整定計(jì)算的案例
220kV、110kV、35kV變壓器保護(hù)整定計(jì)算實(shí)例
導(dǎo)讀
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1、220kV變壓器整定計(jì)算
2、110kV變壓器整定計(jì)算
3、35kV變壓器整定計(jì)算
它與整定電流計(jì)算有哪些聯(lián)系？
GB50055-2011《通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》2.3.9條：熱過(guò)載繼電器整定電流應(yīng)按下式確定：Izd=Kk*Kjx*Ie/(n*Kr)
Izd：熱過(guò)載繼電器整定電流；
Ie：電動(dòng)機(jī)的額定電流；
Kk：可靠系數(shù)；
Kjx：接線系數(shù)；
n：電流互感器變比；
Kr：熱繼電器的返回系數(shù)。
《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版的表7.2.-3 電力變壓器的電流保護(hù)整定計(jì)算中，過(guò)電流保護(hù)計(jì)算公式如下：Iopk=Krel*Kcon*Kol*Ie/(nTA*Kr)
Iopk：保護(hù)裝置的動(dòng)作電流；
Ie：變壓器高壓側(cè)的額定電流；
Krel：可靠系數(shù)；
Kcon：接線系數(shù)；
Kol：過(guò)負(fù)荷系數(shù)；
nTA：電流互感器變比；
Kr：繼電器的返回系數(shù)。
從以上公式可以看出，熱繼電器的整定電流計(jì)算均需要由額定電流Ie除以繼電器的返回系數(shù)Kr求得，那么為什么要除以返回系數(shù)Kr呢？
（圖二）▲繼電器的整定電纜示意圖▲
為了方便理解，我們先暫時(shí)不考慮可靠系數(shù)和過(guò)負(fù)荷系數(shù)的影響，通過(guò)圖二，我們可以知道，假設(shè)不考慮繼電器的返回系數(shù)，那么繼電器的整定電流一為Izd1，返回電流一為If1，兩者之間的電流范圍落在圖上電流軸的ab區(qū)間，b點(diǎn)為電動(dòng)機(jī)或變壓器的額定電流，當(dāng)實(shí)際運(yùn)行電流超過(guò)b點(diǎn)電流后，繼電器動(dòng)作，而當(dāng)實(shí)際運(yùn)行電流回落到ab區(qū)間時(shí)，這時(shí)并未過(guò)載，而電流仍然大于繼電器的返回電流一If1，根據(jù)繼電器的繼電特性可知繼電器中的銜鐵仍然處于吸合狀態(tài)，這時(shí)仍然會(huì)發(fā)出過(guò)載報(bào)警信號(hào)，顯然是不合理的。
展開(kāi) 繼電保護(hù)整定是怎么算出來(lái)的？首先要了解這些基本的計(jì)算原則！
以某類(lèi)型微機(jī)保護(hù)裝置的常規(guī)反時(shí)限過(guò)流繼電器的電流—時(shí)間特性為例，其動(dòng)作方程為：
反時(shí)限過(guò)流保護(hù)起動(dòng)電流的計(jì)算可參照限時(shí)過(guò)流保護(hù)的起動(dòng)電流計(jì)算公式。
（7）變壓器差動(dòng)保護(hù)的計(jì)算與整定
變壓器差動(dòng)保護(hù)是一種反應(yīng)流入和流出變壓器能量差的一種保護(hù)類(lèi)型。通過(guò)選取合適的電流互感器可以將能量以電流的形式反映在差動(dòng)保護(hù)回路中，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作線圈接在差動(dòng)保護(hù)回路的差動(dòng)臂上。其起動(dòng)電流按躲過(guò)變壓器勵(lì)磁涌流、因電流互感器的不同型而產(chǎn)生的不平衡電流以及穿越性故障引起的不平衡電流為原則進(jìn)行整定。
按躲過(guò)變壓器勵(lì)磁涌流為原則，其不平衡電流值應(yīng)為:
按躲過(guò)電流互感器二次回路斷線時(shí)引起的不平衡電流為原則，其不平衡電流值為:
差動(dòng)繼電器的起動(dòng)電流按以上三者中最大的計(jì)算值為依據(jù)進(jìn)行整定。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于微機(jī)型差動(dòng)繼電器而言，其動(dòng)作電流一般選擇在Id0=(0.2～0.3)IN，基本能有效躲過(guò)以上因素導(dǎo)致的不平衡電流。不同類(lèi)型的微機(jī)差動(dòng)繼電器其特性曲線會(huì)有所不同，這與產(chǎn)品所選擇的算法有關(guān)，在此不作介紹。
（8）定時(shí)限過(guò)流和反時(shí)限過(guò)流保護(hù)的區(qū)別
定時(shí)限過(guò)流保護(hù)是一種按躲過(guò)最大負(fù)荷電流來(lái)整定的一種保護(hù)類(lèi)型，在整定時(shí)應(yīng)考慮到與后端線路保[供電中心1] 的時(shí)限配合。它反映于線路故障時(shí)的電流增大而動(dòng)作，它可作為電網(wǎng)終端設(shè)備的主保護(hù)或長(zhǎng)線路時(shí)的后備保護(hù)及相鄰線路的后備保護(hù)。一旦經(jīng)整定計(jì)算確定后，繼電器動(dòng)作的時(shí)限就與短路電流的大小無(wú)關(guān)，因此，稱(chēng)為定時(shí)限過(guò)流保護(hù)。
而反時(shí)限過(guò)流則不同，一旦通過(guò)調(diào)整繼電器電氣參數(shù)或通過(guò)某種算法確定反時(shí)限類(lèi)型曲線后，反時(shí)限過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限與短路電流密切相關(guān)，短路電流越大或故障點(diǎn)越近，動(dòng)作時(shí)限越短，反之，短路電流越小或故障點(diǎn)越遠(yuǎn)，動(dòng)作時(shí)限越長(zhǎng)。
