中低压变压器及电动机保护原理与整定计算.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,中低压变压器及电动机保护原理与整定计算,第一部分,10/35,KV,线路保护,继电保护保护功能,低周、低压减载,重合闸和保护加速,中性点不接地电网单相接地检测,中性点经消弧线圈接地电网中单相接地检测,一.继电保护保护功能,三段式电流保护,方向电流保护,低电压闭锁方向电流保护,低周、低压减载,重合闸和保护加速,三段式电流保护,电流速断保护(段),Iset,.,=,Krel,*,Ik.max,(,Krel,取1.21.3),带时限电流速断保护(段),Iset.,.1,=,Krel,*Iset.,.2,(,Krel,取1.11.2),过电流保护(段),Iset.,.1,=,Krel,*,Iset,.,.2,(,Krel,取1.1),Iset.,.1,=,Krel,*,Kss,*,Iloa.max,/Kr,Krel,取1.2；,Kr,取0.90.95；,Kss,大于1,；,时间:阶梯形时限,灵敏度:,电流保护灵敏度大于1.5(近后备)及1.2(远后备),应用,:末端馈线保护一般只需二段式。,三段式电流保护动作电流及时限特性,B,C,D,A,A,B,C,D,方向电流保护,方向问题图4-54,方向元件用90,0,接线,：,-90,0,arg(Ig/Ug,*,e,ja,)K,2,*I,d,K,2,取15%-20%,差动电流,I,d,可以用基波分量,I,d1,。,制动方式分为：,谐波比,I,d2,/I,d1,最大相制动三相；,差动电流（基波）最大相谐波比制动三相；,2次谐波最大值与基波最大值谐波比制动三相,偶次谐波电流制动,判别电流波形间断角识别励磁涌流,j65,0,；,w,I,q,（,I,res,I,q,+S,*（,I,res,-I,g,）(,I,res,Ig,),最小动作电流,Iq,取0.40.6,最小制动电流,Ig,取0.51.0,B,三折线比率制动特性,I,op,I,q,（,I,res,I,q,+S1*（I,res,-I,g1,）(Ig1,I,res,I,q,+S1*（I,g2,-I,g1,）+S2*（I,res,-I,g2,）(,I,res,Ig2),Ig1,取0.5；,Ig2,取3；,S1,取0.30.75；,S2,取1.0,差动电流速断保护,TA,断线闭锁保护,四数字式纵差动保护整定计算,1.比率制动特性参数整定（两折线特性）,最小动作电流,Iq,Iunb.loa,=(,KccKapKer+U+m)Iloa/n,TA,Iq,=,Krel,*,Iunb.loa,Krel,:,双绕组变1.21.3；三绕组变1.41.5,最小制动电流,Ig,(,装置内部固定取0.8,In,),斜率,S:,躲外部短路差动回路最大不平衡电流,S=(,Krel,*,Iunb.max-Iq)/(Ires.max-Ig,),Krel,:,取1.31.5；,Ires.max,=,Ik.max/nTA,制动系数:,Kres.set,=Iq/Ires.max+S(1-Ig/,Ires.max,),校验灵敏度,最小运行方式下,Ik.min,对应,Ires,的,Iop,Ksen,=,Ik.min/Iop,应不低于2,2.差动电流速断定值,躲初始励磁涌流和外部短路故障的最大不平衡电流,Iop,K*In,Iop,Krel,*,Iunb.max,Krel,取1.31.5,K:,对6.331.5,MVA,取4.5-7；,对40120,MVA,取36；容量大取低值。,灵敏度应不低于1.2,五变压器相间短路的后备保护,1.