繼電保護整定計算討論稿

礦井高壓開關短路、過載保護整定原則及辦法（討論稿）整定計算的準備工作一、掌握煤礦全部電氣設備狀況并建立資料檔案1、繪制標有重要電氣設備參數和TA、TV變比的高、低壓供電系統(tǒng)接線圖。2、收集全礦電氣設備全部電氣參數，按變壓器、電抗器、電容器、高壓電動機、低壓電動機等電氣設備分門別類建立參數表。3、收集并掌握高爆開關、饋電開關、電磁起動器保護配備圖、闡明書。4、對工作面的每一種負荷進行統(tǒng)計，根據負荷狀況，擬定需用系數及平均功率因數。綜合機械化采煤和掘進工作面需用系數按下面經驗公式計算：Kde=0.4+0.6普通機械化采煤工作面需用系數按下面經驗公式計算Kde=0.286+0.714式中PNmax—所帶負荷中容量最大的一臺電動機額定功率，ΣPN—所帶負荷的額定功率之和，根據需用系數即可求出成組負荷，稱為計算負荷PcaPca=需用系數和加權平均功率因數見附表。二、理解掌握繼電保護狀況和圖紙資料需要理解掌握的繼電保護內容重要有：原理展開圖、有關的二次回路、盤面布置圖、繼電保護的技術闡明書等等。三、繪制阻抗圖阻抗圖分為正序、負序、零序阻抗圖三部分，普通都取正、負序阻抗值相似。阻抗圖可采用標幺值或有名值。四、研究擬定電力系統(tǒng)運行方式1、可能出現的最大、最小運行方式，涉及開機方式、變壓器中性點接地方式、線路投停原則等。電力系統(tǒng)潮流狀況，特別是線路的最大負荷電流。電力系統(tǒng)穩(wěn)定極限功率，規(guī)定切除故障的時間。無功賠償工作方式及特性。安全自動裝置的使用方式。五、學習有關的規(guī)章制度在進行繼電保護整定計算前，應收集和學習有關的規(guī)章制度，以促使整定計算工作順利進行。有關的規(guī)章制度如：《電力工業(yè)技術管理法規(guī)》（試行）、《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》DL400－91、《煤礦供電設計與繼電保護整定計算示例》、繼電保護反事故方法、繼電保護整定計算規(guī)則條例等等。第二節(jié)繼電保護配備的基本原則1、各級電網之間繼電保護的運行整定，應以確保電網全局的安全穩(wěn)定運行為根本目的。電網繼電保護的整定應滿足速動性、可靠性、選擇性和敏捷性規(guī)定。如果由于電網運行方式、裝置性能等因素，不能兼顧速動性、選擇性或敏捷性規(guī)定時，應在整定時合理地進行取舍，優(yōu)先考慮敏捷性，并執(zhí)行以下原則：a.礦井電網服從礦區(qū)電網；b.下一級電網服從上一級電網；c.局部問題應在不影響或不擴大影響上一級電網安全供電的前提下，自行擬定局部供電的繼電保護整定；d.上級電網在運行方式和繼電保護整定滿足的條件下，應下列一級電網的繼電保護整定需要，科學、合理地擬定本電網繼電保護整定參數，做到上、下電網繼電保護整定統(tǒng)籌兼顧，科學合理；e.確保重要負荷供電。2、上、下級繼電保護之間的整定，普通應遵照逐級配合的原則，滿足選擇性的規(guī)定，即當下一級線路或元件故障時，故障線路或元件的繼電保護整定值必須在敏捷度和動作時間上均與上一級線路或元件的繼電保護整定值互相配合，以確保電網發(fā)生故障時有選擇性地切除故障。對不同原理的保護之間的整定配合，原則上應滿足動作時間上的逐級配合。3、電流速斷保護應校驗被保護線路出口短路的敏捷系數。4、各變電所出線開關定時限過流保護動作時限設立，與上下級變電所出線開關定時限過流保護動作時限配合，視供電線路級數多少，優(yōu)先考慮階梯配備。定時限過電流保護定值必須確保配電網路中最大容量的電氣設備或同時工作成組的電氣設備能夠起動。5、除電動機保護采用反時限保護方式外，變壓器、線路保護均不適宜采用此方式。6、上下級線路過載保護，動作時間配合級差取0.5s。7、必須用最小兩相短路電流校驗短路保護裝置的敏捷度。