在基本整定原則上，定時(shí)限和反時(shí)限是一致的，但反時(shí)限可使靠近電源的故障有較小的切除時(shí)間。
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整定值怎么計(jì)算？
◆ 220kV變壓器后備保護(hù)整定詳解
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【精講】整定計(jì)算的講解
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繼電保護(hù)整定計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)及實(shí)際應(yīng)用
來(lái)源：繼保小講堂
220kV變壓器后備保護(hù)整定詳解
2 整定方案
2.1 按整定規(guī)程確定的原則
DL/T 584—2007《3 kV ～ 110 kV 電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》、DL/T 559—2007《220 kV ～ 750 kV 電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》中關(guān)于變壓器保護(hù)有以下描述[4-5]。
變壓器過(guò)電流保護(hù)按Idz = K k/K f×IFH.max 原則整定，其中K k 為可靠系數(shù)，取1.2～ 1.3，K f 為返回系數(shù)，電磁型取0.85，微機(jī)型取0.95，IFH.max 為最大負(fù)荷電流，復(fù)合電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù)，只考慮變壓器的額定電流，無(wú)復(fù)合電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù)，最大負(fù)荷電流應(yīng)適當(dāng)考慮電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)系數(shù)。
取K k = 1.2 ，K f = 0.95 ，因動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)不考慮電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)系數(shù)，IFH.max 取1.1倍變壓器的額定電流，得到Idz = 1.39 In（In 變壓器中壓側(cè)額定電流，計(jì)算時(shí)額定電壓取115 kV）。
2.2 按變壓器運(yùn)行規(guī)程確定的原則
DL/T 572—2010《電力變壓器運(yùn)行規(guī)程》中，關(guān)于各類(lèi)負(fù)載狀態(tài)下負(fù)載電流和溫度的最大限值如表1 所示（當(dāng)制造廠有關(guān)超額定電流運(yùn)行的明確規(guī)定時(shí)，應(yīng)遵守制造廠的規(guī)定）。
展開(kāi) 變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理及邏輯圖
（6）由變壓器兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同而產(chǎn)生的不平衡電流
在差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算中加以考慮。
（7）由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流
在變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算中考慮。
變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理及邏輯圖
②電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變比不同
由于變比的標(biāo)準(zhǔn)化使得其實(shí)際變比與計(jì)算變比不一致，從而產(chǎn)生不平衡電流。
【實(shí)例分析1】由電流互感實(shí)際變比與計(jì)算變比不等產(chǎn)生的不平衡電流分析
在表8-2中，變壓器型號(hào)、變比、Y,d11 接線。計(jì)算由于電流互感器的實(shí)際變比與計(jì)算不等引起的不平衡電流。計(jì)算結(jié)果如表8-2。由表8-2可見(jiàn)，由于電流互感器的實(shí)際變比與計(jì)算變比不等，正常情況將產(chǎn)生0.21A的不平衡電流。
表8-2 計(jì)算變壓器額定運(yùn)行時(shí)差動(dòng)保護(hù)臂中的不平衡電流
③變壓器各側(cè)電流互感器型號(hào)不同
由于變壓器各側(cè)電壓等級(jí)和額定電流不同，所以變壓器各側(cè)的電流互感器型號(hào)不同，它們的飽和特性、勵(lì)磁電流（歸算至同一側(cè)）也就不同，從而在差動(dòng)回路中產(chǎn)生較大的不平衡電流。
④變壓器帶負(fù)荷調(diào)節(jié)分接頭
變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭，是電力系統(tǒng)中電壓調(diào)整的一種方法，改變分接頭就是改變變壓器的變比。整定計(jì)算中，差動(dòng)保護(hù)只能按照某一變比整定，選擇恰當(dāng)?shù)钠胶饩€圈減小或消除不平衡電流的影響。當(dāng)差動(dòng)保護(hù)投入運(yùn)行后，在調(diào)壓抽頭改變時(shí)，一般不可能對(duì)差動(dòng)保護(hù)的電流回路重新操作，因此又會(huì)出現(xiàn)新的不平衡電流。
展開(kāi) 電壓、電流互感器典型事故缺陷分析
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展開(kāi) 
認(rèn)識(shí)電流互感器.
