10kV保護(hù)定值計(jì)算培訓(xùn)

10kV保護(hù)定值計(jì)算培訓(xùn)孫軍威短路電流計(jì)算概述實(shí)用短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算示例短路原因一、短路及其原因、后果

短路：指供電系統(tǒng)中不同電位的導(dǎo)電部分（各相導(dǎo)體、地線等）之間發(fā)生的低阻性短接。

主要原因：電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，人員誤操作、雷擊或過(guò)電壓擊穿，以及鳥獸危害等。短路后果

短路后果：短路電流產(chǎn)生的熱量，使導(dǎo)體溫度急劇上升，會(huì)使絕緣損壞；短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力，會(huì)使設(shè)備載流部分變形或損壞；

短路會(huì)使系統(tǒng)電壓驟降，影響系統(tǒng)其他設(shè)備的正常運(yùn)行；嚴(yán)重的短路會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；短路還會(huì)造成停電；不對(duì)稱短路的短路電流會(huì)對(duì)通信和電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾等。短路類型二、短路的類型三相短路

兩相短路

單相(接地)短路單相短路

兩相接地短路兩相短路接地計(jì)算短路電流的目的三、計(jì)算短路電流的目的1、為了選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體和整定供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，需要計(jì)算三相短路電流；2、校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性，就要用到短路沖擊電流、穩(wěn)態(tài)短路電流及短路容量；3、對(duì)瞬時(shí)動(dòng)作的低壓斷路器，則需用沖擊電流有效值來(lái)進(jìn)行其動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。

四、總結(jié)概念電力系統(tǒng)中相與相之間或者相與地之間的非正常連接原因絕緣破壞而構(gòu)成通路（絕緣材料的自然老化，機(jī)械損傷，雷電造成的過(guò)電壓等；此外還包括運(yùn)行人員的誤操作等類型三相短路、兩相短路、兩相短路接地、單相短路接地危害導(dǎo)體及絕緣嚴(yán)重發(fā)熱；導(dǎo)體或線圈變形；影響用戶用電設(shè)備的正常工作；不對(duì)稱接地短路產(chǎn)生不平衡磁通，對(duì)通訊系統(tǒng)造成干擾，甚至危及設(shè)備和人生安全預(yù)防措施限制短路電流（裝設(shè)電抗器）；迅速將短路部分隔離（依靠繼電保護(hù)裝置）；采用自動(dòng)重合閘裝置目的選擇電氣設(shè)備；校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定；進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和調(diào)整計(jì)算短路電流方法

實(shí)用短路電流計(jì)算三相短路電流常用的計(jì)算方法有歐姆法和標(biāo)幺制法兩種。歐姆法是最基本的短路計(jì)算方法，適用于兩個(gè)及兩個(gè)以下電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)；而標(biāo)幺制法適用于多個(gè)電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)。短路計(jì)算中有關(guān)物理量一般采用以下單位：電流為“kA”（千安）；電壓為“kV”（千伏）；短路容量和斷流容量為“MV·A”（兆伏安）；設(shè)備容量為“kW”（千瓦）或“kV·A”（千伏安）；阻抗為“Ω”（歐姆）等?；鶞?zhǔn)值

實(shí)用短路電流計(jì)算一、標(biāo)幺值法

按標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，一般是先選定基準(zhǔn)值?；鶞?zhǔn)容量一般取100MVA，基準(zhǔn)電壓取短路點(diǎn)所在網(wǎng)路段的平均額定電壓。線路電抗

實(shí)用短路電流計(jì)算二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)幺值1）輸電線路X：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度正序電抗Ω/km:電纜長(zhǎng)度km:通過(guò)電纜的平均電壓kV線路電抗表

實(shí)用短路電流計(jì)算變壓器電抗

實(shí)用短路電流計(jì)算

2）變壓器

：變壓器短路阻抗:變壓器額定容量MVA異步電機(jī)電抗

實(shí)用短路電流計(jì)算

3）異步電動(dòng)機(jī)

