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35kV变电站保护定值的计算

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35kV变电站保护定值的计算

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继电保护装置是电力系统重要二次设备，它对电力系统安全稳定地运行起着重要的作用。电力系统对继电保护装置的要求是快速性、可靠性、选择性。要满足这三点要求，除选用性能良好的继电保护装置外，还必须正确地进行整定。性能再好的保护装置，如整定不正确，也不能正确地完成保护功能。
本章就采用微机保护装置的35kV变电站的线路、主变、电容等设备的保护定值的计算，作简单的介绍，以帮助用户正确地进行35kV变电站，继电保护装置进行整定，充分发挥各种保护装置的作用，保证变电站设备的安全和可靠、经济、稳定运行。

§16-1 线路保护整定值的计算

对于35KV及以下电压等级电力系统，一般为中性点不直接接地系统，其线路保护，通常采用反应故障时电压、电流的三段式电流保护。
第Ⅰ段电流保护为瞬时电流速断保护、第Ⅱ段为限时电流速断保护、第Ⅲ段为过流保护；第Ⅰ段及第Ⅱ段电流保护构成本线路的主保护，过流保护为后备保护。
当电流第Ⅰ段、第Ⅱ段保护灵敏系数不够时，可采用电流闭锁电压速断保护，如过流保护作远后备时的灵敏系数不够，可带低电压或复合电压启动。
如果被保护线路为双侧电源时，应加方向闭锁，以防止在保护设置处后方发生短路时保护误动。
电流、电压整定值受电网结构及运行方式影响较大，整定值的准确计算比较复杂，下面以图16-1所示的单侧电源环网供电电网，母线B、C间断路器5QF的保护为例，简单介绍采用EDCS-6110单元线路的各种保护整定值的计算。

16-1.1 电流速断保护整定值Isdz1的计算
电流速断保护为无时限保护，其动作时间为保护装置的固有动作时间，按“规程”规定微机保护的固有动作时间为40ms以下。
一．电流速断保护的整定计算

16-1 单侧电源环网供电网络图
1QF
3QF
2QF
4QF
5QF
7QF
11QF
9QF
6QF
8QF
10QF
A
B
C
1
D
2

1. 电流速断保护动作电流整定值Iszd1的基本计算公式：根据保护的选择性要求，电流速断保护只有在本线路内发生短路时才动作，为使计算简单，通常取线路末端母线（母线C）短路来计算线路短路电流Idmax，考虑到末端母线上其它线路近端短路时，短路电流与母线短路电流接近，为保证电流速断保护不误动，则电流速断保护电流整定值为：
（16-1）

为电流速断保护的可靠系数，一般取1.2～1.3。
为最大运行方式下，线路末端三相短路的最大电流。
可靠系数 系考虑以下因素的影响而设置
a．躲过末端母线（母线C）上其它线路近端短路的短路电流
b． 短路电流的计算误差
c． 短路时非周期分量的影响
d． 留有一定裕度
2．三相短路电流的计算
三相短路电流的计算公式为：

Ext—— 系统电源的等效相电势
Zxt—— 系统等效相阻抗，即保护安装处到电源间的等效阻抗，包含保护安装处后方输电线路阻抗、变压器阻抗、发电机阻抗等。
ZLd—— 被保护线路短路点到保护安装处的阻抗，其值为ZLd＝Z1·L， Z1为线路单位长度的阻抗，L为线路长度，计算整定值时，L为线路全长Lmax，故计算整定值中的 公式为：

（16-2）
3．运行方式对短路电流的影响：电力系统运行方式不同，流过保护装置的短路电流也不同，流过保护装置短路电流最大的运行方式，称为最大运行方式，短路电流最小的运行方式称为最小运行方式，对于附图1中保护5（即5QF处装设的保护），全部电源投入且开网（3QF或7QF断开）运行时为最大运行方式，只投入内阻较大的一个电源、环网闭网运行（全部QF投入）为最小运行方式，但对于9、10、11QF保护，闭网运行时为最大方式，开网运行为最小方式。
a. 最大运行方式短路电流计算，最大运行方式下，C母线短路时流过保护5的电流计算公式为：

式中：ZEXt——电源等效内阻抗，等于两个电源内阻的并联值，即：

b． 最小运行方式下，短路电流的计算：最小运行方式下，流过保护5的短路电流计算公式，以电源E1投入为例。

二．电流速断保护的有效保护范围
由于电流速断保护的整定值大于末端最大短路电流，故不能保护线路全长，在电流速断保护有效范围末端，最小运行方式下，两相短路时，其短路电流等于电流速断整定值Iszd1。即：