變比：表示一次電流與二次側(cè)電流的比值，是繼電保護(hù)整定計(jì)算及計(jì)量專(zhuān)業(yè)的重要參數(shù)。
變比的選擇，首先應(yīng)考慮額定工況下測(cè)量?jī)x表的指示精度和滿足保護(hù)裝置額定輸入電流及工作精度的要求。例如，當(dāng)保護(hù)裝置的額定輸入電流為5A時(shí)，在正常工況下，測(cè)量級(jí)的電流互感器二次輸出電流應(yīng)在1~4.5A之間比較合理。如果太小，（如小于0.5A）就不合理了。保護(hù)級(jí)的電流互感器，由于要保證在系統(tǒng)故障時(shí)不飽和，一般變比要大于測(cè)量級(jí)的電流互感器變比。
注意，電流互感器一次繞組，串聯(lián)變比不變?nèi)萘吭龃笠槐叮徊⒙?lián)變比增大一倍，容量不變。二次繞組，串聯(lián)變比不變，容量增大一倍；并聯(lián)變比減小一半，容量不變。
準(zhǔn)確度級(jí)：目前，國(guó)內(nèi)采用的電流互感器的準(zhǔn)確度級(jí)有六個(gè)：0.1、0.2、0.5、1、3、5級(jí)。按照計(jì)量、測(cè)量類(lèi)和保護(hù)類(lèi)兩類(lèi)討論，計(jì)量測(cè)量類(lèi)需要運(yùn)行時(shí)精確測(cè)量，滿足正常負(fù)荷下測(cè)量要求，保護(hù)類(lèi)在故障態(tài)時(shí)進(jìn)行保護(hù)，滿足極限情況下的要求。
計(jì)量、測(cè)量準(zhǔn)確等級(jí)：0.1、0.2、0.5等。如0.5級(jí)表示在額定工況下，電流互感器的傳遞誤差不大于0.5%。
保護(hù)準(zhǔn)確等級(jí)：一般采用P級(jí)，例如，5P20，表示20倍額定電流下誤差是5%，所以保護(hù)級(jí)雖然精度不如計(jì)量測(cè)量級(jí)，但具有很強(qiáng)的抗飽和能力。
所以CT的繞組不能使用錯(cuò)誤，否則容易出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，對(duì)于繼電保護(hù)部分將出現(xiàn)誤動(dòng)或拒動(dòng)（縱差保護(hù)容易誤動(dòng)，因?yàn)闄z測(cè)差流過(guò)大。后備保護(hù)由于采集數(shù)值過(guò)小又會(huì)出現(xiàn)拒動(dòng)的情況）。
3、標(biāo)號(hào)原則
對(duì)于不同用途的交流回路，使用不同的數(shù)字組。如：電流回路通常為400～599，電壓回路標(biāo)號(hào)范圍600～799。回路每經(jīng)過(guò)一個(gè)元件，標(biāo)號(hào)應(yīng)加１。對(duì)于特殊用途的交流回路，可以使用特殊標(biāo)號(hào)。
4、電流互感器二次繞組使用原則
（1）選用合適的準(zhǔn)確度級(jí)。
展開(kāi) 發(fā)電機(jī)大修后應(yīng)進(jìn)行哪些試驗(yàn)？
利用此試驗(yàn)可判斷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈有無(wú)匝間短路，此外，計(jì)算發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)同其電抗xd短路比以及電壓調(diào)整器的整定計(jì)算時(shí)也都需要得用短路特性試驗(yàn)。其方法如下：
在發(fā)電機(jī)端子排A432、B431、C432回路中串接標(biāo)準(zhǔn)電流表。在滅磁盤(pán)勵(lì)磁回路接直流電流表（603、604處）并接直流電壓表。
在發(fā)電機(jī)主油開(kāi)關(guān)處A、B、C出線上接三相短路線一組。
發(fā)電機(jī)恢復(fù)備用，投入各保護(hù)（此時(shí)甲刀閘在斷開(kāi)）
合上MK開(kāi)關(guān)，緩慢調(diào)整RC升起勵(lì)磁機(jī)電流與發(fā)電機(jī)短路電流，并逐點(diǎn)記錄相應(yīng)各量。采取上升、下降兩條特性曲線短路電流升至靜子額定電流為止，與廠家原特性曲線相比較無(wú)大的差異。
