电力变压器的继电保护整定值计算

电力变压器的继电保护整定值计算一．电力变压器的继电保护配置变压器容量 (kVA)保护装置名称备注带时限的①过电流保护电流速断 保护纵联差动 保护低压侧单 相接地保②护过负荷保护瓦斯保护④温度保护⑤<400三 315 kVA 的车间内 油浸变压 器装设—般用高 压熔断器 保护400〜630高压侧米 用断路器 时装设高压侧米 用断路器 且过电流 保护时限 > 0.5s 时装设一装设并列运 行的变 压器装 设，作 为其他 备用电 源的变 压器， 根据过 负荷的 可能性 装设③一—般用 GL型继 电器兼作 过电流及 电流速断 保护800装设1000〜1600装设过电流保 护时限> 0.5s 时 装设一装设2000〜5000当电流速 断保护不 能满足灵 敏性要求 时装设6300〜8000单独运行 的变压器 或负荷不并列运行 的变压器三 5000 kVA的单 相变压器 宜装设远 距离测温 装置，三 8000 kVA的变 压器宜装 设远距离 测温装置或重要变 压器或当 电流速断 保护不能 满足灵敏 性要求时 装设太重要的 变压器装 设三10000装设装设装设装设注1:①当带时限的过电流保护不能满足灵敏性要求时，应采用低电压闭锁的 带时限的过电流保护。

② 当利用高压侧过电流保护及低压侧出线断路器保护不能满足灵敏性要求时，应装 设变压器中性线上的零序过电流保护③ 低压电压为 230/400V 的变压器，当低压侧出线断路器带有过负荷保护时，可不装设专用的过负荷保护④ 密闭油浸变压器装设压力保护⑤ 干式变压器均应装设温度保护注2：电力变压器配置保护的说明1) 配置保护变压器内部各种故障的瓦斯保护，其中轻瓦斯保护瞬时动作发出信号， 重瓦斯保护瞬时动作发出跳闸脉冲跳开所连断路器2) 配置保护变压器绕组和引线多相短路故障及绕组匝间短路故障的纵联差动保护或 者电流速断保护，瞬时动作跳开所连断路器3) 配置保护变压器外部相间短路故障引起的过电流保护或复合电压启动过电流保护4) 配置防止变压器长时间的过负荷保护，一般带时限动作发出信号5) 配置防止变压器温度升高或冷却系统故障的保护，一般根据变压器标准规定，动 作后发出信号或作用于跳闸6) 对于 110kV 级以上中性点直接接地的电网，要根据变压器中性点接地运行的具体 情况和变压器的绝缘情况装设零序电流保护或零序电压保护，一般带时限动作 作用于跳闸注3：过流保护和速断保护的作用及范围① 过流保护：可作为本线路的主保护或后备保护以及相邻线路的后备 保护。

它是按照躲过最大负荷电流整定，动作时限按阶段原则选择② 速断保护：分为无时限和带时限两种a. 无时限电流速断保护装置是按照故障电流整定的，线路有故障时，它能瞬时动作， 其保护范围不能超出本线路末端，因此只能保护线路的一部分b. 带时限电流速断保护装置，当线路采用无时限保护没有保护范围时，为使线路全长 都能得到快速保护，常常采用略带时限的电流速断与下级无时限电流速断保护相配 合，其保护范围不仅包括整个线路，而且深入相邻线路的第一级保护区，但不保护 整个相邻线路，其动作时限比相邻线路的无时限速断保护大一个时间级二．电力变压器的继电保护整定值计算■ 计算公式中所涉及到的符号说明 在继电保护整定计算中，一般要考虑电力系统的最大与最小运行方式最大运行方式—是指在被保护对象末端短路时，系统等值阻抗最小，通过保护装置的 短路电流为最大的运行方式最小运行方式—是指在上述同样短路情况下， 系统等值阻抗最大，通过保护装置的 短路电流为最小的运行方式1)rT变压器的额定容量，kVA（2） U lrT 一一变压器的高压侧额定电压，kV（3） U 变压器的低压侧额定电压，kV2 r-T（4） ' 1r T 变压器的高压侧额定电流，A（5） 12r-T 一一变压器的低压侧额定电流，A（6） Uk 00 一一变压器的短路电压（即阻抗电压）百分值（7） Krel 一一可靠系数，用于过电流保护时，DL型继电器取1.2和GL型继电器取1.3 ； 用于电流速断保护时， DL 型继电器取 1.3 和 GL 型继电器取 1.5.用于低压侧单相接 地保护时（在变压器中性线上装设的）取1.2，用于过负荷保护时取1.05〜1.1，而 微机保护的可靠系数大约为 1.05〜1.2注：继电保护整定可靠系数Krel的选取应考虑的因素① 按照短路电流整定的无时限保护，应选用较小的系数。

