6kV配电系统继电保护整定计算实例
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6kV配电系统继电保护整定计算实例
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46． 新 疆 石 油 科 技 2008年第 1期(第 18卷)
．
6kV配电系统继 电保护整定计算实例
张兵① 袁冬 管永峰
新疆时代石油工程有限公司，834000 新疆克拉玛依
摘 要 在高压配电系统中，继电保护的设计应以合理的运行方式和可能的故障类型为依据，并应满足可靠性、选择性、灵敏性和
速动性四项基本要求，就此作一实例计算。
主题词 过电流保护 电流速断保护 过负荷保护 保护装置的灵敏性
D． 。
_L 刖 吾
，m 过电流保护整定值，A；
某工程供配电系统采用一回专用 6kV架空线路 r-_可靠系数，用于过电流保护时，取 1．3；
和电缆相结合的方式引入室内变配电所，已知 2台变 接线系数，接于相电流时取 1．0；
压器为 Sll-1600型 1600kVA。高压侧额定 电压为 线路过负荷(包括电动机起动所引起的)电
一
6kV，低压侧额定电压为 0．4kV，Uk％=5．5，D，ynl1接 流，A；
线。试求 6kV电源进线柜继电保护整定值和变压器出 墨一继电器返回系数，取 1．0；
线柜继电保护整定值。 一 电流互感器变比，300／5=60；
解：以下采用标幺值计算法进行继电保护整定 线路过负荷电流：／gh=Kghhr=1．5x154=231A；
计算。系统图如图 1所示。 K厂 过负荷系数，取 1．5；
变压器高压侧额定电流，154A。
一
35kV变电所 6k出线
2．2保护装置的灵敏性
口 2 )≥_『．5；
最小运行方式下，线路末端两相短路稳态
一
电流，A；
，叩一保护装置一次动作电流，A。
=
．
ra／Ki,=5．5x60／1．0=330(A)
线路末端三相短路稳态电流计算如下：
用标幺值计算，基准容量 JsF_『O00MVA；
6，0，4
基准电流
5Qof5
： ： ： 91．65kA．
i 3 U 3 x6．3
：
图 1 系统图
(1)35kV变电所 6kV侧的电抗
最大运行方式下：XF Js／5由 =_『000／35．92=2Z84；
2 6kV电源进线柜的继电保护整定
最小运行方式下：XF s／S~=l 000／34．25=29．2；
计 舁
(2)0．3kin电缆 y 2厂 线路的电抗
2-l过电流保护整定计算 X2=XLS／U}=fO．089x(D．2+D．_『)x1000]／6．32=0．67；
过电流保护：查表7—13知， 线路或电缆每千米电抗值，查表 4—9，电缆电
一
I K=Kr~ K B 1．3x1．0x231／(1．Ox60)=-5(A、)． 抗值为 0．08 m，查表4—10，6kV架空线路
故过电流保护整定值取 5．5A，保护动作时限 = 电抗值为 0．340,~kin；
①作者简介：助理工程师，2002—07毕业于大庆石油学院自控系通信工程专业6kV配电系统继电保护整定计算实例 ·47-
L一线路或电缆长度，km； 厂 可靠系数，用于过电流保护时，取 1．3；
线路电压，kV； K 接线系数，接于相电流时取 1．0；
一
(3) ．5kin架空线路(LGJ-95／20)的电抗 恸 一线路过负荷(包括电动机起动所引起的)电
X3=xLs ：(o．34x1．5xlOOOy6．32=12．85 流，A；
最大运行方式下：查表 4—3知，X4=X +Xz+X，= K，_继电器返回系数，取 1．0；
27．84+o．67+l2．85=41．36； 一 电流互感器变比，200／5=40；
最小运行方式下：查表 4—3知，X4=蜀+Xz+X，= 线路过负荷电流： =Kfl~r=1．3x154=200．2A；
29．2+o．67+l2．85=42．72： 一 过负荷系数，取 1．3(因上级是电源进线柜，
通过公式 4—13知，线路末端三相短路稳态电流 下级是变压器出线柜，根据上级保护下级的
I I F I 原则，故 Kgh取 1．3)；
Ji『短路电流交流分量有效值的标幺值； 厂 变压器高压侧额定电流，154A。
卜 基准电流，kA； 3．2保护装置的灵敏性
短路电路总电抗(计算电抗)标幺值； K (I犯 nl )≥I．5；
一
稳态短路电流有效值，在远离电源端的网络 最小运行方式下，变压器低压侧两相短
一 胁 一
发生短路时，即以电源容量为基准的计算电 路时，流过高压侧(保护安装处)的稳态
