低压系统继电保护整定计算.ppt
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1、低压系统继电保护整定计算 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望Page 2低压系统继电保护整定计算低压系统继电保护整定计算 目录目录一、一、400V400V低压电动机运行特性:低压电动机运行特性:二、二、400V400V低压系统短路计算低压系统短路计算:三、三、400V400V低压设备保护种类:低压设备保护种类:四、四、400V400V低压系统保护整定原则低压系统保护整定原则20112011年继电保护资料年继电保护资料Page 3一、一、400V400V
2、低压电动机运行特性低压电动机运行特性 异步电动机的等值电路图异步电动机的等值电路图20112011年继电保护资料年继电保护资料由上述等值电路图我们可以看出,当定子和转子的电阻和漏抗数值不变由上述等值电路图我们可以看出,当定子和转子的电阻和漏抗数值不变时,从定子侧看电动机的输入电抗值和阻抗角只与转差率时,从定子侧看电动机的输入电抗值和阻抗角只与转差率s s有关。而电动有关。而电动机的定子电流机的定子电流I1I1等于激磁电流等于激磁电流I0I0与折算到定子侧的转子电流与折算到定子侧的转子电流I2I2的矢量的矢量和。和。Page 4一、一、400V400V低压电动机运行特性低压电动机运行特性n电动机
3、故障及异常状态:电动机故障及异常状态:n电动机的主要故障是定子绕组的相间短路。由于短路产生短路电流往往电动机的主要故障是定子绕组的相间短路。由于短路产生短路电流往往很大,会使绕组的绝缘损坏、铁芯烧毁,甚至会导致供电网络电压的显著很大,会使绕组的绝缘损坏、铁芯烧毁,甚至会导致供电网络电压的显著降低,从而破坏其他负荷的正常工作。因此必须装设相间短路保护。降低,从而破坏其他负荷的正常工作。因此必须装设相间短路保护。n此外电动机故障还有定子绕组的单相接地保护,单相接地故障电流的大此外电动机故障还有定子绕组的单相接地保护,单相接地故障电流的大小取决于电源变压器中性点接地方式。一般来说,电源变压器中性点是
4、直小取决于电源变压器中性点接地方式。一般来说,电源变压器中性点是直接接地的,发生单相短路时短路电流较大,需要装设单相接地保护装置,接接地的,发生单相短路时短路电流较大,需要装设单相接地保护装置,无时限的切除故障电动机。无时限的切除故障电动机。n电动机不正常运行方式主要是过电流。引起过电流的原因有很多:如电电动机不正常运行方式主要是过电流。引起过电流的原因有很多:如电动机所带机械的过负荷、系统电压或频率的降低造成转速降低、单相断线动机所带机械的过负荷、系统电压或频率的降低造成转速降低、单相断线等等,长时间的过电流会使电动机绕组的温升超过容许值,绝缘迅速老化,等等,长时间的过电流会使电动机绕组的温
5、升超过容许值,绝缘迅速老化,大大降低电动机使用寿命,严重时会烧毁电动机。因此应加装过电流保护。大大降低电动机使用寿命,严重时会烧毁电动机。因此应加装过电流保护。20112011年继电保护资料年继电保护资料Page 5二、二、400V400V低压系统短路计算低压系统短路计算400V400V低压厂用系统短路计算基本上与高压系统短路计算相同,但在具体计低压厂用系统短路计算基本上与高压系统短路计算相同,但在具体计算时,算时,侧重点有所不同:侧重点有所不同:1 1、短路阻抗值选取周期分量有效值计算。、短路阻抗值选取周期分量有效值计算。2 2、短路阻抗值主要计及厂用变压器低压侧阻抗及、短路阻抗值主要计及厂
6、用变压器低压侧阻抗及400V400V动力电缆阻抗,可动力电缆阻抗,可忽略忽略6kV6kV以上系统阻抗。以上系统阻抗。厂用变压器低压侧阻抗计算:厂用变压器低压侧阻抗计算:1 1)正序电阻其中:)正序电阻其中:厂变归算至低压侧额定电压的正序电阻值。:厂变归算至低压侧额定电压的正序电阻值。:厂变短路损耗(:厂变短路损耗(kWkW)。)。:厂变低压侧额定电压(:厂变低压侧额定电压(V V)。)。:厂变额定容量(:厂变额定容量(kVAkVA)。)。20112011年继电保护资料年继电保护资料Page 6二、二、400V400V低压系统短路计算低压系统短路计算2)2)正序阻抗其中:正序阻抗其中:厂变短路电