作為主保護，取本級線路末端最小兩相短路電流，規(guī)定敏捷系數Klm≥1.5；作為遠后備保護時，取相鄰下級線路末端最小兩相短路電流，規(guī)定K8、地面變電所和井下中央變電所的高壓饋電線上，必須裝設有選擇性的單相接地保護裝置；供移動變電站的高壓饋電線上，必須裝設有選擇性的動作于跳閘的單相接地保護裝置。9、井下各高壓電機及動力變壓器接地保護動作于瞬時跳閘。繼電保護設立原則1、礦井6～10kV供電干線各開關均設避免相間短路的保護、過載保護、欠壓、過壓、斷線、接地、三相電流不平衡及斷相保護。2、井下動力變壓器保護應設短路、過載、欠壓、過壓、斷線、接地、漏電、三相電流不平衡及斷相保護。3、高壓電動機保護應設短路、過載、反時限過流、欠壓、過壓、斷線、接地、漏電、三相電流不平衡及斷相保護。4、電容器保護應設短路、過載、零序、熔斷器、接地、過電壓和低電壓保護。第四節(jié)繼電保護整定計算辦法一、電動機繼電保護整定計算1、電動機的短路保護電動機的短路保護動作電流按躲過電動機的起動電流整定，即Idz=Kk式中Kk—可靠系數，取1.4～1.6；若采用反時限保護，取1.8Kjx—接線系數，當電流互感器為完全星形接線和不完全星形接線時，取1Iq.D—電動機的起動電流（周期分量），高壓電動機的啟動電流普通取5～7電動機的額定電流?！睹旱V供電設計與繼電保護整定計算示例》180敏捷度校驗：Klm=Id.min(2)Idz式中Id.min例：一臺315kW的高壓電動機，短路保護的動作電流整定：Idz=KkKjxI2、電動機的過載保護為了使過電流保護在正常運行時（涉及輸送最大負荷和外部故障切除后電動機自起動時）不動作，其動作電流應按下式整定：Idz=KkKh式中Kk—可靠系數，取1.Kh—返回系數，微機型保護取1.0；《繼電保護及二次回路速查速算手冊》125Ie時間的整定應考慮躲過電動機的起動時間，普通狀況下取15～20s?！独^電保護及二次回路速查速算手冊》234頁過電流保護的敏捷度可按下式校驗：Klm=Id.min（式中Id.min（3）敏捷度校驗，規(guī)定Klm≥例：一臺315kW的高壓電動機，過載保護的動作電流整定：Idz=KkKhI3、電動機的欠壓、過壓保護欠壓保護：對電網電壓進行監(jiān)測，當局限性額定電壓的65%時保護動作，動作時間取0.5s。過壓保護：對電網電壓進行監(jiān)測，超出額定電壓的118%時保護動作，動作時間取2s。4、雙屏蔽電纜絕緣監(jiān)視保護（1）高壓雙屏蔽地線之間的絕緣電阻值Rd減少到：Rd<3KΩ，本保護器可靠動作；Rd>5KΩ，本保護器不動作；（2）當屏蔽芯線與屏蔽地線之間的回路電阻值Rk增加到：Rk>1.5KΩ，本保護器可靠動作；Rk<0.8KΩ，本保護器不動作。監(jiān)視動作時間不大于0.1s。5、PT斷線保護當裝置檢查到PT斷線時，發(fā)出報警信號。6、三相電流不平衡保護及斷相保護相平衡度分檔可選:50%、60%、70%、80%。電動機的相平衡度分檔選擇為70%，動作延時20s。7、反時限過電流保護華榮科技公司和上海山源電子生產的高爆開關的保護器含有反時限過電流保護，整定原則是：在最大運行方式下，下條線路始端三相短路時有最大的短路電流Idmax流過本線路，本線路的反時限保護允許啟動，但不能誤跳閘，因此本線路反時限曲線上對應Idmax的延時應當比下條線路反時限曲線上對應Idmax的延時高出一種時間階段△t其動作電流應按下式整定：Idz=KkKzq式中Kk—可靠系數，取1.Kh—返回系數，微機型保護取1.0；《繼電保護及二次回路速查速算手冊》125Kzq—考慮電動機自起動使電流增大的自起動系數，普通取1.2～1.5；《電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算》Ifh.max敏捷度計算：反時限過電流保護的敏捷度可按下式校驗：Klm=Id.minIdz式中Id.min—最小方式下，相鄰線路始端故障時流過保護安裝處的最小短路電流Klm—敏捷度系數，規(guī)定不不大于反時限過電流保護重要合用于電動機的繼電保護保護，普通不用于電纜線路和變壓器的繼電保護。