：異步電動(dòng)機(jī)繞組正序電抗:電機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù):電機(jī)視在功率MVA同步電機(jī)電抗

實(shí)用短路電流計(jì)算

4）同步電動(dòng)機(jī)

：直軸超瞬變電抗:同步電動(dòng)機(jī)視在功率MVA短路參數(shù)計(jì)算

實(shí)用短路電流計(jì)算三、短路參數(shù)的計(jì)算三相短路容量的標(biāo)幺值：三相短路容量的實(shí)際值：三相短路電流的實(shí)際值：三相短路電流的標(biāo)幺值：運(yùn)行方式

實(shí)用短路電流計(jì)算

供電系統(tǒng)的短路電流大小與系統(tǒng)的運(yùn)行方式有很大的關(guān)系。系統(tǒng)的運(yùn)行方式可分為最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式。最大運(yùn)行方式下系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行。此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的總的短路阻抗最小，短路電流最大。反之，最小運(yùn)行方式下系統(tǒng)低負(fù)荷運(yùn)行。此時(shí)總的短路阻抗變大，短路電流也相應(yīng)地減小。短路電流

通常情況下，應(yīng)計(jì)算兩種幅值的短路電流1、最大短路電流，用于選擇電氣設(shè)備的容量或額定值以校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定及分?jǐn)嗄芰?，整定繼電保護(hù)裝置。2、最小短路電流，用于選擇熔斷器、設(shè)定保護(hù)定值或作為校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置靈敏度和校驗(yàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)啟機(jī)的依據(jù)。實(shí)用短路電流計(jì)算示例

短路電流計(jì)算示例某公司電力系統(tǒng)配置如圖所示，求K1與K2處的短路電流所需參數(shù)

短路電流計(jì)算示例一、收集計(jì)算各元件電抗所需電氣參數(shù)裝置所需電氣參數(shù)電源最大方式正序阻抗最小方式正序阻抗變壓器容量短路阻抗高壓側(cè)額定電流異步電機(jī)額定功率功率因數(shù)啟動(dòng)倍數(shù)額定電流同步電機(jī)額定功率功率因數(shù)額定電流直軸超瞬變電抗電纜型號(hào)長(zhǎng)度系統(tǒng)圖