② 按照与相邻保护的整定值配合整定的保护，应选用较小的系数③ 保护动作速度较快时，应选用较大的系数④ 不同原理或不同类型的保护之间整定配合时，应选用较大的系数⑤ 运行中设备参数有变化或难以准确计算时，应选用较大的系数⑥ 在短路计算中，当有零序互感时，因为难以精确计算，故应选用较大的系数⑦ 在整定计算中有误差因素时，应选用较大的系数8） K jx ――接线系数，接于相电流时取1,接于相电流差时取<3K（9） r 一一继电器返回系数,取 0.85（动作电流）注：返回系数 Kr 是指返回量与动作量的比值因此对于用于过量动作的继电器 Kr V 1;对于用于欠量动作的继电器Kr > 1.返回系数 K r 与继电器的类型有关电磁型继电器的返回系数大约为 0.85;而微机保护的返回系数大约为 0.9〜0.95.（10） K gh 一一过负荷保护系数,包括电动机自起动引起的过电流倍数,一般取 2〜3, 当无自起动电动机时取 1.3〜1.5;而微机保护的过负荷保护系数（工业配电）取 3 民用配电取 1.5〜2（11） K T 一一变压器的高、低压侧额定电压比（线电压）12 )Ksen 一—灵敏系数13 )nTA——电流互感器变比14 )Iop——保护装置一次动作电流15 )Iop-k—保护装置动作电流（16） 1 2k2-min 一一最小运行方式下，变压器低压侧两相短路时流过高压侧（保护安装处） 的稳态电流1〃（17） k3max ――三相对称短路电流初始值（超瞬态短路电流）T（18） 1 2k3.max 一一最大运行方式下，变压器低压侧三相短路时流过高压侧（保护安装处）的超瞬态电流T（19） Ik2-min 一一最小运行方式下，保护装置安装处两相短路时的超瞬态电流■ 涉及到的计算公式（1）|变压器的额定容量计算公式S = ,3*U * I S =r-T 1r-T 1r-T r-T3*U * I' 2 r-T 2 r-T⑵变压器低压侧三相短路电流经验计算公式100 * Ik 3-max⑶过电流保护整定值计算公式♦保护装置的动作电流'op-k应躲过可能出现的过负荷电流，其计算公式为K * II = K * K * gh 1r-Top-k rel jx K * nr TA♦保护装置的灵敏系数Ksen按电力系统最小运行方式下，低压侧两相短路时流过高压侧（保护安装处）的短路电流校 验，其校验公式为IK = 2 K 2 ・min > 1.5sen Iop其中保护装置一次动作电流为1 op，其计算公式为nI — I *op op-kjx♦保护装置的动作时限应与下一级保护动作时限相配合，一般取 0.5〜0.7s⑷电流速断保护整定值计算公式♦保护装置的动作电流1 op-k应躲过低压侧短路时，流过保护装置的最大短路电流，其计算公式为I"I — K * K * 2k3-maxop-k rel jx nTA♦保护装置的灵敏系数Ksen 按电力系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流校验，其校验公式为I""K — 1k2-min > 2sen I op其中保护装置一次动作电流为 Iop ，其计算公式为7 7 nI — I * TAop op -k Kjx♦保护装置的动作时限变压器电流速断保护装置动作时限分为t=0s （速断跳闸）和 t=0.5s （延时速断跳闸）两种。

