时限) 10 倍动作时间 Ts10 选择曲线
0.05In-24In 0.05-300s
1) 差动保护 87T
序号 1 2 3 4 5 6 7 a 名称 35kV 一、二次侧额定电流 Ib,Ib 变压器接线方式 CT 二次接线方式 CT 一次电流计算值 CT 一次侧额定值 In,In CT 变比 CT 二次回路额定电流 动作电流 Ids 设定 最小动作电流 Ids=k(2f+U+m)In=1.2(20.1+0.1+0.05)412.4=173.2A=0.29In 考虑返回/动作比(905)%,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=(12.00.1+0.1+0.05)3974=0.353974= 1391A 外部短路时出现的最大穿透电流: I tx max I xadjusted 3974 A 412.4 Y Y 412.4 600 120 3.437 电流 A 6.3kV 2291 -11 Y 2291 3000 600 3.818
7)
低压侧过负荷保护
, 动作电流 Is=(1.0512291)/0.93=2587A=0.86 I n ,
取 Is=0.86I’n=2580A(设定范围 0.1In2.4In)。 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=kTs10=1.2381.1=1.36s1.20s 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) I1.0(2291-0.8459)+6.5459=4907A 即 I/Is=4907/2580=1.9,查曲线得:k=42,t=1.142=46.2s 满足起动或自起动要求。 b 定时限保护 动作电流 Is=0.86I’n=2580A(设定范围 0.1In24In) 动作时间 t=12s 报警 S40—B 的其它功能 OFF
(Inm=459A,Kst=6.5) I1.0(2291-0.8459)+6.5459/5.56=882.6A( 变 比 35/6.3=5.56) 即 I/Is=882.6/465=1.9,查曲线得:k=42,t=1.242=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 = (1.051412.4)/0.93=465A=0.775In( 设 定 范 围 0.1In24In) 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。 nt =
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 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=(1.212.2×2291)/0.93=6503A=2.17 I n
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=0.15412.4=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=KT=15.340.6= 9.2s,其余查曲线类推。 当负序电流为 57.7%Ib,t=7.840.6=4.7s。
额定初级相电压 Vnp=35kV/ 3 d 额定次级线电压 Uns=100V 次级零序电压 Unso=100/3V e 变压器额定容量 S=25MVA f 绕组 1 额定电压 Un1=35kV g 绕组 2 额定电压 Un2=6.3kV h 绕组 1 额定电流 In1=412.4A i 绕组 2 额定电流 In2=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
主变压器保护整定计算
1 主变压器保护 本文所述变压器,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: 1.1 保护配置
变压器整定结果表
变压器数据 型号 额定电流 额定电压 保护名称
一 差动保护 1.1 最小动作电流 Is0 1.2 比率制动系数
SF9-25000
电流互感器
600/5,3000/5
Ib=412.4 A, I’b=2291A
35/6.3kV
电压互感器 整定值
35/0.1,
6/0.1kV
保护装置及整定范围
T87 30%-100%(240A) 跳高、低压侧断路器 40%
1.3 最小制动电流 1.4 CT 断线检测 二 高压侧后备过流保护 12.1 复合电压起动的过流保护 负序电压动作值 低电压动作值 动作电流 Is 动作时间 t S40-A
1.0In ON
2)高压侧后备保护
a 电压设定 • •
S40-A
复合电压启动的过流保护 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=(1.22.2×412.4)/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=0.8663798/1200=2.741.5 满足要求。
0.1In 2.4In 100ms 12.50s
文中曲线为保护器成套商提供,注意不同的保护器整定值不一样,这 就是微机保护和常规保护的差异
0.775In(465A) 12 s 0.775In 1.2 s EIT,IEC/C
报警
0.1In 2.4In 100ms 12.50s
报警
三 低压侧后备过流保护 3.1 复合电压起动的过流保护 负序电压动作值 低电压动作值 动作电流 Is 动作时间 t 3.2 过负荷(定时限) 动作时间 3.3 过负荷(反时限) 10 倍动作时间 Ts10 选择曲线

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) 。
S40-B
1%-50%Un 5%-100%Un 0.05In-24In 0.05-300s 0.05In-24In 0.05-300s
6% 50%(3000V)
跳高、低压侧断路器 电压信号取自 6kV 侧
2.2I’n (6600A) PT 1.2 s 0.86I’n(2580A) 12 s 0.86I’n(2580A) 1.1 s EIT,IEC/C 报警 报警
1.3 整定计算 1.3.1 基本设定值 a 35kV 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 I’n=3000A (二次额定电流 I,‘n2=5A) b 基本电流 Ib=412.4A I’b=2291A c 额定初级线电压 Unp=35kV
3) 高压侧过负荷保护 S40-A
动作电流 Is=(1.051412.4)/0.93=465A=0.775In(设定范围 0.1In2.4In) 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 100ms12.50s) 。 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=1.36 t=1.21.36=1.63s1.5s 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
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