抗X >13时，短路电流周期分量在整个短路 电流，A；
过程中不发生衰减，即 ” z=厶； L一保护装置一次动作电流，A，
” 或 I”一对称短路电流初始值(或超瞬态短路 L=Iop．KnrA／Ki~=7X40／1．0=280(A)。
电流有效值)； 变压器低压侧三相短路电流计算如下：
厂 短路后 0．2s的短路电流交流分量(周期分 变压器电抗值：查表 4—2知，
量)有效值； X r=(UK％Sy(IOOSJ=-(5．5xlOOO~(100x1．6)=-34．38；
(4)综合上述可得 ( 变压器阻抗电压百分值， ％= ％；
最大运行方式下 ： ” =厶= = =91．65／ Sr厂 变压器的额定容量， ． 。
41．36=2．22(kA)； 最 大运行方式 下 ：X 总= =34．38+41．36=
最小运行方式下 ： ” =厶= =Ij．~4=91．65／ 75．74
42．72=2．15(kA)； 最小运行方式下：X总= r+X4=34．38+42．72=77．1；
因为两相短路超瞬态电流 ” 等于三相短路超 查表 4一 得，基准电流~=1443kA。
瞬态电流 ”嬲的0．866倍 ，三相短路超瞬态电流即对 最大运行方式下 ： ” =厶=／／X,= X总=1443／
称短路电流初始值。 75．74=19．05(kA)；
所以 0．866 i，曲l=D．8 ×2 150=1 862(A)； 最小运行方式下 ： ” =厶 = X总=1443／
I ：最小运行方式下，线路末端三相短路稳态 77．1=18．72(kA)。
电流，A； 因为变压器采用的接线方式是D，ynll接线，所
故，K 2 862／330=5．64≥1．5； 以三相短路稳态电流 ／(V3 ；
从而可知，线路保护装置的灵敏性满足规范要 孙 一最大运行方式下，线路末端三相短路稳态
求。 电流(即三相短路超瞬态电流)， ；
广 最小运行方式下，线路末端三相短路稳
3 变压器 出线柜的继 电保护整定计算
态电流(即三相短路超瞬态电流)， 。
3．1过电流保护整定计算 最大运行方式下：
过电流保护：查表 7—3知，
I强3 。 Ik／( 3 K)=19．05x1000／(1．732xl5)=733．26
I K=K K TA=1．3 x1．0 x200．2／(1．0 x4o)=6．5 1 )；
(A)， 最小运行方式下：
故过电流保护整定值取 7A，保护动作时限 t=
．
6kV配电系统继 电保护整定计算实例
张兵① 袁冬 管永峰
新疆时代石油工程有限公司，834000 新疆克拉玛依
摘 要 在高压配电系统中，继电保护的设计应以合理的运行方式和可能的故障类型为依据，并应满足可靠性、选择性、灵敏性和
速动性四项基本要求，就此作一实例计算。
主题词 过电流保护 电流速断保护 过负荷保护 保护装置的灵敏性
D． 。
_L 刖 吾
，m 过电流保护整定值，A；
某工程供配电系统采用一回专用 6kV架空线路 r-_可靠系数，用于过电流保护时，取 1．3；
和电缆相结合的方式引入室内变配电所，已知 2台变 接线系数，接于相电流时取 1．0；
压器为 Sll-1600型 1600kVA。高压侧额定 电压为 线路过负荷(包括电动机起动所引起的)电
一
6kV，低压侧额定电压为 0．4kV，Uk％=5．5，D，ynl1接 流，A；
线。试求 6kV电源进线柜继电保护整定值和变压器出 墨一继电器返回系数，取 1．0；
线柜继电保护整定值。 一 电流互感器变比，300／5=60；
解：以下采用标幺值计算法进行继电保护整定 线路过负荷电流：／gh=Kghhr=1．5x154=231A；
计算。系统图如图 1所示。 K厂 过负荷系数，取 1．5；
变压器高压侧额定电流，154A。
一
35kV变电所 6k出线
2．2保护装置的灵敏性
口 2 )≥_『．5；
最小运行方式下，线路末端两相短路稳态
一
电流，A；
，叩一保护装置一次动作电流，A。
=
．
ra／Ki,=5．5x60／1．0=330(A)
线路末端三相短路稳态电流计算如下：
用标幺值计算，基准容量 JsF_『O00MVA；
6，0，4
基准电流
5Qof5
： ： ： 91．65kA．
i 3 U 3 x6．3
：
图 1 系统图
(1)35kV变电所 6kV侧的电抗
最大运行方式下：XF Js／5由 =_『000／35．92=2Z84；
2 6kV电源进线柜的继电保护整定
最小运行方式下：XF s／S~=l 000／34．25=29．2；
计 舁
