浅谈继电保护整定计算
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摘要 本文介绍了继电保护整定的基本要求，以实例说明了短路电流计算和继电保护整定计算的过程，并且最后进行选择性配合校验。
关键词 基本要求短路电流计算过电流保护速断保护过负荷保护
1、概述
基于电力在现代社会中的重要性，对电力维护显得格外重要。而对电力维护起重要作用的继电保护，则是电力系统能否正常工作的关键。继电设施的正常运转，技术运用与发展对电力系统的运行影响重大。加强对电力系统的安全维护至关重要，而继电保护是其中主要的保护手段之一。
继电保护和自动装置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。
2、工程实例：
本文以某工程10KV配电所为例，总结一下10KV配电系统继电保护整定值的计算方法。
已知总变电所短路电流计算结果，最大方式下10KV母线Imax=31.35KA，最小方式下10KV母线Imin=23.41KA。
首先，需要进行短路电流计算：
短路电流以100MVA为基准进行计算。
把系统短路电流折成标幺阻抗。
最大方式下，系统阻抗
X* min=Ij/I"max=5.5/31.35=0.175
最小方式下，系统阻抗
X* max=Ij/I"min=5.5/23.41=0.235
总变电所到10KV配电所电缆2(YJV-10-3x240)，长为500m。
查表10KV交联聚乙烯绝缘三芯电力电缆2(YJV-10-3x240)每千米阻抗为0.079，（因电缆电阻值太小在标幺值计算时可忽略不计故未列出）
Xl=X*l*Sj/U2 pl=0.079/2x0.5x100/10.52=0.018
短路点k1处，10kV配电所母线的三相短路电流值最大方式下I"max=Ij/X*min=5.5/(0.175+0.018)=28.5KA
最小方式下I"min=Ij/X*max=5.5/(0.235+0.018)=21.74KA
10/0.4kV 1600kVA变压器回路短路电流计算：
1600KVA变压器的阻抗标幺值
X*T= uk% Sj/100xSe=5.5/1.6=3.44
uk%:变压器阻抗电压百分值为5.5；
Se:变压器的额定容量为1600kVA
则最大方式下变压器支路的最小综合阻抗为：
X min.∑=X*s+Xl+X*T
=0.175+0.018+3.44=3.633
短路点k2处，变压器低压网络母线短路流过保护装置安装处的最大短路电流值：
I"max.b=Ij/X∑=5.5/3.633=1.51KA
最小方式下变压器支路的综合阻抗标幺值为：
X max.∑=X* s+Xl+X*T=0.235+0.018+3.44=3.693
短路点k2处，变压器低压网络母线短路流过保护装置安装处的最小短路电流值：
I"min b =Ij/X∑=5.5/3.693=1.49KA
下面进行保护整定计算：
(1)进线
a过电流保护定值计算
首先求出最大一台315kW电动机过负荷电流
Igh=KghIg.Xl=(Ig.xl-IMg.max)+Kq*IMg.max
=(1000-21.4)+7x21.4=1128.4A
保护装置动作电流
Iop.K=Kk*Kjx*Igh/(Kr*ni)
=1.2x1x1128.4/(0.85*200)=8A取Iop.K =8A，
Kk:可靠系数，用于过电流时DL和GL型继电器分别取1.2和1.3，用于电流速断保护时分别取1.2和1.5。用于单相接地保护时（无时限取4~5,有时限取1.5~2）。
Kjx:接线系数,接相电流取1;接相电流差取
Kr:继电器返回系数，取0.85
ni:电流互感器变比
保护装置按与母联断路器过流时限配合整定，经过1.5S动作于断路器跳闸。
b速断保护定值计算
保护装置二次动作电流
Iop.K=Kk*Kjx*I"2k3.max/ni
=1.2x1x28.5x103/200=171A
灵敏度效验
Ksen=I"1k2.min/Iop=0.866x21.74x103/171x200
=0.55<2 不能满足要求
I"2k3.max：最大运行方式下配电所10kv母线三相短路时的最大短路电流
I"1k2.min:最小方式下配电所10kv母线两相短路时的最小短路电流
由于无时限电流速断保护不能满足灵敏系数要求，故应装设带时限电流速断保护。保护装置动作电流按满足照灵敏系数整定
Iop.K=I"1k2.min/2=0.866x21.74x103/200x2=47.1
整定值取47A
保护装置的动作时限，应较相邻元件的电流速断保护大一个时限阶段，一般大0.5~0.7S。故时间定值0.5S。
（2）母联分段断路器过电流保护计算
首先求出线路过负荷电流
Igh=Kgh*Ig.xl
=(Ig.xl-IMg.max)+Kq*IMg.max
=(604-22.7)+7x22.7=740.4A
保护装置二次动作电流
Iop.K =Kk*Kjx*Igh/(Kr*ni)
=1.2x1x740.4/(0.85*150)=7A取Idz.j=7A，
保护装置的动作时限，应较装设过电流保护的相邻元件过电流保护大一时限阶段，则 时间定值按1S整定。
（3）电动机以315KW电动机为例。电缆长400m。
a电流速断保护:应躲过电动机起动电流
Iop.k=Kk*Kjx*Kst*IrM/ ni
=1.4*1*1.0*7*21.4/10=20.97 A
Kst:电动机起动电流倍数
IrM:电动机额定电流
保护定值取Iop.k=21.5A.