f、降下發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，斷開(kāi)MK、發(fā)電機(jī)主油開(kāi)關(guān)及工作勵(lì)磁刀閘。
待汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速降下后，拆除短路線及試驗(yàn)表計(jì)。
此試驗(yàn)同電氣運(yùn)行人員與試驗(yàn)人員共同完成，操作中要均勻升降，讀數(shù)要準(zhǔn)確，在試驗(yàn)過(guò)程中，勵(lì)磁電流只可向同一方向調(diào)節(jié)，不要反復(fù)調(diào)整，因發(fā)電機(jī)出線上接有短路線，切記不準(zhǔn)合上發(fā)電機(jī)出口甲刀閘，短路線的按裝與拆除由檢修人員進(jìn)行。
⑦發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)及層間耐壓試驗(yàn):
空載特性，是指電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速空載運(yùn)行時(shí)，其靜子電壓與勵(lì)磁電流這間的關(guān)系曲線，空載特性曲線的用途很多，如可判斷轉(zhuǎn)子線圈有無(wú)匝間短路，靜子鐵芯有無(wú)局部硅鋼片短路等現(xiàn)象。此外，計(jì)算發(fā)電機(jī)的電壓率比率，未飽和的同步電抗，整定勵(lì)磁機(jī)的磁碭電阻等，都用得著空載特性曲線。試驗(yàn)方法如下：
接入發(fā)電機(jī)各保護(hù)。
將發(fā)電機(jī)復(fù)備（發(fā)電機(jī)甲刀閘不合）
在主控制室發(fā)電機(jī)端子排上A613、B600、C613接三只電流表，并接勵(lì)磁電壓表，磁場(chǎng)電壓表，在滅磁盤(pán)接轉(zhuǎn)子電流表（均為標(biāo)準(zhǔn)表）。
d當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速至額定后，合上MK開(kāi)關(guān)，調(diào)整RC電阻，升起發(fā)電機(jī)電壓，逐點(diǎn)讀取發(fā)電機(jī)電壓與勵(lì)磁機(jī)電流數(shù)值便可得到空載特性上升部分曲線，直至發(fā)電機(jī)電壓至額定。
展開(kāi) 繼電保護(hù)整定是怎么算出來(lái)的？
（4）電流速斷保護(hù)的基本計(jì)算及其保護(hù)范圍
電流速斷保護(hù)是一種僅反應(yīng)于電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作的一種電流保護(hù)類(lèi)型。保護(hù)的按線路末端出現(xiàn)三相短路時(shí)的短路電流來(lái)整定，取一定的可靠系數(shù)Krel，可靠系數(shù)一般為1.2～1.3,保護(hù)起動(dòng)電流Iact按下式計(jì)算：
（5）限時(shí)速斷和限時(shí)過(guò)流保護(hù)的基本計(jì)算及整定
限時(shí)速斷保護(hù)是反應(yīng)于電流增大而延時(shí)動(dòng)作的一種電流保護(hù)類(lèi)型，限時(shí)電流速斷保護(hù)要求在系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)，具有足夠的反應(yīng)能力，這個(gè)能力通常用靈敏系數(shù)Ksen來(lái)衡量，一般要求Ksen≥1.3～1.5，靈敏系數(shù)按下式校驗(yàn)：
當(dāng)按最小運(yùn)行方式下線路末端的兩相短路電流校驗(yàn)靈敏度不滿足要求時(shí)，可按下一線路的速斷保護(hù)定值來(lái)整定，并取一定的配合系數(shù)Kmat，通常Kmat取1.15。
限時(shí)過(guò)流保護(hù)是反應(yīng)于電流增大而延時(shí)動(dòng)作的另一種電流保護(hù)類(lèi)型。
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