短路電流計(jì)算示例基準(zhǔn)值

短路電流計(jì)算示例二、設(shè)定基準(zhǔn)值選=100MVA處，為10.5kV，處，為0.4kV，元件標(biāo)幺值

短路電流計(jì)算示例三、計(jì)算系統(tǒng)各元件阻抗的標(biāo)幺值

短路電流計(jì)算示例電抗圖

短路電流計(jì)算示例

短路電流計(jì)算示例四、簡(jiǎn)化系統(tǒng)各元件阻抗標(biāo)幺值簡(jiǎn)化電抗圖

短路電流計(jì)算示例

短路電流計(jì)算示例短路電流計(jì)算

短路電流計(jì)算示例五、計(jì)算短路電流由電機(jī)向K1短路點(diǎn)供給的短路電流K1處的短路參數(shù)最大運(yùn)行方式時(shí)：最小運(yùn)行方式時(shí)：短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算示例K2處的短路參數(shù)最大運(yùn)行方式時(shí)：最小運(yùn)行方式時(shí)：換算到高壓側(cè)：10kV系統(tǒng)保護(hù)定值計(jì)算電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算配電變壓器保護(hù)定值計(jì)算母線分段保護(hù)定值計(jì)算進(jìn)線保護(hù)定值計(jì)算電機(jī)保護(hù)配置電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算一、保護(hù)配置速斷保護(hù)2MW以下并速斷保護(hù)滿足靈敏系數(shù)要求的電動(dòng)機(jī)，采用電流速斷保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)過(guò)流保護(hù)2MW及以上電動(dòng)機(jī)，或速斷保護(hù)靈敏系數(shù)不符合要求的2MW以下電動(dòng)機(jī)，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)過(guò)電流保護(hù)作為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)相間短路電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算零序報(bào)警接地電流小于5A時(shí)，可裝設(shè)接地檢查裝置單相接地電流為10A以下時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作于信號(hào)零序動(dòng)作當(dāng)接地電流大于5A時(shí)，應(yīng)裝設(shè)有選擇性的單相接地保護(hù)單相接地電流為10A及以上時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作于跳閘單相接地電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算過(guò)負(fù)荷生產(chǎn)過(guò)程中易發(fā)生過(guò)負(fù)荷的電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)裝置應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特性，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)或跳閘啟動(dòng)或自啟動(dòng)困難、需要防止啟動(dòng)或啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)，并應(yīng)動(dòng)作于跳閘電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算低電壓保護(hù)0.5s時(shí)限動(dòng)作電壓65%-70%Ue當(dāng)電源電壓短時(shí)降低或短時(shí)中斷又恢復(fù)時(shí)，需斷開(kāi)的次要電機(jī)根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程不允許或不需要自啟動(dòng)的電機(jī)低電壓保護(hù)9s時(shí)限動(dòng)作電壓45%-50%Ue有備用自動(dòng)投入設(shè)置的I類負(fù)荷電動(dòng)機(jī)在電源電壓長(zhǎng)時(shí)間消失后需自動(dòng)斷開(kāi)的電動(dòng)機(jī)電壓突降電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算同步電機(jī)失步失步保護(hù)應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作，對(duì)重要電動(dòng)機(jī)應(yīng)動(dòng)作于再同步控制回路不能再同步或根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程不需要再同步的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)動(dòng)作于跳閘電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算3-10kV電動(dòng)機(jī)繼電保護(hù)配置電動(dòng)機(jī)功率/Kw保護(hù)裝置名稱電流速斷保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)單相接地保護(hù)不平衡保護(hù)低電壓保護(hù)失步保護(hù)異步電機(jī)＜2000裝設(shè)當(dāng)電流速斷保護(hù)不能滿足靈敏性要求時(shí)裝設(shè)生產(chǎn)過(guò)程易發(fā)生過(guò)負(fù)荷或啟動(dòng)、自啟動(dòng)困難時(shí)應(yīng)裝設(shè)接地電流＞5A時(shí)裝設(shè)，≥10A時(shí)一般動(dòng)作于跳閘，5-10A時(shí)可動(dòng)作于跳閘或信號(hào)

根據(jù)需要裝設(shè)

異步電機(jī)≥2000

裝設(shè)裝設(shè)同步電機(jī)＜2000裝設(shè)當(dāng)電流速斷保護(hù)不能滿足靈敏性要求時(shí)裝設(shè)

裝設(shè)同步電機(jī)≥2000

裝設(shè)裝設(shè)

保護(hù)定值計(jì)算電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算二、整定計(jì)算1、電流速斷保護(hù)

保護(hù)動(dòng)作電流：

異步電動(dòng)機(jī)（應(yīng)躲過(guò)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流）同步電動(dòng)機(jī)（應(yīng)躲過(guò)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流或外部短路時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出電流）保護(hù)的靈敏系數(shù)（按最小運(yùn)行方式下，電動(dòng)機(jī)接線端兩相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)裝置的短路電流效驗(yàn)）電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算2、過(guò)負(fù)荷保護(hù)

保護(hù)動(dòng)作電流（應(yīng)躲過(guò)電動(dòng)機(jī)的額定電流）保護(hù)動(dòng)作時(shí)限（躲過(guò)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)及自啟動(dòng)時(shí)間）對(duì)于一般電動(dòng)機(jī)為對(duì)于傳動(dòng)風(fēng)機(jī)負(fù)荷的電動(dòng)機(jī)為電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算3、單相接地保護(hù)