复合电压起动过流保护,低电压定值,用低压侧电压时,Uset,=,Umin/（Krel,*Kr*,n,TV,）,(0.80.9)/（1.2*1.05）,用高压侧电压时:,Uset,=0.7*Un/,n,TV,灵敏度,Ksen,=,Uset/Uc.max,大于2.0(近后备)及1.5(远后备),复合电压起动过流保护逻辑图3-51,负序电压定值,U2.set=(0.060.08)U,N,/n,TV,灵敏度,Ksen,=U2.min/U2.set,大于2.0(近后备)及1.5(远后备),电流元件定值,对双绕组变压器:,Iset,=(,Krel/Kr)(IN/nTA,)(1.2/0.95),对三绕组变压器,Iset.1=,Kp,*Iset.2/nTA(,Kp,取1.2),灵敏度,Ksen,=,Ik.min/(Iset,*,nTA,),大于1.3-1.5(近后备)及1.2(远后备),2.低电压起动过流,当,IA,或,IB,或,IC,超过定值与,UAB,或,UBC,或,UCA,低于定值时起动。,3负序电流和单相低电压起动过流,提高变压器不对称短路和内部较轻故障时的灵敏度。负序定值取0.1-0.2。,4.阻抗保护,当电流保护灵敏度不能满足要求时采用.,5.变压器过负荷保护(信号),装于电源侧,闭锁有载调压.一般:,Iset,=(,Krel,/Kr)*IN(1.05/0.85-0.95),动作时间一般取910秒.,6.后备电流保护的配置,单侧双绕组降压变压器,电源侧保护1（和3配合）,短时限跳低压分段，长时限跳变压器开关。,单侧电源三绕组降压变压器,低压侧保护2（和3配合）,短时限跳分段，长时限跳本侧开关,电源侧保护1（和2、5配合）,短时限跳中压侧，长时限段跳三侧开关,两侧电源三绕组降压变压器（高压为主）,无源侧4（和5配合）:跳中压侧主电源侧,带方向保护1（由变压器到母线）（和6配合），,不带方向保护1（和4、7配合）,三绕组降压变压器 后备电流保护的配置,7,4,5,3,2,1,6,六低压变压器的综合保护,1过流保护,段电流速段:高压绕组保护,定值,躲过低压母线最大短路电流整定,躲过,变压器励磁涌流,灵敏度:保护安装处短路时大于2,段过电流，变压器及相邻后备,定值:躲自启动电动机启动电流之和,与分支过流保护配合,灵敏度:,低压母线,短路时大于1.5,时间1.52.5,s,也可用反时限特性.,2过负荷保护,躲额定电流,时间1015,s,也可用反时限特性.,3负序电流保护,不平衡和不对称短路保护.,启动值,I2.set(,可取0.4),4高压侧接地保护,带最大相电流制动的零序电流保护,5,低压侧零序电流保护,启动值:,躲正常运行时中线不平衡电流1.2*25%=0.3,与相邻元件(有分支)零序保护配合(系数取1.1),灵敏度:,低压母线接地,短路时,大于1.5,负序电流保护和高压侧接地保护特性,第三部分 高压电动机保护,电流纵差动保护,电流速断保护,负序电流保护(不平衡保护),接地保护,过热保护,过负荷保护,启动时间过长保护,低电压保护,一,电流纵差动保护,用于定子绕组及引出线相间短路的保护。,1.动作判据,动作量：,I,OP,=|,Ia+Ia|；,A,相和,C,相,制动量：,I,res,=1/2*|,Ia-Ia|,；A,相和,C,相,用比率制动特性，如,图5-9、10,2.定值整定,最小动作电流,Iq,Iq,=,Krel,*,Kap,*,Kcc,*,Ker,*I,N,/,n,TA,（,0.20.4）,系数(1.5*1*0.5,or1.0*0.1),两相式纵差动保护及比率制动特性,制动系数,躲最大启动电流时的不平衡,Inub.max,=,Kap,*,Kcc,*,Ker,*,Ist.max/n,TA,(Kap,取1.5),S=(,Krel,*,Inub.max-Iq)/(Ist.max/n,TA,-I,N,/n,TA,),(,Krel,取1.3-1.5；一般,S,为 