二、電容器繼電保護整定計算1、短路保護電流整定Idz=(3～5)INC《煤礦供電設計與繼電保護整定計算示例》式中INC敏捷度校驗Klm=Id.min(2)Idz≥1.25～1.5式中Id.min2、過載保護過載保護作為電容器的整組保護，其保護動作電流按躲過電容器額定電流計算Idz=(1.5～2)It=0.2～0.5s《煤礦供電設計與繼電保護整定計算示例》230頁敏捷度校驗Klm=Id.min(2)Idz≥2式中Id.min3、熔斷器保護熔斷器保護的額定電流應不不大于電容器的長久允許工作電流，在電容器的充電涌流作用下，熔斷器不應熔斷。熔斷器的額定電流應滿足Idz=1.43INC《煤礦供電設計與繼電保護整定計算示例》4、過電壓保護Uop=110～t=30～60s《煤礦供電設計與繼電保護整定計算示例》231頁5、低電壓保護采用電流閉鎖以避免電壓互感器斷線時保護誤動動作電壓Uop=50～動作電流Idz=(0.2～0.5)It=0.5s《煤礦供電設計與繼電保護整定計算示例》231頁三、6～10kV變壓器繼電保護整定計算1、變壓器短路保護對于容量較小的變壓器，可采用電流速斷保護來避免變壓器繞組及引出線、套管的短路故障。電流速斷保護裝于電源側。保護的動作電流按下列條件選擇：1）應躲過變壓器負荷側母線上短路時流過保護的最大短路電流，即Idz=KkId.max式中Kk—可靠系數，取1.3～1.4Id.max2）躲過變壓器空載投入時的勵磁涌流，普通取Idz=K×IB.e《煤礦供電設計與繼電保護整定計算示例式中IB.eK—變壓器勵磁涌流倍數，默認取8倍，普通取5～8。動作電流按躲過變壓器空載投入時的勵磁涌流整定。按變壓器電源側兩相短路電流檢查保護的敏捷度，規(guī)定敏捷度系數Klm≥2Klm=Id.min(2)Idz≥式中Id.min保護動作時間0s。例：一臺315kVA變壓器，變比6000/690,短路保護的動作電流按躲過變壓器空載投入時的勵磁涌流整定：Idz=K×IB.e=8×3151.732×6.32、變壓器過載保護變壓器過載保護安裝于電源側，作為變壓器的后備保護，其整定值按下述條件計算：按躲開變壓器可能的最大負荷電流整定，即Idz=KkKh式中Ifh.max—變壓器的最大負荷電流Kk—可靠系數，取1.2～1.3Kh—返回系數，微機型保護取1.0；《繼電保護及二次回路速查速算手冊》125變壓器的最大負荷電流的計算應考慮電動機自起動時的最大電流》。Ifh.max=KzqIfh.max式中Kzq—電動機自起動系數，取1.5～2.5Ifh.max'—正常運行時的動作時限按躲過變壓器二次側最大一臺或一組設備的最長啟動時間整定。有的高爆開關不能設立精確的過載時間，僅有過載檔位，可把過載檔位設到1檔（7～10s）。過載保護的敏捷度可按下式校驗：Klm=Id.min(2)Idz≥1.3～1.5式中Id.min例：一臺315kVA變壓器，變比6000/690,過載保護的動作電流按躲過變壓器的額定電流整定：Idz=IB.e=3151.32×63、變壓器的欠壓、過壓保護欠壓保護：對電網電壓進行監(jiān)測，當局限性額定電壓的65%時保護動作，動作時間取0.5s。過壓保護：對電網電壓進行監(jiān)測，超出額定電壓的118%時保護動作，動作時間取2s。4、雙屏蔽電纜絕緣監(jiān)視保護（1）高壓雙屏蔽地線之間的絕緣電阻值Rd減少到：Rd<3KΩ，本保護器可靠動作；Rd>5KΩ，本保護器不動作；（2）當屏蔽芯線與屏蔽地線之間的回路電阻值Rk增加到：Rk>1.5KΩ，本保護器可靠動作；Rk<0.8KΩ，本保護器不動作。監(jiān)視動作時間不大于0.1s。5、PT斷線保護當裝置檢查到PT斷線時，發(fā)出報警信號。6、三相電流不平衡保護及斷相保護相平衡度分檔可選:50%、60%、70%、80%。