(2)0．3kin电缆 y 2厂 线路的电抗
2-l过电流保护整定计算 X2=XLS／U}=fO．089x(D．2+D．_『)x1000]／6．32=0．67；
过电流保护：查表7—13知， 线路或电缆每千米电抗值，查表 4—9，电缆电
一
I K=Kr~ K B 1．3x1．0x231／(1．Ox60)=-5(A、)． 抗值为 0．08 m，查表4—10，6kV架空线路
故过电流保护整定值取 5．5A，保护动作时限 = 电抗值为 0．340,~kin；
①作者简介：助理工程师，2002—07毕业于大庆石油学院自控系通信工程专业6kV配电系统继电保护整定计算实例 ·47-
L一线路或电缆长度，km； 厂 可靠系数，用于过电流保护时，取 1．3；
线路电压，kV； K 接线系数，接于相电流时取 1．0；
一
(3) ．5kin架空线路(LGJ-95／20)的电抗 恸 一线路过负荷(包括电动机起动所引起的)电
X3=xLs ：(o．34x1．5xlOOOy6．32=12．85 流，A；
最大运行方式下：查表 4—3知，X4=X +Xz+X，= K，_继电器返回系数，取 1．0；
27．84+o．67+l2．85=41．36； 一 电流互感器变比，200／5=40；
最小运行方式下：查表 4—3知，X4=蜀+Xz+X，= 线路过负荷电流： =Kfl~r=1．3x154=200．2A；
29．2+o．67+l2．85=42．72： 一 过负荷系数，取 1．3(因上级是电源进线柜，
通过公式 4—13知，线路末端三相短路稳态电流 下级是变压器出线柜，根据上级保护下级的
I I F I 原则，故 Kgh取 1．3)；
Ji『短路电流交流分量有效值的标幺值； 厂 变压器高压侧额定电流，154A。
卜 基准电流，kA； 3．2保护装置的灵敏性
短路电路总电抗(计算电抗)标幺值； K (I犯 nl )≥I．5；
一
稳态短路电流有效值，在远离电源端的网络 最小运行方式下，变压器低压侧两相短
一 胁 一
发生短路时，即以电源容量为基准的计算电 路时，流过高压侧(保护安装处)的稳态
抗X >13时，短路电流周期分量在整个短路 电流，A；
过程中不发生衰减，即 ” z=厶； L一保护装置一次动作电流，A，
” 或 I”一对称短路电流初始值(或超瞬态短路 L=Iop．KnrA／Ki~=7X40／1．0=280(A)。
电流有效值)； 变压器低压侧三相短路电流计算如下：
厂 短路后 0．2s的短路电流交流分量(周期分 变压器电抗值：查表 4—2知，
量)有效值； X r=(UK％Sy(IOOSJ=-(5．5xlOOO~(100x1．6)=-34．38；
(4)综合上述可得 ( 变压器阻抗电压百分值， ％= ％；
最大运行方式下 ： ” =厶= = =91．65／ Sr厂 变压器的额定容量， ． 。
41．36=2．22(kA)； 最 大运行方式 下 ：X 总= =34．38+41．36=
最小运行方式下 ： ” =厶= =Ij．~4=91．65／ 75．74
42．72=2．15(kA)； 最小运行方式下：X总= r+X4=34．38+42．72=77．1；
因为两相短路超瞬态电流 ” 等于三相短路超 查表 4一 得，基准电流~=1443kA。
瞬态电流 ”嬲的0．866倍 ，三相短路超瞬态电流即对 最大运行方式下 ： ” =厶=／／X,= X总=1443／
称短路电流初始值。 75．74=19．05(kA)；
所以 0．866 i，曲l=D．8 ×2 150=1 862(A)； 最小运行方式下 ： ” =厶 = X总=1443／
I ：最小运行方式下，线路末端三相短路稳态 77．1=18．72(kA)。
电流，A； 因为变压器采用的接线方式是D，ynll接线，所
故，K 2 862／330=5．64≥1．5； 以三相短路稳态电流 ／(V3 ；
从而可知，线路保护装置的灵敏性满足规范要 孙 一最大运行方式下，线路末端三相短路稳态
求。 电流(即三相短路超瞬态电流)， ；
广 最小运行方式下，线路末端三相短路稳
3 变压器 出线柜的继 电保护整定计算
态电流(即三相短路超瞬态电流)， 。
3．1过电流保护整定计算 最大运行方式下：
过电流保护：查表 7—3知，
I强3 。 Ik／( 3 K)=19．05x1000／(1．732xl5)=733．26
I K=K K TA=1．3 x1．0 x200．2／(1．0 x4o)=6．5 1 )；
(A)， 最小运行方式下：
故过电流保护整定值取 7A，保护动作时限 t=