由此解得，电流速断保护的最小长度为：
（16-3）

式中： ——最小运行方式下的系统等效阻抗
电流速断保护的有效范围为： ，一般Kx应≥15％
为校验简单起见，可计算出在最小运行方式下，线路15%处两相短路时的最小短路电流， 用 是否大于1来校验电流速断保护是否符合灵敏度要求，KLm越大保护范围也越大。

16-1.2 限时电流速断保护整定值的计算
一．限时电流速断保护的作用
限时电流速断保护用来切除本线路电流速断保护范围以外的全长范围内的故障，并对末端短路有足够的灵敏度。
限时电流速断保护是线路的主保护。
二．限时电流速断保护的电流整定值计算
限时电流速断保护的最大保护范围为下级保护的电流速断保护的最小范围，如保护5的限时电流速断保护范围为保护10的速断保护的最小范围。故其电流整定值为：
（16-4）

—— 某线路限时电流速断保护整定值
—— 下一级线路电流速断整定值
—— 限时电流速断可靠系数：一般取1.1～1.2
三．分支电路对限时电流速断保护电流定值的影响
由于限时电流速断保护要与下一经线路的电流速断保护配合，在有分支电路时流过本保护与下一级保护的电流不同，故分支电路对限时电流速断保护的定值有较大影响。
1. 有源支路对限时电流速断保护定值的影响：以附图2a所示电网为例，说明有源分支电路对限时电流速断定值的影响。
图16-2a所示电网的等效电路如图16-2b。图中ZA为电源A的等效内阻，ZB为电源B的等效内阻，ZAB和ZBC分别为线路AB与BC段的阻抗，在线路2的d点发生短路时，ZBC1为母线B到d点的阻抗，则流过线路1的电流为：

16-2(a) 带有源支路的供电网络图
A
C
B
1

d
A
B
1

ZA
ZB
ZBC1
ZBC2
ZAB
B
C
A
dD
16-2(b) 图2(a) 的等值电路
A
B

式中： 为分支系数，在有源分支电路时，分支系数>1，流过保护1的电流小于流过保护2的电流。
2．无源并联支路对限时电流速断保护整定值的影响：以图16-3所示电网为例，在线路2中的d点短路时，流过线路1的电流为：
16-3 具有无源并联支路的供电网
C
A
B
1
2
d
3
4
5
6
xt
Ext
1

式中：L2为母线B到短路点d的距离。
式中： 为分支系数，在有无源并联分支电路时，Kfz<1，即流过保护1的电流大于流过保护2的电流。
3．考虑分支电路影响后，限时电流速断保护的整定值计算：考虑分支电路影响后，限时电流速断保护的整定值计算公式为：

（16-5）

式中：I2zd1为线路2的电流速断整定值，按电流Ⅰ段保护末端发生两相短路时的最小电流计算：

式中: Ext ——电源等效电势
Z1 —— 线路2、线路3单位长度的阻抗值
—— 线路2电流Ⅰ段的有效保护长度
四. 限时电流速断保护时限的选择
（16-6）
限时电流速断的动作时限，应比下一级线路电流速断保护的动作时限，高一个时间阶梯，即：

从保护速动性来讲，Δt应越小越好，但为了保证保护的可靠性及选择性，Δt不能太小，Δt中包含如下一些时间：
1. 下一级保护动作后，断路器的动作时间及熄弧时间tQF.M，一般为0.20s 左右。
2. 本级保护时间正误差tw，如为微机保护，误差<0.05s。
3. 考虑留一定裕度ty，一般ty取0.05～0.15s。
故Δt＝tQF.M+tw+ty=0.1+0.05+0.10=0.25，一般取0.3～0.5s为宜。
采用微机保护时，电流速断的固有动作时间≤50ms，故

五．限时电流速断保护的灵敏系数
限时电流速断保护灵敏系数的计算公式为：
（16-7）

式中: —— 线路末端两相金属性短路时的最小电流
Iszd2—— 限时电流速断整定值
KLm之值按规程规定为1.3～1.5，线路越长，KLm越小，一般200Km以上取1.3，50～200K取1.4，50Km以下取1.5。
对于短线路，如灵敏度不符合要求，则应考虑采用纵联差动保护，以实现全线路的速动保护。

