繼電保護整定計算公式大全

繼電保護整定計算公式1、負荷計算(移變選擇)：(4-1)S=a

caCOS中(4-1)wm式中Sca--一組用電設備的計算負荷，kVA；EPn--具有相同需用系數(shù)Kde的一組用電設備額定功率之和，kW。綜采工作面用電設備的需用系數(shù)Kde可按下式計算kd=0.4+0.6-、max (4-2)N式中Pmax—最大一臺電動機額定功率，kW；cos中--一組用電設備的加權平均功率因數(shù)wm2、高壓電纜選擇：向一臺移動變電站供電時，取變電站一次側額定電流，即I=I=Sn：103 (4-13)ca 1N <3U1N式中%—移動變電站額定容量，kV?A；U1N—移動變電站一次側額定電壓，V；11N一移動變電站一次側額定電流，A。向兩臺移動變電站供電時，最大長時負荷電流/件為兩臺移動變電站一次側額定電流之和，即I=I+1=(Sn1+SN2)X103 (4-14)ca 1N1 1N2 ：3?U1N向3臺及以上移動變電站供電時，最大長時負荷電流I^為(4-15)I=EPX103ca 容UN?KC-cos甲-n(4-15)式中Iaa一最大長時負荷電流，A；EPN一由移動變電站供電的各用電設備額定容量總和，kW；K"一變壓器的變比；cos中、nwm—加權平均功率因數(shù)和加權平均效率。對向單臺或兩臺高壓電動機供電的電纜，一般取電動機的額定電流之和；對向一個采區(qū)供電的電纜，應取采區(qū)最大電流；而對并列運行的電纜線路，則應按一路故障情況加以考慮。3、低壓電纜主芯線截面的選擇按長時最大工作電流選擇電纜主截面(1)流過電纜的實際工作電流計算①支線。所謂支線是指1條電纜控制1臺電動機。流過電纜的長時最大工作電流即為電動機的額定電流。I=I= —— (4-19)caNd3UNcos甲/N式中Ica一長時最大工作電流，A；IN一電動機的額定電流，A；un一電動機的額定電壓，V；p一電動機的額定功率，kW；C0S中n—電動機功率因數(shù);門n一電動機的額定效率。②干線。干線是指控制2臺及以上電動機的總電纜。向2臺電動機供電時，長時最大工作電流1^，取2臺電動機額定電流之和，即I=In1+In2 (4-20)向三臺及以上電動機供電的電纜，長時最大工作電流I^，用下式計算I=Kd*叩的3 (4-21)ca 、：3Ucos中N wm式中I”一干線電纜長時最大工作電流，A；*p一由干線所帶電動機額定功率之和，kW；UN一額定電壓，V；*一需用系數(shù)；cos中一加權平均功率因數(shù)。wm(2)電纜主截面的選擇選擇要求 KIp巳1^ (4-22)4、短路電流計算①電源系統(tǒng)的電抗X^：y(4-75)X=J=U=土

sy a/3I(3) 初UI(3)S(4-75)s ars br式中Xsy—電源系統(tǒng)電抗，Q；U誠一平均電壓，V(6kV系統(tǒng)平均電壓為6.3kV)；1⑶一穩(wěn)態(tài)二相短路電流，A；5折一井下中央變電所母線短路容量，MV?A(用式4-75計算時單位應一致)。②6kV電纜線路的阻抗Xw(4-76)式中x0一電纜線路單位長度的電抗值，6kV?10kV電纜線路x0=0.08Q/km；L一自井下中央變電所至綜采工作面移動變電站，流過高壓短路電流的沿途各串聯(lián)電纜的總長度，km。短路回路的總阻抗*XzX=Xsy+Xw (4-77)三相短路電流I⑶sUI⑶=3寸X (4-78)(7)兩相短路電流I⑵S(4-79)I⑵=三一=笠I⑶

