6kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算實(shí)例

46． 新 疆 石 油 科 技 2008年第 1期(第 18卷)
．
6kV配電系統(tǒng)繼 電保護(hù)整定計(jì)算實(shí)例
張兵① 袁冬 管永峰
新疆時(shí)代石油工程有限公司，834000 新疆克拉瑪依
摘 要 在高壓配電系統(tǒng)中，繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)應(yīng)以合理的運(yùn)行方式和可能的故障類型為依據(jù)，并應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和
速動(dòng)性四項(xiàng)基本要求，就此作一實(shí)例計(jì)算。
主題詞 過(guò)電流保護(hù) 電流速斷保護(hù) 過(guò)負(fù)荷保護(hù) 保護(hù)裝置的靈敏性
D． 。
_L 刖 吾
，m 過(guò)電流保護(hù)整定值，A；
某工程供配電系統(tǒng)采用一回專用 6kV架空線路 r-_可靠系數(shù)，用于過(guò)電流保護(hù)時(shí)，取 1．3；
和電纜相結(jié)合的方式引入室內(nèi)變配電所，已知 2臺(tái)變 接線系數(shù)，接于相電流時(shí)取 1．0；
壓器為 Sll-1600型 1600kVA。高壓側(cè)額定 電壓為 線路過(guò)負(fù)荷(包括電動(dòng)機(jī)起動(dòng)所引起的)電
一
6kV，低壓側(cè)額定電壓為 0．4kV，Uk％=5．5，D，ynl1接 流，A；
線。試求 6kV電源進(jìn)線柜繼電保護(hù)整定值和變壓器出 墨一繼電器返回系數(shù)，取 1．0；
線柜繼電保護(hù)整定值。 一 電流互感器變比，300／5=60；
解：以下采用標(biāo)幺值計(jì)算法進(jìn)行繼電保護(hù)整定 線路過(guò)負(fù)荷電流：／gh=Kghhr=1．5x154=231A；
計(jì)算。系統(tǒng)圖如圖 1所示。 K廠 過(guò)負(fù)荷系數(shù)，取 1．5；
變壓器高壓側(cè)額定電流，154A。
一
35kV變電所 6k出線
2．2保護(hù)裝置的靈敏性
口 2 )≥_『．5；
最小運(yùn)行方式下，線路末端兩相短路穩(wěn)態(tài)
一
電流，A；
，叩一保護(hù)裝置一次動(dòng)作電流，A。
=
．
ra／Ki,=5．5x60／1．0=330(A)
線路末端三相短路穩(wěn)態(tài)電流計(jì)算如下：
用標(biāo)幺值計(jì)算，基準(zhǔn)容量 JsF_『O00MVA；
6，0，4
基準(zhǔn)電流
5Qof5
： ： ： 91．65kA．
i 3 U 3 x6．3
：
圖 1 系統(tǒng)圖
(1)35kV變電所 6kV側(cè)的電抗
最大運(yùn)行方式下：XF Js／5由 =_『000／35．92=2Z84；
2 6kV電源進(jìn)線柜的繼電保護(hù)整定
最小運(yùn)行方式下：XF s／S~=l 000／34．25=29．2；
計(jì) 舁
(2)0．3kin電纜 y 2廠 線路的電抗
2-l過(guò)電流保護(hù)整定計(jì)算 X2=XLS／U}=fO．089x(D．2+D．_『)x1000]／6．32=0．67；
過(guò)電流保護(hù)：查表7—13知， 線路或電纜每千米電抗值，查表 4—9，電纜電
一
I K=Kr~ K B 1．3x1．0x231／(1．Ox60)=-5(A、)． 抗值為 0．08 m，查表4—10，6kV架空線路
故過(guò)電流保護(hù)整定值取 5．5A，保護(hù)動(dòng)作時(shí)限 = 電抗值為 0．340,~kin；
①作者簡(jiǎn)介：助理工程師，2002—07畢業(yè)于大慶石油學(xué)院自控系通信工程專業(yè)6kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算實(shí)例 ·47-
L一線路或電纜長(zhǎng)度，km； 廠 可靠系數(shù)，用于過(guò)電流保護(hù)時(shí)，取 1．3；
線路電壓，kV； K 接線系數(shù)，接于相電流時(shí)取 1．0；
一
(3) ．5kin架空線路(LGJ-95／20)的電抗 慟 一線路過(guò)負(fù)荷(包括電動(dòng)機(jī)起動(dòng)所引起的)電