16-1.3 过电流保护
一．过电流保护的作用
在电流、电压型保护中，过电流保护有3个作用
1．作为后一级电路保护的远后备，即当后一级线路主保护拒动或断路器失灵时，由前一级的过电流保护来切除故障。
2．作为本线路主保护的近后备，即当本线路发生故障而电流Ⅰ、Ⅱ段保护拒动时，由过流保护切除故障。
3．作为网络终端或不重要线路的主保护。
二．过电流保护电流整定值的计算
正常运行时保护不应动作，即按躲过最大负荷电流整定，即：
（16-8）

式中：Kfi为电流返回系数，是考虑电流继电器吸合后返回时的电流小于吸合电流及故障时电流会随时间增加而下降后，保证过流动作可靠的一个系数，从保护启动后外部故障切除时能可靠返回考虑，Kfi越大越好，从故障后，随着时间增加，因过渡电阻增大而故障电流变小也能可靠动作考虑， Kfi越小越好，一般取0.85～0.95。
另外，故障时，母线电压下降，电动机将停转，外部故障切除初期，母线电压恢复，剩余负荷中的电动机将自启动，自启动电流为：

式中If为剩余负荷的电流。
考虑上述因数后，过电流保护的整定值为：
（16-9）

式中： —— 过流保护的可靠系数，一般取1.15～1.25
Kzq —— 自起动系数，具体数值由负荷性质及网络结构决定，一般在1～3之间。
三．过电流保护动作时限的确定
（16-10）
为保证过电流保护的选择性，过电流保护的时限应比下一级线路过流保护最大时限大一个时间阶梯，即：

式中： 为下一级各线路中，过流保护动作时限最大的一条线路的过流时限，Δt为时间阶梯，一般取0.5s。
四．过流保护的灵敏系数及其配合
1. 过电流保护作为近后备时灵敏系数的计算：过电流保护作近后备时灵敏系数按系统最小运行方式下，本线路末端两相短路时的最小电流来校验，对图16-4所示的单侧电源幅射电路中保护2而言，为B母线两相短路时的电流来校验，即：

1
Ext
16-4 单侧电源幅射供电网
2
3
4
d
D
A
C
B

式中Igzd2为保护2之过电流整定值， Zxt.max为最小运行方式下电源的最大等效阻抗。
按“继电保护及安全自动装置规程”规定过电流保护的近后备灵敏系数为1.3～1.5。
2. 过电流保护作为远后备时的灵敏系数计算：过电流保护作为远后备时的灵敏系数，按下一级线路末端两相短路时的最小电流来校验，对于图16-4中的保护2，按C母线两相短路来校验，即：

按“规程”规定，远后备灵敏系数KgLm23应大于1.2
在计算远后备灵敏系数时，应考虑分支线路的影响，在考虑分支线路影响后，灵 敏系数的计算公式为：

3. 系统中，各级保护的灵敏系数配合：当系统中某一点短路时，其前面各级的远后备灵敏系数应逐级增大，如图16-4的d点短路时，流过各级的短路电流为：

式中：Z4为C母线到末端负荷间的等效阻抗，各级保护的灵敏系数：

灵敏系数要求越近故障点越高，即：

由于整定值越到后级越小，即：

故上述要求一般均能满足
五．低电压启动的过流保护整定计算
当过流保护灵敏系数不够时，可采用带低电压启动的过流保护来提高灵敏系数，即保护的启动，除要求电流大于整定值外，还要求电压低于整定值。
1．低电压定值的计算：低电压动作值要小于正常工作时的母线最低电压Ufh.min，Ufh.min一般取0.85～0.9Ue，另外，考虑电压的返回系数 Kfu，对于微机保护Kfu一般为1.0～1.1，并应留一定裕度即考虑一个可靠系数Kku，一般取1.15，则低电压定值为：
（16-11）

2. 电流整定值的计算：加低电压启动后，如果外部故障时保护起动，当外部故障切除后低电压元件返回，电动机自启动时，虽电流超过整定值，但因电压条件不满足，保护不会动作，故低压启动过流保护的电流整定值，仅按躲开正常负荷电流即可，考虑到可靠性及电流返回系数，则：
（16-12）