s 2*X2s(4-79)(8)短路容量Sss=J3i(3)u4、過流整定高壓配電裝置中過流繼電器的整定目前使用的礦用隔爆高壓真空配電箱繼電保護裝置大多數(shù)采用電子保護裝置，部分新產品采用微電腦控制及保護，其保護功能有過流保護（短路保護、過載保護）、漏電保護、過電壓和欠電壓保護等。下面就電子保護裝置的過電流保護整定計算方法做一討論。1）保護一臺移動變電站（1）短路（瞬時過流）保護繼電器動作電流移動變電站內部及低壓側出線端發(fā)生短路故障時，應由高壓配電箱來切除。因此，動作電流應按躲過變電站低壓側尖峰負荷電流來整定，即動作電流為I>^l^d +ZI） （4-85）sb-r KK st-M N式中I一瞬時過流繼電器動作電流，A；（短路保護，即速斷）；sb-r1.2?1.4-可靠性系數(shù)；,一變壓器的變壓比；K——高壓配電箱電流互感器變流比；I-m—起動電流最大的一臺或幾臺電動機同時起動，電動機的額定起動電流，A；￡IN—其余電氣設備額定電流之和，A。調整繼電器過流保護整定裝置，使動作電流大于等于其計算值。靈敏系數(shù)（靈敏度）校驗(4-86)>1.5(4-86)式中K—保護裝置的靈敏度;rI⑵一移動變電站二次側出口處最小兩相短路電流，A；s、一變壓器組別系數(shù)，對于Y,y接線的變壓器，K^^=1；對于Y,d接線變壓器KgT=<3。其他參數(shù)意義同上。（2）過載保護整定電流隔爆型高壓配電箱過載保護裝置的動作電流，按移動變電站一次側額定電流來整定，即I=I=S （4-87）sbN<3U1NU1N一移動變電站一次側額定電壓，kV。2）保護幾臺移動變電站一臺高壓配電箱控制一條高壓電纜，而這條高壓電纜又同時控制幾臺移動變電站，構成帶有分支負荷干線式供電方式，綜采工作面供電系統(tǒng)一般采用這種供電方式。（1） 短路保護裝置動作電流整定短路保護裝置動作電流整定仍按式（4-85）計算，靈敏度按式（4-86）校驗。應注意，靈敏度校驗中，/⑵為保護范圍末端的最小兩相短路電流，該保護范圍末端是指最遠一臺移s動變電站二次出口處最小兩相短路電流。（2） 過載保護整定電流高壓配電箱過載保護裝置的動作電流按線路最大工作電流來整定。I>—I （4-88）sb-r Kmaxwi式中Imaxw一線路的最大工作電流（即為最大負荷電流La），A；I=I='S、103 （4-89）max-w ca<3U1NZSN-由該高壓電纜所控制的移動變電站額定容量總和，kVA；U1N-高壓額定電壓，V；移動變電站過流保護裝置整定計算目前煤礦井下使用的國產移動變電站結構形式有兩種：①高壓負荷開關、干式變壓器、低壓饋電開關組成移動變電站。在低壓饋電開關中裝有半導體脫扣器，作為過流保護裝置。JJ30檢漏繼電器作為漏電保護裝置。高壓負荷開關中無過流保護裝置；②高壓真空斷路器、干式變壓器、低壓保護箱組成移動變電站。在高壓開關箱中裝有過流保護裝置，在低壓開關箱中裝有過流保護和漏電保護裝置。1） 移動變電站高壓開關箱中過流保護裝置的整定（1） 短路保護的整定移動變電站內部及低壓側出線端發(fā)生短路故障時，應由移動變電站高壓斷路器來切除。移動變電站短路保護裝置的動作電流，應躲過低壓側尖峰負荷電流，即按式（4-85）整定，按式（4-86）校驗。應注意，靈敏度校驗中，I⑵為保護范圍末端的最小兩相短路電流，該s保護范圍末端是指最遠一臺磁力起動器，動力電纜入口處最小兩相短路電流。（2） 過載保護整定移動變電站過載保護的整定電流，取移電站一次側額定電流，即按式（4-87）計算。2） 移動變電站低壓保護箱中過流保護裝置的整定（1） 短路保護整定按式（4-91）計算整定值，按式（4-92）校驗靈敏度。（2） 過載保護整定移動變電站低壓保護箱中，過載保護的整定電流取所控制電動機額定電流之和乘以需用系數(shù)。系數(shù)。(4-90)式中'式中'九一所有電動機額定電流之和，A；K屁—需用系數(shù)，由具體負荷確定。3)3)（1） 移動變電站低壓饋電開關短路保護的整定按式（4-91）計算整定值，按式（4-92）校驗靈敏度。（2） 過載保護的整定過載保護的整定電流，取所控制電動機額定電流之和乘以需用系數(shù)，即按式（4-90）計算。