保护装置一次定值Iop=21.5x10=215A
保护装置经0秒动作于断路器跳闸。
b.过负荷保护(动作于信号)：
保护装置的动作电流(应躲过电动机的额定电流)
Iop.k=Kk*Kjx *IrM/（Kr* ni）
=1.05*1*21.4/（0.85*10） =2.64 A
保护定值取Iop.k=2.8A
保护装置经9秒动作于信号。
c.低电压保护：
Uop.k=Kmin*Ur2=0.6*100=60 V
低电压保护装置二次定值取60V
当系统电压低于保护装置定值时，经0.5S动作于断路器跳闸。
d.单相接地保护
ICM=(95+1.44S)Ur*l/(2200+0.23S)
=(95+1.44x95)x10.5x0.4/(2200+0.23x95)
=0.438A
已知全厂电缆总长度40.69km
ICM=0.1Ur l=0.1x10.5x40.69=42.72A
S：电缆芯线的标称截面为95mm2
Ur:线路额定线电压，10.5kV
l:线路长度为0.4km
IC∑:因电网电容电流已超过30A，应经消弧线圈补偿，补偿采用过补偿，总单相接地电流按过补偿后剩余7A考虑。
ICM:电动机回路的电容电流，为0.438 A
电动机单相接地保护按满足灵敏度整定
Iop=(IC∑-ICM)/KLM=(7-0.438)/1.25 =5.25A式中：
IC∑:电网经消弧线圈补偿的总单相接地电流，为7A
ICM:电动机回路的电容电流，为0.438 A
KLM:为灵敏系数，按最小灵敏系数1.25计算；
取保护装置的一次动作电流Iop1=5A
（4）1600KVA变压器。
a.过流保护：
Iop.k=Kk*Kjx*Kgh*I1rT/（Kr* ni）
=1.2*1*1.5*92.38/（0.85*30）=6.52 A
I1rt:变压器高压侧额定电流，为92.38A
保护定值取Iop.k=6.6A.
保护时限取：t=0.5s 保护装置经0.5秒动作于断路器跳闸
b.速断保护：
保护装置的动作电流(应躲过低压侧短路时，流过保护装置安装处的最大短路电流)
Iop.k =Kk*Kjx* I"2k3max / ni
=1.3*1*1.51x103/30 =65.4 A
取保护装置的二次动作电流IopK=66A
保护装置的一次动作电流为Iop=66x30=1980A
保护装置灵敏系数校验(按系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流校验)
Ksen=I"1k2.min/Iop=0.866x21.74x103/66x30
=9.5>2 满足要求
保护装置经0秒动作于断路器跳闸
c.单相接地保护
零序电流互感器变比为30/5
单相接地保护按躲过最大不平衡电流整定
保护装置的一次动作电流
Iopk=Kkx0.25xI2rT/ni=1.2x0.25x92.38/6=4.6取5A
Kk:为可靠系数取 Kk=1.2
I2rT:变压器额定电流，为92.38A
保护装置经0.5S动作于断路器跳闸
4、总结
以上就是我在实际做工程项目继电保护整定计算的全过程，是对此的学习总结和基本认识，可能有些不足之处，以后我还会对继电保护整定计算的问题继续积极深入全面的学习。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
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