式中：Kk为可靠系数，取1.15 ,Kfi为电流返回系数，一般取0.9，即：

由上式可见，采用低电压启动后，电流定值大大减小，从而大大提高了灵敏系数。
电压灵敏度，可用线路末端两相短路时的母线最高残余电压与电压定值之比来计算，即：

一般KLm>1.2时，故障时，保护即能正常启动。

16-1.4 电流闭锁电压速断保护的整定计算
由于在运行方式变化较大时，电流速断保护的有效保护范围很小或者没有保护范围，为保证在不延长保护动作时限的情况下，提高保护的灵敏度，可以在电流速断保护的基础上增加电压速断保护，构成电流闭锁电压速断保护。
电流闭锁电压速断保护是在电流大于闭锁电流整定值，且母线电压低于电压整定值时才动作，这样，在最大运行方式下：在线路的保护范围外的某一点短路，虽然电流会超过整定值，但由于电源等效内阻小，则母线电压降低不多，会高于整定值，保护不会误动，而在最小运行方式下短路，由于电源等效内阻较大，即使母线电压降至动作值以下，但由于系统等效阻抗较大，其电流会小于定值，保护也不会误动。因此，整定电流值可按正常运行方式的短路电流值整定，比最大运行方式下的短路电流值小，从而可增大保护范围。
电流闭锁电压速断保护的整定值计算方法很多，常用的有以保证正常运行方式下，有较大的保护范围、躲过本线路末端故障，电流、电压有相同保护区三种整定值计算方法。

一．按正常运行方式下有较大保护区整定的整定值计算
为保证在外部短路时保护不误动，电流闭锁电压速断保护一般按正常运行方式下，保护线路全长的 75％来整定。
1．闭锁电流整定值的计算： 根据上述原则，电流定值的计算公式为：
（16-13）

式中ZL为被保护线路的阻抗。
2．电压整定值的计算：电压整定值按正常运行时，被保护范围末端三相短路时，母线的残压来计算，即：
（16-14）

二．按躲过本线路末端故障整定的整定值计算
因电流闭锁电压速断保护中，闭锁电流起保护闭锁作用，保护控制区主要由电压定值决定，因此，闭锁电流按线路末端短路时有一定的灵敏度来整定，而电压整定值按线路末端短路有一定的可靠性来整定。
1. 电流整定值的计算：根据上述原则，闭锁电流的计算公式为：

式中：KLm——灵敏系数，一般取1.5。
——最小运行方式下，线路末端两相金属性短路的短路电流，其值为：

2. 速断电压整定值的计算：根据前面所述，速断电压整定值计算公式为：

式中：Kk—可靠系数，一般取1.3。
Ucy.min—最小运行方式下，线路末端两相短路时，母线的最低残余电压，其值为：

三．按电流、电压有相同的保护区整定
（16-15）
当系统运行方式变化不大时，为获得较好的保护区，可按电流、电压保护区大致相同来整定，故有：

（16-16）

式中：Z为电流、电压保护区的线路阻抗。
为躲开线路末端故障以保证选择性，则电压整定值应为：

式中：Kk—可靠系数，一般取1.3。则有：
（16-17）

16-17式和16-16式中的Uszd应相等，即：

由此解得：
（16-18）

将16-18代入16-15和16-16得：

（16-19）

（16-20）

16-1.5 重合闸的延时整定计算
在采用重合闸时，从尽量减少停电时间来考虑，重合闸的延时越小越好，但考虑到断路器灭弧，油断路器的介质去游离时间及对电网的扰动等因素，重合闸时间不能太短。
一．带重合闸的线路保护的动作过程
采用EDCS-6100系列综合自动化装置的变电站，由于保护为微机保护，保护动作后，不须考虑保护的返回时间，因此，在考虑重合闸延时整定时，只考虑系统一次设备方面的因素，因此，带重合闸的保护动作过程如图16-5所示。各段时间的含义及大致范围如下：
保护动作时间
tb
断路器动作时间tt
消弧时间
tx
裕度时间
tu
断路器合闸时间
th
重合闸时间tch
图16-5 线路保护的动作过程
故障开始