井下低壓系統(tǒng)過流保護裝置整定（包括過電流脫扣器）1）低壓饋電開關過流保護裝置的整定（1）變壓器二次側總饋電開關或干線的配電開關中過電流繼電器動作電流(4-91)式中七一過流保護裝置的動作電流，A；I“m一被保護網絡中最大一臺電動機的起動電流，A；Z七—被保護網絡中除最大容量的一臺電動機外，其余電動機額定電流之和，A。保護裝置的靈敏系數(shù)要求I⑵K=廠>1.5 （4-92）sb式中1（2）一被保護網絡末端最小兩相短路電流，A。（2）對于新型系列DZKD或DWKB30型饋電開關，裝有電子脫扣裝置，即過載長延時過流保護、短路短延時（0.2?0.4s）過流保護和短路速斷保護。過載長延時過流保護的整定范圍：（0.4?1.0）IwN（Iw.N是開關的額定電流A），具有反時限特性；短路短延時過流保護的整定范圍：（3?10）I；sw-N短路速斷保護的整定范圍：8IwN或20IwN。過載長延時保護的動作電流整定倍數(shù)：n> ——y （4-93）sbIsw-N式中n—過載長延時保護動作電流倍數(shù)；sbK^—需用系；ZIn一被控制的所有電動機額定電流之和，A；短路短延時保護的動作電流整定倍數(shù)：「廣、+匕ZIn (4-94)Inb (4-95)sw-N式中I'-短路短延時動作電流計算值，A；sb靈敏系數(shù)要求I(2)K=—I—>1.5 (4-96)sbsw-N2)對于采用電子保護裝置的新型磁力起動器過電流保護裝置的整定采用電子保護裝置的磁力起動器，生產廠家不同，保護裝置各異。如QCKB30系列磁力起動器采用JLB-300型電子保護裝置；QJZ-300/1140型磁力起動器，裝有5塊電子控制保護插件；BQD-300/1140型磁力起動器，采用ABD8型電子保護裝置；QJZ-200/1140型磁力起動器采用JDB型電機綜合保護裝置；個別新產品采用微機控制保護等等。雖然保護裝置類型不同，但是過流保護整定的要求相同，即過載保護的整定電流要求略大于長時最大負荷電流?；蛘哒f，略小于所控制電動機的額定電流，即I山。WImn (取接近值) (4-97)式中I—過載整定電流，A；sboImn—電動機額定電流，A。這樣整定的理由是，生產機械所配套的電動機并非按電動機的滿負荷設計，電動機的功率略大于生產機械的功率。過電流速斷保護的整定電流：【g>。-n (4-98)式中I一速斷保護的整定電流，A；sb-sL.n一電動機的額定起動電流，A；對鼠籠電動機，一般I-n=(4~7)Inm；速斷整定電流倍數(shù)要求為過載保護的8倍或10倍，一般電子保護裝置由硬件電路的設計來保證。即n=!~^s=8或10 (4-99)sbIsb-o速斷保護靈敏系數(shù)要求：I（2）K=―3—N1.5 （4-100）3） 過熱繼電器整定（1） 過熱繼電器的動作電流整定。過熱繼電器的動作電流應略大于被保護電機的負荷電流。（2） 過熱-過流繼電器動作電流的整定。過熱組件的動作電流整定與過熱繼電器相同，過電流組件的動作電流的整定同速斷保護。4） 熔斷器熔件的選擇（1）保護1臺鼠籠型異步電動機，熔件的額定電流應躲過電動機的起動電流，即I—st.N （4-101）FKF式中If—熔體的額定電流，A；I^n一電動機的額定起動電流，A；Kf一當電動機起動時，熔體不熔化的系數(shù)，取值范圍1.8?2.5。在正常起動條件下，輕載起動，取2.5，經常起動或重負荷起動，取1.8?2。由于熔體材料或電流大小的不同，熔斷器的保護特生曲線不完全相同，因此，在考慮輕載起動時間為6?10s，重載起動時間為15?20s的前題下，有關資料提出對不同型號的熔斷器，采取不同的系數(shù)，見表4-17，以供使用時參考。表4-17熔體不熔化系數(shù)熔斷器型號熔體材料熔體電流Kf電動機輕載起電動機重輕起動RT0銅50A及以下2.5260?200A3.53200A以上43RM10鋅60A及以下2.5280?200A32.5200A以上3.53RM1鋅10?350A2.52RL1銅、銀60A及以下2.5280?100A32.5（2）保護多臺鼠籠電動機供電干線的熔斷器，熔件的額定電流為IF=-^M+ZIN （4-102）F式中Lm一干線電纜供電的最大電動機額定起動電流，A；￡IN—其余電動機額定電流之和，A。