保護(hù)一次動(dòng)作電流（應(yīng)按發(fā)生單相接地故障時(shí)最小靈敏系數(shù)1.3整定，并大于非故障回路最大接地電流）電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算4、電動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)a）電動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)特性電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算b）差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算最小動(dòng)作電流（應(yīng)躲過(guò)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)差動(dòng)回路的不平衡電流）電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算制動(dòng)斜率靈敏系數(shù)效驗(yàn)電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算差動(dòng)速斷電流差動(dòng)速動(dòng)靈敏系數(shù)效驗(yàn)電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算5、電動(dòng)機(jī)磁平衡保護(hù)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中不會(huì)在磁平衡差動(dòng)保護(hù)中產(chǎn)生不平衡電流，因而動(dòng)作電流只需躲過(guò)外部單相接地時(shí)形成的不平衡電流，一般整定為（15%-20%）的電機(jī)額定電流示例電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算三、示例<1>二期合成氨1-3#循環(huán)水泵保護(hù)整定電機(jī)型號(hào)：YKK560-8Ue=10kVIrm=47.8AKst=7a）速斷保護(hù)（應(yīng)躲過(guò)電機(jī)的啟動(dòng)電流）靈敏系數(shù)電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算b）過(guò)電流保護(hù)（應(yīng)躲過(guò)電機(jī)的額定電流）過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限按1.2倍的啟動(dòng)時(shí)間整定c）單相接地保護(hù)報(bào)警值一次值為5A,動(dòng)作一次值為10Ad）低電壓保護(hù)按額定電壓的65%整定，時(shí)限0.5s電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算<2>二期合成氨氨壓機(jī)保護(hù)整定電機(jī)型號(hào)：YAKS710-2FUe=10kVIrm=216.1AKst=7a）磁平衡保護(hù)按躲過(guò)外部接地故障不平衡電流整定電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算<3>二期合成氨合成氣壓縮機(jī)保護(hù)整定電機(jī)型號(hào)：TK2900-182600Ue=10kVIrm=189.1AKst=6a）差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)定值（應(yīng)躲過(guò)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)差動(dòng)回路的不平衡電流）

差動(dòng)速斷電機(jī)保護(hù)定值計(jì)算

差動(dòng)速斷靈敏系數(shù)制動(dòng)斜率靈敏系數(shù)變壓器保護(hù)配置一、保護(hù)配置速斷保護(hù)電壓為10kV及以下、容量為10MVA以下單獨(dú)運(yùn)行變壓器，應(yīng)采用電流速斷保護(hù)容量為0.4MVA及以上，一次電壓為10kV及以下，且繞組為三角、星形聯(lián)結(jié)的變壓器，可采用兩相三繼電器式的電流速斷保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)過(guò)流保護(hù)電壓為10kV以上、容量為10MVA及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，以及容量為6.3MVA及以上并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)容量為10MVA以下單獨(dú)運(yùn)行的重要變壓器，可裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)電壓為10kV的重要變壓器或容量為2MVA級(jí)以上的變壓器，當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不符合要求時(shí)，應(yīng)采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)短路故障配電變壓器保護(hù)定值計(jì)算瓦斯保護(hù)容量為0.4MVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器、容量為0.8MVA及以上的油浸式變壓器，以及帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器的充油調(diào)壓開(kāi)關(guān)均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器各側(cè)開(kāi)關(guān)配電變壓器保護(hù)定值計(jì)算過(guò)流保護(hù)過(guò)流保護(hù)應(yīng)用于降壓變壓器復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)流保護(hù)復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)或低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)，應(yīng)用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過(guò)電流保護(hù)不符合靈敏性要求的降壓變壓器過(guò)流故障配電變壓器保護(hù)定值計(jì)算配電變壓器保護(hù)定值計(jì)算35kV/20kV/10kV/6kV/0.4kV配電變壓器繼電保護(hù)配置變壓器容量（kVA）保護(hù)裝置名稱備注帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)電流速斷保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)低壓側(cè)單相接地保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)瓦斯保護(hù)溫度保護(hù)＜400

一般用高壓熔斷器與負(fù)荷開(kāi)關(guān)的組合電器保護(hù)400-630高壓側(cè)采用斷路器時(shí)裝設(shè)高壓側(cè)采用斷路器時(shí)裝設(shè)