1．保护动作时间tb：其大小等于保护的动作时限（带延时保护）或保护的固有动作时间（瞬时动作保护）。
2．断路器的分闸时间tt：根据断路器的型式不同而不同，其值在0.05～0.1s之间。
3．消弧时间tx：断路器分闸时，因故障电流较大，断路器触点断开时，将产生电弧，使电流延续一段时间，一般在0.08～0.15s之间。
4．裕度时间：考虑断路器操作机构从动作分闸到准备好合闸的时间tcb，tcb取决于操作机构，电磁机构tcb=0.3～0.5，液压机构tcb≥0.3s。故障断电后消弧和去游离时间及留有一定的时间裕度。
5．断路器的合闸时间th：断路器合闸时取决于操作机构，一般电磁操作机构th=0.1～0.2s，液压操作机构th=0.08～0.15s。
二．重合闸整定延时的确定
重合闸的启动有两种方式，一种为保护动作启动，一种为断路器不对应启动，两种方式的延时整定计算方法不同。
1．保护动作启动重合闸的延时：采用保护动作启动重合闸时，计时起点从保护动作开始，故包含断路器分闸时间tt，消弧时间tx和裕度时间tu，即： ，整定延时thzd≥tch即可。
2．断路器位置不对应启动重合闸的延时，采用断路器不对应起动重合闸时，重合的计时起点从断路器分闸开始，故应包含tx与tu，即 ，整定延时thzd≥tch即可，由于EDCS-6110单元采用断路器不对应启动重合闸，故 ，考虑到tx=0.1～0.3，并取一定的裕度，thzd取0.5～1.0为宜。
另外，thzd应大于断路器合闸准备时间tcb。
对于双侧电源线路，两侧的重合闸时间应有一定的差值，主电源侧为快速重合闸，对侧取较长延时，这样，保护动作时，主电源侧按检无压方式先重合上，对侧再按检同期重合闸。

§16-2 主变保护整定值的计算

电力变压器是发电厂和变电站中的主要电气设备，不但自身价格较贵，且对电力系统安全可靠运行有重要影响。因此，对于电力变压器，除应选择性能良好，动作灵敏可靠的保护装置外，还必须正确地进行整定。下面就采用EDCS-6120/6130单元的主变保护装置中，各种保护整定值的计算方法，作简单介绍。

16-2.1 差动速断保护的整定值计算
EDCS-6120主变主保护单元中，主变的差动保护，无论哪种联接组别的变压器，其高、低压侧的电流互感器的二次侧均接成Y形接法，而电流的相位差则经程序进行矢量运算来补偿。
对于通常的Y/d联接组别的变压器，Y形侧的二次电流用相邻相的电流相量差与Δ形侧的对应相进行求差运算。例如，对于常见的Y/d-11联接组别的变压器的Y形侧
，而计算差动电流的公式为
，式中的Kp为差动平衡系数。
由于采用的矢量求差运算，其结果有效值比相电流有效值扩大 倍，而相位角较超前相前移了30°，这与常规保护中将Y形侧的电流互感器二次侧接成Δ形所得的结果完全相同。
在进行差动保护整定值计算时，对于Y/d接法的变压器，应考虑这一特点。
一．差动速断电流定值计算
变压器的差动速断保护的动作电流整定值Iszd按躲过变压器空载投入的励磁涌流和外部短路时的最大不平衡电流来整定。
1．按躲过励磁涌流来整定
变压器空载投入时，将在电源侧产生很大的励磁涌流，励磁涌流的大小取决于变压器的结构，容量及电网参数，对于35kV的双绕组变压器，励磁涌流可达其额定电流的6～8倍，容量越小的变压器，励磁涌流倍数越大。
由于励磁涌流衰减很快，仅在投入的瞬间达最大值，然后很快减小，考虑到差动速断保护有一定的固有动作时间，故可以不按躲过最大励磁涌流来考虑，通常取Iszd为3～6倍额定电流，即：

考虑到对于Y形侧（一般是高压侧），在计算差动电流时，先进行相电流相量运算使其有效值增大 倍，且在计算差动电流时还乘差动平衡系数，故如以高压侧电流为准计算整定值比较麻烦，故采用低压侧额定电流来计算。即：
（16-21）

2．按躲过外部故障时的最大不平衡电流来整定。
可按躲过低压侧母线短路时产生的不平衡电流来计算，即：

式中：Kk—可靠系数，按规程规定取1.3。
Ibpmax—低压侧母线短路时产生的最大不平衡电流，其值为：
（16-22）

式中：Kfzq— 非周期分量系数，为考虑短路时的非周期分量影响的系数，因本保护在程序中已考虑消除非周期分量的影响，故取Kfzq为1。
Ktx— 电流互感器同型系数，两侧电流互感器同型时取0.5，不同型时取1，因变压器高、低压侧电流互感器不同型，故取1。
fwc— 电流互感器的最大误差，在短路时，取0.1。
ΔU—由于调压引起的误差，取调压范围的一半时的调压误差（用百分数表示）。
Δfph—电流互感器不配合系数，因电流互感器变比不配合引起的误差，因单元软件在计算差动电流时，已用差动平衡系数来消除电流互感器变比不配合的影响，故Δfph为0。
IDmax—低压侧母线三相金属性短路时的最大短路电流，其值为：

式中：Ztx—电源相阻抗，为系统折合到高压侧母线的等效阻抗。
ZB—变压器的短路阻抗，一般为0.05～0.10。
Ext—电源相电势。
根据以上分析得到，一般情况下：