Kf一熔體不熔化系數(shù);保護電鉆變壓器，熔體額定電流為(4-103)I=」2~1.4(LtM+ZI)

fq匕n(4-103)式中Kt一變壓器的變壓比;(4)(4)保護照明變壓器，熔體的額定電流(4-104)式中zIN一照明燈額定電流之和，A。熔體額定電流與熔斷器額定電流的選擇(4-105)根據(jù)熔件額定電流計算值L，選取熔體的額定電流、f(4-105)INF IF根據(jù)選定的1nf，確定熔斷器的額定電流，再根據(jù)1nf與熔斷器的額定電流去校核起動器的型號是否合適。靈敏系數(shù)校驗K=-^巳4或7 (4-106)-IN-F式中1(2)一被保護線路末端或電動機進線端子上的最小兩相短路電流，A；4或7—靈敏系數(shù)，對于660V電網，InF>100A時取4，InfW100A時取7；對于127V電網取4。如果是保護照明變壓器或電鉆變壓器時，靈敏系數(shù)要求K=項 巳4 (4-107)「 v'3KT式中I(2)—變壓器二次側出線端二相短路電流，A；Kt一變壓器變比；<3—Y,d接線變壓器，二次側兩相短路電流換算到一次側的系數(shù)。熔斷器極限分斷能力的校驗熔斷器的極限分斷電流IoffF值見表4-18，必須滿足

IfFNIIfFNI(3)式中1(3)一保護范圍首端的三相短路電流，A。表4-18熔斷器的極限分斷能力相間短路保護整定計算原則

第一講線路保護整定計算

1)三個電壓等級各選一條線路進行線路保護整定2)110千伏線路最大負荷電流可根據(jù)給定條件計算，35和10千伏線路可按300安計算。第一節(jié) 10千伏線路保護的整定計算原則：電流保護具有簡單、可靠、經濟的優(yōu)點。對35千伏及以下電網，通常采用三段式電流保護加重合閘的保護方式，對復雜網絡或電壓等級較高網絡，很難滿足選擇性、靈敏性以及速動性的要求。整定計算：對10千伏線路通常采用三段式電流保護即可滿足要求，實際使用時可以根據(jù)需要采用兩段也可以采用三段保護。根據(jù)保護整定計算原則：電流速斷，按照躲過本線路的末端短路最大三相短路電流整定Letl^"re^kma^^TA本式要求一次、二次的動作電流都需要計算。2)計算最大二相短路電流，注意問題：1)歸算至10千伏母線側的綜合阻抗