裝設(shè)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器裝設(shè)，作為其他備用電源的變壓器根據(jù)過(guò)負(fù)荷的可能性裝設(shè)車間內(nèi)變壓器裝設(shè)

1250kVA及以下的變壓器可以用高壓熔斷器與負(fù)荷開(kāi)關(guān)的組合電器保護(hù)800

裝設(shè)

1000-1600裝設(shè)裝設(shè)

裝設(shè)2000-2500當(dāng)電流速斷保護(hù)不能滿足靈敏性要求時(shí)裝設(shè)整定計(jì)算配電變壓器保護(hù)定值計(jì)算二、整定計(jì)算1、電流速斷保護(hù)保護(hù)動(dòng)作電流（應(yīng)躲過(guò)低壓側(cè)短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)裝置的最大短路電流）保護(hù)的靈敏系數(shù)（按系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，保護(hù)安裝處兩相短路電流效驗(yàn)）配電變壓器保護(hù)定值計(jì)算2、過(guò)電流保護(hù)保護(hù)動(dòng)作電流（應(yīng)躲過(guò)可能出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷電流）保護(hù)的靈敏系數(shù)（按電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，低壓側(cè)兩相短路時(shí)流過(guò)高壓側(cè)的短路電流效驗(yàn)）保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限（應(yīng)與下一級(jí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)限相配合），一般取0.3-0.5s示例配電變壓器保護(hù)定值計(jì)算三、示例二期合成氨總變電所變壓器變壓器型號(hào)：SGB10-2000/102000kVA10/0.4kVDyn116.03%115.5/2886.8Aa)速斷保護(hù)（應(yīng)躲過(guò)低壓側(cè)短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)裝置的最大短路電流）靈敏系數(shù)配電變壓器保護(hù)定值計(jì)算b)過(guò)電流保護(hù)（應(yīng)躲過(guò)可能出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷電流）靈敏系數(shù)若存在自啟0.4kV電機(jī)時(shí)Kol一般取2-3母線分段保護(hù)配置一、保護(hù)配置母線分段保護(hù)定值計(jì)算6-20kV母線分段斷路器的繼電保護(hù)配置被保護(hù)設(shè)備保護(hù)裝置名稱備注電流速斷保護(hù)過(guò)電流保護(hù)不并列運(yùn)行的分?jǐn)嗄妇€僅在分段斷路器合閘瞬間投入，合閘后自動(dòng)解除裝設(shè)

二、整定計(jì)算a）充電保護(hù)保護(hù)的動(dòng)作電流（按最小靈敏系數(shù)1.5整定）母線分段保護(hù)定值計(jì)算b）過(guò)電流保護(hù)保護(hù)的動(dòng)作電流（應(yīng)躲過(guò)任一母線段的最大負(fù)荷電流,時(shí)限一般取0.3-0.5s）靈敏系數(shù)（按最小運(yùn)行方式下母線兩相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)裝置處的短路電流效驗(yàn)）整定計(jì)算示例三、示例二期合成氨10kV母聯(lián)保護(hù)整定a）充電保護(hù)（按最小靈敏系數(shù)1.5整定）母線分段保護(hù)定值計(jì)算b）過(guò)流保護(hù)（應(yīng)躲過(guò)任何一段的最大負(fù)荷電流，通過(guò)核算空壓機(jī)與兩臺(tái)變壓器自啟為最大負(fù)荷）時(shí)限為0.5s母線分段保護(hù)定值計(jì)算靈敏系數(shù)進(jìn)線保護(hù)配置進(jìn)線保護(hù)定值計(jì)算一、保護(hù)配置3-66kV線路的繼電保護(hù)配置被保護(hù)線路保護(hù)裝置名稱無(wú)時(shí)限或帶時(shí)限電流電壓速斷無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)帶時(shí)限速斷保護(hù)過(guò)電流保護(hù)單相接地保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)單側(cè)電源放射式單回路35-66kV線路裝設(shè)自重要配電站引出的