因一般IDmax≤20Ie，故即使是ΔU为±10%

差动速断整定值Iszd取Iszd1与Iszd2中较大的一个，很显然，应取Iszd1，即采用EDCS-610单元时，差动速断电流整定值一般可按躲过空载投入的励磁涌流来整定。
二．差动速断保护的灵敏度校验
差动速断保护的灵敏度校验公式为：

式中： —非电源侧两相金属性短路时产生的最小差动电流，由于在非电源侧保护范围内短路，非电源侧母线流向故障点的电流为0，电源侧母线流向故障点电流为：

按继电保护整定有关规程规定，KLm≥2。
三．差动平衡系数Kp的计算
差动平衡系数是微机差动保护中计算差动电流时，用以补偿高、低压侧电流互感器变比不配合而产生的差动电流的一个系数。
对于双绕组变压器，在不考虑励磁电流分量时，有如下功率平衡关系。

式中nV为变压器的变比（线电压之比）。各侧电流互感器二次侧的电流为：

代入上式得：

差动电流计算公式为：

考虑到正常运行时， 反相，用有效值表示为：

令ICD=0，则有 即：

式中： 为高压侧参与差动计算的电流有效值，对于Y/Y联接变压器， 对于Y/d联接变压器 。故：
对于Y/Y接法变压器有：

对于Y/d联接变压器有：

式中： 为相电压变比，而对于Y/Y接法的变压器有 ，故无论对于何种联接的变压器，均有：

16-2.2 差动保护的整定值计算
EDCS-6120单元的差动保护动作判据为：

式中：Iczd为差动保护最小动作电流，Kzzd为比率制动系数，Iz为制动电流，Izzd为整定值最小比率制动特性的制动电流。即差动保护动作特性曲线的拐点（见图16-6）。I(2)为二次谐波电流，K2zd为二次谐波电流点，变压器充电电流的百分比整定值Io为变压器充电电流。差动保护判别式中各整定值按以下方法计算。
ISZd
ICZd
IZZd
IZd
DIZ
DICd
16-6 差动保护的动作特性
ICD
动
作
区

一．最小动作电流Iczd
最小动作差动电流按躲过正常运行时的最大不平衡电流来整定，即：

式中Kk为可靠系数，一般取1.3～1.5；I22e为低压侧额定二次电流，对于不进行有载调压的变压器。

这个值太小，一般可取0.2～0.5I22e。
二．动作特性转折点制动电流Izzd的计算
考虑到动作的灵敏度、负荷电流大到一定值时才起制动作用，因计算最小动作电流Iczd时，已考虑到躲过正常运行时额定负荷电流的不平衡电流，即可按负荷电流Ih=I22e来选Izzd，在单元程序中，考虑到提高双侧电源时差动保护的灵敏度，计算制动电流的公式为 ，由于 ，且相位相反，故正常运行时， ，故一般可选。

三．比率制动系数Kzzd
在外部故障时，产生的最大不平衡电流为：

考虑到保护的可靠性，保护的动作电流应为：

而根据差动保护的动作判据有：

式中Kk为可靠系数取1.5。
Iz—外部短路时的制动电流，取最大短路电流的2倍，即2ID.max。
由于外部短路时，Iczd、Izzd与IDmax相比很小，可以忽略，则有：

对于无抽头变压器，Kzzd=0.075，这个值非常小，在保证灵敏度的情况下，Kzzd可取得比计算值大些，一般可取0.15～0.3。
四．二次谐波制动系数
根据大量实验数据记载，变压器在正常运行和各种故障运行状态下，其电流中的二次谐波分量均在10%以下，而励磁涌流中二次谐波分量在23～50%或更高，二次谐波制动系数K2zd一般可选取0.15～0.20较为合适。
五．差动保护的灵敏度校验
差动保护的灵敏度校验，按差动保护灵敏度最低的运行方式下，差动保护范围内两相金属性短路的情况来校验。
1．差动保护的灵敏度校验：差动保护的灵敏度校验公式为：