2)計算最大二相短路電流，I（3）=—= *——kZZ+Z3）計算最小兩相短路電流，校核保護范圍I.=^-（今~^~X）l%=、X100%minZ211smax minL4）選擇線路適當長度（選一條）計算5）動作時限0秒。限時電流速斷，與相鄰線路一段配合整定。由于現(xiàn)在的10千伏線路一般都是放射形線路，沒有相鄰線路，可不設本段保護過電流保護，負荷電流整定即電流保護第過電流保護，負荷電流整定即電流保護第III段，按照躲過本線路的最大IsetKKiIsetKKiL.maxKre一般采用1.15—1.25；式中Krel——可靠系數(shù)Kss——自起動系數(shù)，數(shù)值大于1，由網絡具體接線和負荷性質確定；K——電流繼電器的返回系數(shù),一般取0.85。校核末端短路的靈敏度。動作時限 由于不需要與相鄰線路配合，可取0.5秒。防止配變故障時保護的誤動作。目前采用微機型保護，都配有帶低電壓閉鎖的電流保護，以及線路重合閘。第二節(jié) 35千伏線路保護的整定計算原則：對35千伏電網，通常采用三段式電流保護加重合閘的保護方式可以滿足要求，但對于復雜網絡、環(huán)形網絡，很難滿足要求。對35千伏線路，有時可能有相鄰線路，因此需要三段式保護，如果是只有相鄰變壓器，則限時電流速斷保護應按照躲過變壓器低壓側短路整定，時間則取0.5秒，但應校核本線路末端短路的靈敏度。電流速斷，按照躲過本線路的末端短路最大三相短路電流整定Let1kreJkmax'nTA本式要求一次、二次的動作電流都需要計算。注意問題：1）歸算至35千伏母線側的綜合阻抗

B12）計算最大二相短路電流，EEI（3）=—= *——￡Sk3）計算最小兩相短路電流，校核保護范圍/_1,拓氣―'B12）計算最大二相短路電流，EEI（3）=—= *——￡Sk3）計算最小兩相短路電流，校核保護范圍/_1,拓氣―'min=Z■成才 *smax)4）選擇線路適當長度（選一條）計算5）動作時限0秒。限時電流速斷，與相鄰線路一段配合整定。11=皿心如果沒有相鄰線路，按照躲開線路末端變壓器低壓側短路整定，如果沒有相鄰變壓器參數(shù)，可設置一個5000千伏安的主變，查其參數(shù)，計算短路電流。注意電流歸算到對應側。校驗：對電流二段，應保證本線路末端短路的靈敏度過電流保護，即電流保護第III段，按照躲過本線路的最大■=j最如果滿足靈敏度要求，動作時限可取過電流保護，即電流保護第III段，按照躲過本線路的最大■=j最I=KrelKssIset KL.max式中Krel——可靠系數(shù)，一般采用1.15—1.25「Kss——自起動系數(shù)，數(shù)值大于1，由網絡具體接線和負荷性質確定；K——電流繼電器的返回系數(shù),一般取0.85。校核末端短路的靈敏度，以及相鄰元件短路的靈敏度（變壓器低壓側）動作時限 由于不需要與相鄰線路或元件的后備保護配合，可根據(jù)相鄰元件的時間取1.0-1.5秒。目前采用微機型保護，都配有帶低電壓閉鎖的電流保護，以及線路重合閘。第三節(jié) 相間短路距離保護的整定計算原則