變壓器的相平衡度分檔選擇為60%，動作延時20s。四、6～10kV輸電線路繼電保護整定計算1、線路的短路保護（1）瞬時動作電流值的整定計算Idz≥1.2Imax.w《供電技術》Imax.w=IN.st+Kde∑IN.re《式中Imax.w—線路最大工作電流，AIN.st—啟動電流最大的一臺或同時啟動電流最大的多臺電動機啟動電流，AKde—成組負荷需用系數∑IN.re—其它電動機的額定電流之和，A（2）或按首端最小兩相短路有不不大于1.5的敏捷度系數進行逆向整定，但保護范疇可能延伸到下一線路，計算公式為Idz=Id.min(2)Klm式中Id.minKlm—瞬時電流速斷保護的敏捷度系數，取1.5（3）為了確保短路保護的選擇性，保護的動作電流應不不大于最大運行方式下本線路末端變電所母線上三相短路電流Id.max,Idz=KkId.max式中Kk—可靠系數，取1.Id.max該計算辦法僅供參考，以第（1）種計算方法為準。（4）敏捷度系數按保護范疇末端的最小兩相短路電流校驗，即Klm=Id.min(2)Idz>1.5式中Id.min(2)—2、線路的過載保護過載保護普通是指其動作電流按照躲過最大負荷電流整定的一種保護裝置，它在正常運行時不會動作，而在電網發(fā)生故障時，則能反映電流增大而動作。在普通狀況下，它不僅能保護本線路全長，作本線路的近后備保護，并且也能保護相鄰線路的全長，作相鄰線路的遠后備保護。過載保護的動作電流應按下述原則考慮：為了使過載保護在正常運行時（涉及輸送最大負荷和外部故障切除后電動機自起動時）不動作，其動作電流應按下式整定：Idz=KkKzqK式中Kk—可靠系數，取1.Kh—返回系數，微機型保護取1.0；《繼電保護及二次回路速查速算手冊》125Kzq—考慮電動機自起動使電流增大的自起動系數，普通取1.2～1.5；《電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算》Ifh.max時間的整定從離電源最遠的元件的保護開始，上一級的保護時間整定應比下一級的保護時間大一種時間級差，以次類推。過載保護的敏捷度可按下式校驗：Klm=Id.minIdz當校驗過電流保護作本線路的近后備保護的敏捷度時，應采用最小運行方式下本線路末端兩相短路時的短路電流進行校驗，規(guī)定Klm≥1.3～1.5；當校驗作相鄰下一線路的遠后備保護的敏捷度時，應采用最小運行方式下相鄰下一線路末端兩相短路時的短路電流進行校驗，規(guī)定Klm≥3、線路的欠壓、過壓保護欠壓保護：線路的欠壓保護普通不投入使用。過壓保護：對電網電壓進行監(jiān)測，超出額定電壓的118%時保護動作，動作時間取2s。4、雙屏蔽電纜絕緣監(jiān)視保護（1）高壓雙屏蔽地線之間的絕緣電阻值Rd減少到：Rd<3KΩ，本保護器可靠動作；Rd>5KΩ，本保護器不動作；（2）當屏蔽芯線與屏蔽地線之間的回路電阻值Rk增加到：Rk>1.5KΩ，本保護器可靠動作；Rk<0.8KΩ，本保護器不動作。監(jiān)視動作時間不大于0.1s。5、PT斷線保護當裝置檢查到PT斷線時，發(fā)出報警信號。6、三相電流不平衡保護及斷相保護相平衡度分檔可選:50%、60%、70%、80%。電纜線路的相平衡度分檔選擇為70%，動作延時20s。五、6～10kV母線分段斷路器的繼電保護整定計算1、短路保護短路保護作為母線耐壓實驗時的速動保護，并作為配出線電流速斷保護的后備。參考進線高壓開關整定計算辦法進行整定。Idz≤0.9Idz，《煤礦供電設計與繼電保護整定計算示例式中Idz2、過載保護Idz=KkKhIfh.max式中Kk—可靠系數，取1.Kh—返回系數，微機型保護取1.0；《繼電保護及二次回路速查速算手冊》125Ifh.max—最大的負荷（涉及電動機自起動引發(fā)的）3、其它保護整定同母線總進線開關的保護整定。第五章井下低壓開關保護整定計算一、