式中：ICDd—为差动保护范围内短路时的差动电流，考虑在单侧电源，负荷侧出口两相短路的情况，电源侧流入故障点电流为 ，而非电源侧流入故障点电流为0。则有：

Icdz—差动保护的动作电流，其值为：

将Icdz与ICDd代入KLm计算式，考虑到短路时Izzd、Iczd=相对 很小，可以忽略不计，则得到：

根据Kzzd的取值范围，EDCS-6120单元的差动保护灵敏度为：

根据继电保护规程规定，变压器的差动保护灵敏系数应≥2。

2．差动保护灵敏度最低的运行方式，根据EDCS-6120单元差动保护的构成原理，变压器在单台独立运行且为单侧电源的运行方式下，差动保护的灵敏度最低。因为在单侧电源独立运行时，差动保护范围内发生两相金属性短路（以非电源侧出线短路），这时I2=0， 如为双侧电源或两台主变并联运行，当变压器内部短路时，两侧同时有电流流向故障点，由于两侧电流均指向变压器，故根据同名端的规定 与 与 同相，故有：
差动电流：
制动电流：
与单侧电源的情况相比，ICD增大，而Iz减小，故名端差动保护的灵敏度大大提高。

16-2.3 复合电压启动的过流保护
EDCS-6000系列的变压器保护，在高、低压侧均设置有过流保护，用于降压变压器时，低压侧过流保护作为低压侧各出线末端短路的后备保护，高压侧的过流保护作为变压器内部故障的后备保护，但两侧的整定计算相同。过流保护带电压闭锁，有低压启动的过流保护和复合电压启动的过流保护之分，但低电压计算相同，仅是一个有负序电压启动，一个无负序电压启动，如不需带电压闭锁时，可将低电压整定到120V以上而负序电压整定为0V。
高压侧过流保护的低电压可取高压侧电压，也可取低压侧电压，在用高压侧电压灵敏度不够时，可用低压侧电压。
一．过电流整定值Igzd的计算
1．按躲过可能流过变压器的最大负荷电流来整定：过流保护的动作电流，应躲过可能流过变压器的最大负荷电流来整定。则：

式中：Kk—可靠系数，取1.2～1.3
Kfi—电流返回系数，取0.85～0.95。
Ihmax—最大负荷电流。
Ihmax在不同的条件下，计算方法不同。
a．多台相同容量变压器并列运行时，考虑切除一台时所产生的负荷电流，可按下式计算：

式中：m—并列运行变压器的台数。
Ie—每台变压器的额定电流。
b．考虑电动机自启动电流时的Ihmax，当主变低压侧有较大容量电动机时，应考虑故障切除后电动机的自启动电流，这时。

式中：Kzq—电动机自启动系数，对于单台大电动机，Kzq取4～8，对于综合性负荷，Kzq取1.5～2.5，对于纯动力负荷（多台电动机）Kzq取2～3，一般情况下，可按综合性负荷考虑。
2．按与低压侧母联断路器过流保护配合：当考虑与低压侧过流保护相配合时：

式中： —母联断路器的过流保护定值。
Ih—与变压器相联母线的正常负荷。
主变的过流定值按上述各种计算后，取其中较大的作为过流定值。
3．过流的灵敏度校验：过流保护的灵敏度校验按作为线路后备保护来校验，即按主变低压侧各出线中，末端短路电流最小的线路两相短路时的电流来校验，其公式为：

式中： —主变低压侧各出线中，最长线路末端两相短路时的电流。

式中：Ext—电源相电势。
Zxt—电源等效相阻抗。
Zb—主变短路阻抗。
ZL—线路阻抗。
应注意的是，由于主变高、低压侧电压不同，阻抗Zxt、ZL应折算到一侧。折合关系为：

式中：nv—变压器的电压变比。
—线路的实际阻抗。
当计算低压侧过流定值时，应将Ext、Zxt、Zb均折合到低压侧。
根据继电保护规程规定，变压器过流保护灵敏度在作后备保护的灵敏系数应大于1.2，在低压侧母线短路时，应大于1.5。当过流灵敏度不够时，应增加电压闭锁改用负序过流保护。
二．低电压整定值计算
当按前述方法的计算的过流定值灵敏度不够时，增加低电压启动或复合电压启动，增加电压闭锁后，过流定值按躲过整定电流计算公式为：

带电压闭锁的过流保护低电压定值按下述方式确定。
1．按躲过正常负荷下可能出现的最低电压来整定，则：

式中：Umin—正常运行时可能出现的最低电压，取额定电压的0.9倍。
Kk—可靠系数，取1.1～1.2。
Kfu—电压返回系数，取1.05～1.15。
2．按躲过电动机自启动时的电压来整定：当低电压元件取低压侧电压时：