0.30.4),3灵敏度校验,Id=,Ik.min/n,TA,Ires,=1/2*,Ik.min,由,Ires,求对应,Iop,Ksen,=Id/,Iop,=2,差动电流速断保护取38倍额定电流,二,电流速断保护,1动作判据,ImaxIset.H,高定值,启动中,ImaxIset.L,低定值,启动后投入,t,tset,保护延时,Imax:A,相,C,相取大者(或正序电流),2保护定值,高定值,躲过最大启动电流整定,Iset.H,=,Krel,*,Kst,*I,N,/,n,TA,（,系数1.5*实测,or,取7）,低定值,躲过自启动电流整定,Iset.L,=,Krel,*,Kst,*I,N,/,n,TA,（,系数1.3*5),时限,当电动机用断路器出口时，动作时间取0,s,当电动机用,F-C,做出口时,取0.3秒,额定电流较大时取0.4,s。,此时,Krel,可取1.1。,3.电动机启动时间,用实测启动时间乘1.2倍,一般电机可取10,s。,用其判断何时启动结束。,三.负序电流保护(不平衡保护),负序保护用于作为匝间短路,断相,相序反,电源不平衡及不对称短路的后备保护，转子开焊以及不对称过负荷等。,1.动作判据,I2I2.set,(I,2*,2,K,2,2,)*tA,tt2.min,及,tt2.max,A：,负序热值；,K2=I2.set/I,N,2负序保护定值,启动值,I2.set,按躲过正常运行时允许的负序电流整定,取,I2.set=(0.30.4)I,N,负序最长延时,t2.max,按电机能够承受的最长时限整定，一般取20秒,负序最短延时,t2.min,无外部短路闭锁时取(0.7-1.1)+0.4=1.1,1.5,s,一般用反时限特性，如,图5-19,3负序热值,K2t*(,Iq,/I2.set),K2t=0.0060.01；K2t,的选取应使0.2秒,四.接地保护,1.,动作判据,IoIo.set,当,I,max1.05I,2N,或,Io1+(I,max/I,2N,-1.05)/4Io.set,当,I,max1.05I,2N,toto.set,特性,图5-17,采用最大相电流,I,max,作制动量,2定值计算,定值,电流定值按躲过电动机外部发生接地故障时的最大电容电流二次值，应实测或按经验数据取得,Io.set=,Ko,*3Ioc (,ko,=23),时间定值,零序保护延时,一般取,to.set=0,秒，对熔断器加接触器控制的电机，建议,to.set,不小于0.3秒,采用零序电流互感器获取电动机的零序电流,五.过热保护,1.动作判据,(,Ieq,*,2,-1.05,2,)t,等效电流,Ieq,*,2,=(k1*I1,2,+k2*I2,2,)/I,2N,2,其中,k1=1；k2=310(,可取6)；,:,过热时间常数,热积累达到70%时发过热告警信号,热积累达到100%时发过热跳闸命令,2.过热热值,发热时间常数,应由电动机制造厂提供也可由制造厂提供的电动机过负荷能力数据进行估算,如在,X,倍过负荷时允许运行,t,秒，则可得,=(X,2,-1.05,2,)t,若有若干组过负荷能力数据，则取算出的值中,最小者,。,六 过负荷保护,启动值躲正常运行负荷,Il.set=,Krel,*,Iloa.max,(,Krel,=1.151.2),或,Il.set=(1.31.5)I,2N,在启动结束后投入,动作时间取1.2,tst.max,发信号.,七.启动时间过长保护,tmtst.set,允许最长启动时间1.2*,tst.max,三相电流从0突变判别为启动。从启动电流达到10%开始到电流过峰值后下降到112%,I,N,测得的时间为,tm。,启动过长保护在启动完毕后自动退出。,八.低电压保护,防止电机自启动,对次要电机或不要自启动的电机装设。,三个线电压均低于定值且要用低电流闭锁,TV,断线和开关跳闸闭锁,定值：,Uset.L,=(6570)%U,N,动作时间取0.5,s,谢 谢！,2004.11.26,