5）电力变压器低压侧短路时流过高压侧的最大一相电流值采用三相式保护）计算 点三相短路电流（A）二相短路电流（A）单相（接地）短路电流（A）低压1〃II侧短k 3-maxk 2-mink 1-min路时的实际值流过112高压 侧（保12 k 3-max v 3-maxKt12 k 2-min v Ik 2-minKt12k1-min 3K Ik - min护安（变压器组别YynO ）（变压器组别Yyn0 ）（变压器组别Yyn0 ）装处）1丁 2 一12k1-min —匚” * Ik -minV3 *Kt的折 算值12 k 3-max » 【k 3-maxKtI = * I2 k 2-min 茫 * K k 2-min吋 T（变压器组别Dyn11 ）（变压器组别Dyn11 ）（变压器组别Dyn11 ）12 k 3-max = p~ * Ik 3-max Kt丁 2 丁I — * I2k 2-min * K k 2-min（变压器组别Ydll ）T（变压器组别Yd11 ）⑹低压三相和二相短路电流的计算序号物理量名称计算公式说明1三相对称短路电 流初始值（kA）7〃 — c*UnLk 3 1 V3 （R 2 丫 + X 2 丫）彖U n —短路计算点所在 电网的标称电压（380V） 彖K p —峰值系数Kp-1 + e y * 比 / X 工c彖—短路计算电压系 数，取平均值1.052二相对称开断电 流（有效值）（kA）对远离发电机端短路，Ib 3 — Ik 33三相短路电流峰 值（kA）ip3- Q * J * rk34三相稳态短路电 流（有效值）（kA）对远离发电机端短路，Ik 3 — Ik35两相稳态短路电 流（有效值）（kA）对 远离发 电机端 短路，Ik2 - 0.866 * Ik3⑺高压三相短路电流与短路容量的计算I一序号1X路值 暁始 井初和流kA) 三电—〃 */X_一3刑 1 , 护 X ? 基 占小 / E 弓小 s数 s X 8 3 〒岂 十艮吠 * L 卩公 算 §t{»z兀 1-3 -- * 计 %电『尢路 ,K 3 短 一称一 1 电W2 - 斤标P -压 远 取= / [/的 K P 高 3 / ※网※ K对 人 可.5 彖2断> 幵值 尔效 前有X () 相流kk 三电—3 “ k-3 方 /3艾口 XJ 寄kk 相值 三厠3 “ £ /*P K*-3P ・z4路S) 短躺 相流kk 三电—3 /-3 k /5路S) 短躺 相流kk 两电—路 短 端机 3£ 电“ 发66 离0.8 远厂 - £ 对/6量容VA) 路⑴ 短直 称妗 对初3/** C *-3S二．运用举例（1）已知变压器参数为： SCB10-1600 10（1 ±2.5）/0.4 kV 额定容量 S =1600 kVA rT变压器的短路电压（即阻抗电压）uk滋二6接线组别Dynll 变压器的短路损耗APk二I。

2KW（2）高压电流互感器参数为：3 只 LZZJB12-10A 变比 150/5额定输出 20/15 VA 准确级 0.5/10P15（ 3）微机保护装置 DMR201（4） 过流继电器 GL-15/10（5） 过流继电器 DL- 试概略计算过电流保护与电流速断保护整定值解：（1）根据变压器额定容量可计算出低压侧额定电流12rTS =J3* U * Ir-T 2 r-T 2 r-TS= r-T2 r-T 3 * U2 r-T1600kVAj3 * 0.4kV=2309.5A（2）根据变压器额定容量可计算出高压侧额定电流1 ir-T3I1r-T=Sr-T = 1600kVA = 92.38A3 * U 3 *10kV1r-Tr-T3* U * I1r-T 1r-T3)计算变压器低压侧三相短路电流S100 * Ik 3-max100 * 2309.56二 38.49kA4)计算变压器低压侧三相短路时流过高压侧的超瞬态电流的折算值113 I" = * I ” 二 * 38.49kA 二 1539.6A2 k 3-max K k 3-max 10kVT 0.4kV(5) 以微机保护装置DMR201为例，概略计算过电流保护与电流速断保护整定值，其中参数取值如下：K 二 1.05 K = 1 K 二 0.95 K = 3rel jx r gh♦计算过电流保护整定值(a) 计算过电流保护动作电流整定值(二次电流)op-k=Krel* K *jxK * Igh = 1.05 * 1 *K * nr TA3*92.380.95*1503-= 9.7A(b) 验算保护装置的灵敏系数Ksen保护装置一次动作电流为15053 I = I * 玲=9.7 *丄=291Aop op-k K 1jx变压器组别为Dynll,对远离发电机端短路则电力系统继电保护整定值计算【流莽】整理_ I" I _ 0.866 * Ik3 k3 ， k 2 k322I -2k 2-min 3 * KT_ 2=0.4kV* I _ * 0.866 * I _ - * 0.866 * /〃k 2-min 芒 * K K 3 承 * K K 3T T* 0.866 * 38490 = 0.046189 * 0.866 * 38490 = 1539.6A验算灵敏系数K _ —2 k 2-minsen I第=5-3>1.5op经验算 K sen 满足要求(c) 保护装置的动作时限应与下一级保护动作时限相配合，一般取t=0.5~0.7s♦计算电流速断保护整定值(a)计算电流速断保护动作电流整定值(二次电流)rff 1 <20 G_ K * K * 2k 3-max .89 Aop-k rel jx n 150” 丁(b)验算保护装置的灵敏系数ksen保护装置一次动作电流为150_ I *亠 _ 53.89 *丄 _ 1616.7A op op-k K 1jx因上一级主变系统参数不能确定，故无法验算灵敏系数是否满足要求。