当低电压元件取高压侧母线电压时：

3．低电压的灵敏度校验：低电压的灵敏度校验公式为：

式中：UDmax—校验点发生两相短路时的母线最高残余电压，其值为：
取低压侧电压： ，取高压侧电压时：
按规程规定：KLm应大于1.25，高压侧过流保护的低电压，当取高压侧电压灵敏度不够时，可取低压侧电压。
对于微机保护，当灵敏度不够时，可取较小电压返回系数，这样可提高Uqzd，从而提高灵敏度。
三．负序过压元件整定值U2zd的确定
1．负序过压元件整定值计算
负序电压整定值，按躲过正常运行时的不平衡电压来整定，根据运行经验和试验数据，一般取：

当正常运行时电压不平衡度较大的取较大值。
2．负序过压元件的的灵敏度校验：
负序过压元件的灵敏度校验公式为：

式中：UD2min为低压母线所接最长线路末端短路时的最小负序电压，按继电保护规程规定，KLm2应大于1.2。
四．过流保护的延时整定值tgzd
过流保护的动作时间，按时间阶梯原则考虑，则对低压侧，主要作为低压出线的后备保护，其动作时间比低压母线上所接线路中，过流保护最长的延时大一个时间阶梯。即：

对于变压器高压侧过流保护，如低压侧母线分段，可整定两个时限，第一时限用以缩小故障范围（分母联），第二时限用以切除故障，则第一时限比低压侧过流时限大一个时间阶梯，第二时限比第一时限大一个时间阶梯。即：

时间阶梯Δt 一般可取0.5s，但如系统分配给本级的时间较短，则Δt可适当减小，但最小应不低于0.2s。

16-2.4 负序过流保护
负序过流保护对于非对称故障的灵敏度很高，但其准确的整定值计算，特别是对高电压系统要考虑与相邻保护的配合时，其定值计算比较复杂，对于通常的35kV双绕组主变，因其可不考虑与其它保护的配合，其定值计算比较简单，可用于复合电压过流保护灵敏度校验通不过的情况下，作出线故障的后备保护。
一．负序过流定值I2zd计算
1．负序过流定值I2zd的计算：对于35kV降压变压器，其负序过流定值按躲过正常运行时的最大不平衡电流来整定，其值一般为：

2．负序过流保护的灵敏度：负序过流保护的灵敏度校验公式为：

式中：Id2min—主变低压侧最长出线末端两相短路时流过变压器的最小负序电流，其值为：

式中：Ext—系统相电势
Z1Σ—系统正序阻抗
Z2Σ—系统负序阻抗
因电力系统一般满足 ，ZΣ为系统一相阻抗，包括电源内阻，线路和变压器阻抗等。故有：

根据规程规定，负序过流保护的灵敏系数KLm≥1.2，在低压侧母线短路时，KLm≥2。
二．负序过流保护的延时t2zd
因负序过流保护与复合电压过流保护一样，作为线路的后备保护和变压器故障的后备保护，故其延时与复合电压过流保护的延时相同。

16-2.5 过负荷保护
一．过负荷电流整定值Ihzd的计算
变压器的过负荷保护按躲过额定电流来整定，其计算公式为：

式中：Kk—可靠系数，一般取1.05
Kfi—电流返回系数，常规为0.85
采用微机保护后，Kfi可取较大值，这样，Kk也可相应增大，例如保证Ihzd不变，如Kfi取0.95，则Kk可达到1.17。
二．过负荷保护的延时整定值
过负荷保护通常只发信号，考虑到变压器本身有一定的过负荷能力，故可取较长时限，一般发信号时限应保证外部故障过流时不误发信号，因此过负荷的报警延时最小应比过流保护的最长延时大一个时间阶梯。即：

在有较大电动机负荷时，过负荷还应躲过电动机启动时间。
如配置过负荷分闸，则根据变压器的过负荷能力来确定，通常情况下，按过载1.25倍时，动作时间为25min(1500s)来考虑。

16-2.6 零序过电流保护
由于35kV系统为小电流接地系统，因此，变压器的零序过流保护，主要用于中性点接消弧线圈的变压器，作为消弧线圈的过流保护，因此其零序电流和延时应根据消弧线圈的参数来确定。

§16-3 补偿电容保护整定值的计算

16-3.1 限时电流速断保护
一．限时电流速断电流整定值Iszd的计算
限时电流速断保护按躲过电网瞬时过电压引起的冲击电流来整定，其电流整定值的计算公式为：

式中：Kk—可靠系数取2～3。
Kfi—电流返回系数，取0.8～0.95。
Ice—电容的额定二次电流，其值用下式计算

式中：Q—电容的额定容量，单位为KVAR。
Ue—电容的额