第十六章 各单元保护定值计算
考虑到保护的可靠性,保护的动作电流应为:
ICD?KkIbp?max?KK(Ktx?fwc??U)IDmax而根据差动保护的动作判据有:
ICD?Iczd?Kzzd(Iz?Izzd)?KK(Ktx?fwc??U)IDmax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:
K?zzdK?zzdKK(Ktxfwc??U)IDmaxIz2IDmax?12Kk(Ktxfwc??U)KK(Ktxfwc??U)IDmax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:
KLM?ICDd/Iczd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 ID,而非电源侧流入故障点电流min为0。则有:
ICDd?IDmin(2)(2)Icdz—差动保护的动作电流,其值为:
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第十六章 各单元保护定值计算
Icdz?Iczd?Kzzd(Iz?Izzd)?Iczd?Kzzd(IDmin?Izzd)(2)(2)将Icdz与ICDd代入KLm计算式,考虑到短路时Izzd、Iczd=相对I D 很小,可以忽略不min计,则得到:
?1/KzzdKLm?IDmin/Iczd?Kzzd(IDmin?Izzd)(2)?(2)?根据Kzzd的取值范围,EDCS-6120单元的差动保护灵敏度为:
KLm?10.15~10.3?6.6~3.3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,
I ?ID因此 ICD ?Iz ? ?min, I D如为双侧电源或两台主变并联运行,1?min(2)(2)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I? 1 与I? 2 同相,故有: ?'?I??KI'?II ?KpI差动电流:CD12p12制动电流: I?KI?'?I??KI?Izp12p12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
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第十六章 各单元保护定值计算
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:
Ihmax?m(m?1)IeI?KkKfiIhmax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。
Ihmax?KzqIhmax'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:
'Igqzd?1.1Iqzd?Ih'式中:I qzd —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:
KLm?IDmin(2)Iqzd16-21
第十六章 各单元保护定值计算
(2)式中: ID min—主变低压侧各出线中,最长线路末端两相短路时的电流。
IDmin?(2)3?Ext2(Zxt?Zb?ZL)?3Ext2Zxt?Zb?ZL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。
ZL —线路的实际阻抗。
121ZL?nvZL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:
Igzd?KkKfIe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:
Uqzd1?UminKk?Kfu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:
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第十六章 各单元保护定值计算
Uqzd?(0.5~0.6)Ue当低电压元件取高压侧母线电压时:
Uqzd?(0.6~0.7)Ue3.低电压的灵敏度校验:低电压的灵敏度校验公式为:
KLmu?UUqzdDmax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:
U取低压侧电压:
UDmaxDmax ?E xt?ExtZb?ZLZxt?Zb?ZLZxt?Zb?ZL ZL ,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:
U2zd?(0.06~0.15)Ue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:
KLm2?UD2minU2zd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:
tgzd?tLmax??t16-23