c)保护装置的动作时限取无动作时限 t=0s注： 上述概略(无准确的系统参数)计算出的过电流保护与电流速断保护整定值要适当偏小取值如：上述过电流保护整定值为9.7A，可适当偏小取值为8〜9A；保护装置的动作时限约为 0.6s电流速断保护整定值为53.89A,可适当偏小取值为45〜50A；保护装动作时限取 0s（6）以过流继电器以GL或DL为例，概略计算过电流保护与电流速断保护整定值，其中参数取值如下：K广1.2 （过电流保护）relK 二 1 K = 0.85jx r过流继电器 DLK = 1.3 （电流速断保护） relK = 3gh过流继电器 GLKrel二1.3 （过电流保护）K 二 1 K = 0.85jx rK l =出（电流速断保护） relK = 3gh计算方法同上（略）注： 电流速断保护瞬动电流倍数（电流速断保护装置动作电流与过电流保护装置动作电流 之比），取整数倍如：4 倍，6倍等瞬动电流倍数二芳号p・k过流Iop-k附注：补充一些有关三相对称短路电流的计算知识采用标幺值法计算一）确定基准值序号基准值计算公式符号说明1基准容量S = 100 MVAd彖Un —短路计算点所在电网的标称电压（kV）% d 短路计算点基准电流（kA）彖c —短路计算电压系数，取 平均值1.052基准电压U = c * Ud n3基准电流I S SI = d = d d 73 *U ^3 * c * Ud n常用基准值（d系统标称电压Un （单位：kV）0.38361035110基准电压Ud （单位：kV）0.43.156.310.537115基准电流d （单位：kA）144.318.39.165.51.560.5（二）短路计算点应根据计算目的选取，一般为高压电源引入处、高压配电所母线、车间变电所变压器一次侧和二次侧等处。

三）计算高压短路回路各元件的电抗标幺值序号^17 3 / “ £ s S一一S*X22S初C*7.A*OX_一W*X3器 压 变 电 配Sr%* k o u 1一一*X42 s D* c*•L」厂*u7?*L00 XI=L*X符号说明：°）Sk 3 电力系统变电所高压馈电出□处短路容量（MVA）,取具体工程的设计规划容量（供电部门提供）（2） x 0 电力线路单位长度的电抗（Q/km）注 1：当线路结构数据不详时， x 0 可取其近似值，对6kV电缆线路x° = 0.07 Q/km;对 10kV 电缆线路 x° = 0.08 Q/km;对6kV架空线路x0 = 0.35 Q/km;对 lOkV 架空线路 x0 = 0.35 Q/km;其它参数见下面表-1（3） 1 电力线路的长度（km）（4） Un 元件所在电网的标称电压（kV）（5） Uk 00 变压器的短路电压（即阻抗电压）百分值（6） Sr T 变压器的额定容量（kVA）（7） XL00 ， U r-L，‘r-L 限流电抗器的电抗百分值，额定电压（kV）, 额定电流（kA）注 2：对计算要求不十分精确时，可采用下表-1 各种线路电抗的近似值表-1线路种类标称电压（kV）电抗 X (Q/km)二 100 MVA 时，电抗表幺值电缆线路60.070.176100.080.073350.120.009架空线路60.350.882100.350.317350.40.0291100.40.003注：计算电抗表幺值时，所采用的基准电压Ud分别为：6・3kV、10. 5kV、37kV、115kV四）计算低压短路回路各元件的（正序）阻抗值序元件名称（正序）阻抗（mQ）计算公式号阻抗电阻电抗1高压系统(C * U QZs - ( n) * 10-3SSk 3Rs - 0.1 * xsXs - 0.995 *Zs2配电变压器Z Uk 00 * (c * Un)2T 100 * sr TR Apk * (c * Un )2rt - 2(Sr.T)2XT - J(ZT)2 - (rt)23配电母线ZWB — J( RWB)2 +( XWB)2R WB-r * 1X WB - x * 14配电线路zwp - J( rwp)2 +( xwp)2R wp - r *1x WP - x * 1注：高压系统与变压器的阻抗均为折算到低压侧的值。

符号说明：（1）Sk 3配电变压器高压侧短路谷量（MVA）（2）Un低压电网的额定电压（380V）（3）A Pk配电变压器的短路损耗（KW）（4）S r .T配电变压器的额定容量（kVA）（5）r，x 母线、线路单位长度的电抗（mQ/m）（6）1—母线、配电线路的长度（m）。