X3=xLs ：(o．34x1．5xlOOOy6．32=12．85 流，A；
最大運(yùn)行方式下：查表 4—3知，X4=X +Xz+X，= K，_繼電器返回系數(shù)，取 1．0；
27．84+o．67+l2．85=41．36； 一 電流互感器變比，200／5=40；
最小運(yùn)行方式下：查表 4—3知，X4=蜀+Xz+X，= 線路過(guò)負(fù)荷電流： =Kfl~r=1．3x154=200．2A；
29．2+o．67+l2．85=42．72： 一 過(guò)負(fù)荷系數(shù)，取 1．3(因上級(jí)是電源進(jìn)線柜，
通過(guò)公式 4—13知，線路末端三相短路穩(wěn)態(tài)電流 下級(jí)是變壓器出線柜，根據(jù)上級(jí)保護(hù)下級(jí)的
I I F I 原則，故 Kgh取 1．3)；
Ji『短路電流交流分量有效值的標(biāo)幺值； 廠 變壓器高壓側(cè)額定電流，154A。
卜 基準(zhǔn)電流，kA； 3．2保護(hù)裝置的靈敏性
短路電路總電抗(計(jì)算電抗)標(biāo)幺值； K (I犯 nl )≥I．5；
一
穩(wěn)態(tài)短路電流有效值，在遠(yuǎn)離電源端的網(wǎng)絡(luò) 最小運(yùn)行方式下，變壓器低壓側(cè)兩相短
一 脅 一
發(fā)生短路時(shí)，即以電源容量為基準(zhǔn)的計(jì)算電 路時(shí)，流過(guò)高壓側(cè)(保護(hù)安裝處)的穩(wěn)態(tài)
抗X >13時(shí)，短路電流周期分量在整個(gè)短路 電流，A；
過(guò)程中不發(fā)生衰減，即 ” z=厶； L一保護(hù)裝置一次動(dòng)作電流，A，
” 或 I”一對(duì)稱短路電流初始值(或超瞬態(tài)短路 L=Iop．KnrA／Ki~=7X40／1．0=280(A)。
電流有效值)； 變壓器低壓側(cè)三相短路電流計(jì)算如下：
廠 短路后 0．2s的短路電流交流分量(周期分 變壓器電抗值：查表 4—2知，
量)有效值； X r=(UK％Sy(IOOSJ=-(5．5xlOOO~(100x1．6)=-34．38；
(4)綜合上述可得 ( 變壓器阻抗電壓百分值， ％= ％；
最大運(yùn)行方式下 ： ” =厶= = =91．65／ Sr廠 變壓器的額定容量， ． 。
41．36=2．22(kA)； 最 大運(yùn)行方式 下 ：X 總= =34．38+41．36=
最小運(yùn)行方式下 ： ” =厶= =Ij．~4=91．65／ 75．74
42．72=2．15(kA)； 最小運(yùn)行方式下：X總= r+X4=34．38+42．72=77．1；
因?yàn)閮上喽搪烦矐B(tài)電流 ” 等于三相短路超 查表 4一 得，基準(zhǔn)電流~=1443kA。
瞬態(tài)電流 ”嬲的0．866倍 ，三相短路超瞬態(tài)電流即對(duì) 最大運(yùn)行方式下 ： ” =厶=／／X,= X總=1443／
稱短路電流初始值。 75．74=19．05(kA)；
所以 0．866 i，曲l=D．8 ×2 150=1 862(A)； 最小運(yùn)行方式下 ： ” =厶 = X總=1443／
I ：最小運(yùn)行方式下，線路末端三相短路穩(wěn)態(tài) 77．1=18．72(kA)。
電流，A； 因?yàn)樽儔浩鞑捎玫慕泳€方式是D，ynll接線，所
故，K 2 862／330=5．64≥1．5； 以三相短路穩(wěn)態(tài)電流 ／(V3 ；
從而可知，線路保護(hù)裝置的靈敏性滿足規(guī)范要 孫 一最大運(yùn)行方式下，線路末端三相短路穩(wěn)態(tài)
求。 電流(即三相短路超瞬態(tài)電流)， ；
廣 最小運(yùn)行方式下，線路末端三相短路穩(wěn)
3 變壓器 出線柜的繼 電保護(hù)整定計(jì)算
態(tài)電流(即三相短路超瞬態(tài)電流)， 。
3．1過(guò)電流保護(hù)整定計(jì)算 最大運(yùn)行方式下：
過(guò)電流保護(hù)：查表 7—3知，
I強(qiáng)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)， 最小運(yùn)行方式下：
故過(guò)電流保護(hù)整定值取 7A，保護(hù)動(dòng)作時(shí)限 t=