一、 距離保護的基本概念電流保護具有簡單、可靠、經濟的優(yōu)點。其缺點是對復雜電網，很難滿足選擇性、靈敏性、快速性的要求，因此在復雜網絡中需要性能更加完善的保護裝置。距離保護反映故障點到保護安裝處的距離而動作，由于它同時反應故障后電流的升高和電壓的降低而動作，因此其性能比電流保護更加完善。它基本上不受系統(tǒng)運行方式變化的影響。距離保護是反應故障點到保護安裝處的距離，并且根據(jù)故障距離的遠近確定動作時間的一種保護裝置，當短路點距離保護安裝處較近時，保護動作時間較短；當短路點距離保護安裝處較遠時，保護動作時間較長。保護動作時間隨短路點位置變化的關系t=f（Lk）稱為保護的時限特性。與電流保護一樣，目前距離保護廣泛采用三段式的階梯時限特性。距離I段為無延時的速動段；II段為帶有固定短延時的速動段，III段作為后備保護，其時限需與相鄰下級線路的II段或III段配合。二、 整定計算原則XS2 IXS2 I3圖4-1距離保護整定計算說明以下以圖4-1為例說明距離保護的整定計算原則（1）距離I段的整定距離保護I段為無延時的速動段，只反應本線路的故障。整定阻抗應躲過本線路末端短路時的測量阻抗，考慮到阻抗繼電器和電流、電壓互感器的誤差，須引入可靠系數(shù)Krel，對斷路器2處的距離保護I段定值 'ZI =KILz （4-1）式中l(wèi)ab——被保護線路的長度；'2 relA-B1z1——被保護線路單位長度的正序阻抗，Q/km；KIrel——可靠系數(shù)，由于距離保護屬于欠量保護，所以可靠系數(shù)取0.8?0.85。（2）距離II段的整定距離保護I段只能保護線路全長的80%?85%，與電流保護一樣，需設置II段保護。整定阻抗應與相鄰線路或變壓器保護I段配合。1）分支系數(shù)對測量阻抗的影響當相鄰保護之間有分支電路時，保護安裝處測量阻抗將隨分支電流的變化而變化，因此應考慮分支系數(shù)對測量阻抗的影響，如圖線路B-C上k點短路時，斷路器2處的距離r UIz+UIr UIz+UIZ=—rA=m2 I—1—A=^ BI=ZA-B+亍ZK=ZA-B111(4-2)I=1IX+XK=*I+了=1+ X S2+! X—AB +X11S1S2AB=1+—X+XK——S4min—AB bminX+X+X保護測量阻抗為S2maxS1AB+KZ(4-3)(4-4)式中U、U——母線A、B測量電壓；Z：B一線路A-B的正序阻抗；Z——短路點到保護安裝處線路的正序阻抗；K 分支系數(shù)。對如圖所示網絡，顯然Kb>1,此時測量阻抗Z2大于短路點到保護安裝處之間的線路阻抗zAB+zk，這種使測量阻抗變大的分支稱為助增分支，I3稱為助增電流。若為外汲電流的情況，則Kb<1,使得相應測量阻抗減小。整定阻抗的計算相鄰線路距離保護I段保護范圍末.端短路時，保護2處的測量阻抗為Z==Z+￡ZI=Z+KZI (4-5)m2 A-BIset.1A-Bbset.11按照選擇性要求，此時保護不應動作，考慮到運行方式的變化影響，分支系數(shù)應取最小值K.,引入可靠系數(shù)KII，距離II段的整定阻抗為bmm 也=K((ZA-B+Kb.miZet.1)式中 KII——可靠系數(shù)，與相鄰線路配合時取0.80?0.85。若與相鄰變壓器配合，整定計算公式為ZII =K((Z +KZ) (4-7)set.2 relA-Bb.minT式中可靠系數(shù)K二取0.70?0.75，Zt為相鄰變壓器阻抗。距離II段礴整定阻抗應分別按照上述兩種情況進行計算，取其中的較小者作為整定阻抗。靈敏度的校驗距離保護II段應能保護線路的全長，并有足夠的靈敏度，要求靈敏系數(shù)應滿足ZII ‘ 、K=^^ 1.3 (4-8)A-B如果靈敏度不滿足要求，則距離保護II段應與相鄰元件的保護II段相配合，以提高保護動作靈敏度。動作時限的整定距離II段的動作時限，應比與之配合的相鄰元件保護動作時間高出一個時間級差At，動作時限整定為tII=t(x)+A (4-9)2i式中t.(x)——與本保護配合的相鄰元件保護I段或II段最大動作時間。'距離保護III段的整定1)距離III段的整定阻抗與相鄰下級線路距離保護II或III段配合Ziii=K(Z +KZ(x)) (4-10)set.2 relA-Bb.minset.1式中Z(x)——與本保護配合的相鄰元件保護II段或III段整定阻抗。set.1與相鄰下級線路或變壓器的電流、電壓保護配合ZIII =K(Z +KZ) (4-11)set.2 relA-B b.minmin式中Zmi一相鄰元件電流、電壓保護的最小保護范圍對應的阻抗值。③躲過正常運行時的最小負荷阻抗當線路上負荷最大(iLmax)且母線電壓最低(uLmin)時，負荷阻抗最小，其值為Z=L.minU.L.minI(0.9~0.95)U= : NI(4-12)L.maxL.