7、压。:厂变短路电压。3)3)正序电抗正序电抗:对于厂用低压变压器为对于厂用低压变压器为Dyn11(Dyn1)Dyn11(Dyn1),变压器零序电阻,变压器零序电阻 ,零序电抗零序电抗 对于厂用低压变压器为对于厂用低压变压器为Yyn0,Yyn0,变压器零序电阻变压器零序电阻 ,零序电抗零序电抗20112011年继电保护资料年继电保护资料Page 7二、二、400V400V低压系统短路计算低压系统短路计算低压电缆阻抗计算:低压电缆阻抗计算:1 1)相线正序电阻、电抗:)相线正序电阻、电抗:2 2)相线零序电阻、电抗:)相线零序电阻、电抗:3 3)中性线零序电阻、电抗:)中性线零序电阻、电抗:故障点
8、综合阻抗计算:故障点综合阻抗计算:1 1)故障点综合正序电阻、电抗:)故障点综合正序电阻、电抗:、2 2)故障点综合零序电阻、电抗:)故障点综合零序电阻、电抗:、20112011年继电保护资料年继电保护资料Page 8二、二、400V400V低压系统短路计算低压系统短路计算短路电流计算:短路电流计算:1)1)三相短路电流计算:三相短路电流计算:2)2)两相短路电流计算:两相短路电流计算:3)3)单相短路电流计算:单相短路电流计算:20112011年继电保护资料年继电保护资料Page 9三、三、400V400V低压系统保护种类低压系统保护种类目前,电厂目前,电厂400V400V低压厂用系统保护种
9、类大致有如下几种:低压厂用系统保护种类大致有如下几种:1 1、低压熔断器保护。低压熔断器保护。2 2、热继电器保护。热继电器保护。3 3、继电器式电流保护。继电器式电流保护。4 4、单相接地保护。单相接地保护。5 5、具有脱扣功能的自动空气断路器。具有脱扣功能的自动空气断路器。6 6、400V400V低电压保护。低电压保护。20112011年继电保护资料年继电保护资料Page 10四、四、400V400V低压系统保护整定计算原则低压系统保护整定计算原则一)、低压熔断器保护:一)、低压熔断器保护:熔断器是一种最简单的保护装置,作为设备短路保护使用。熔断器是一种最简单的保护装置,作为设备短路保护使
10、用。熔断器的保护特性:熔断器的保护特性:20112011年继电保护资料年继电保护资料Page 11四、四、400V400V低压系统保护整定计算原则低压系统保护整定计算原则一)、低压熔断器保护:一)、低压熔断器保护:整定原则一:可按躲过电动机启动电流来选取。整定原则一:可按躲过电动机启动电流来选取。见如下公式:见如下公式:为保证电动机起动时熔件可靠不熔断,根据电动机启动特性,对应不为保证电动机起动时熔件可靠不熔断,根据电动机启动特性,对应不同系数。同系数。1 1)当电动机起动时间)当电动机起动时间2S2S时,为保证电动机起动时熔件可靠不熔断,时,为保证电动机起动时熔件可靠不熔断,取取 。2 2)
11、当)当2S2S电动机起动时间电动机起动时间10S10S时,为保证电动机起动时熔件可靠不熔断,时,为保证电动机起动时熔件可靠不熔断,取取 对于低压电动机而言:对于低压电动机而言:,单台电动机起动电流,单台电动机起动电流对于低压馈线而言:对于低压馈线而言:指馈线上正常最大起动电流之和。指馈线上正常最大起动电流之和。20112011年继电保护资料年继电保护资料Page 12四、四、400V400V低压系统保护整定计算原则低压系统保护整定计算原则一)、低压熔断器保护:一)、低压熔断器保护:整定原则二:根据运行经验值,低压熔件额定电流的经验公式:整定原则二:根据运行经验值,低压熔件额定电流的经验公式:按
12、躲过按躲过2 22.52.5倍正常负荷电流选取。倍正常负荷电流选取。其中:其中:KrelKrel可靠系数,一般取可靠系数,一般取2 22.52.5。Ie Ie 电动机额定电流。指馈线上正常最大起动电流之和。电动机额定电流。指馈线上正常最大起动电流之和。熔断器熔件校核:熔断器熔件校核:如果电磁接触器不能切除短路电流,只能断、合电动机起动电流时,如果电磁接触器不能切除短路电流,只能断、合电动机起动电流时,还应校核与电磁接触器动作时间配合关系。所以当电动机或电缆发还应校核与电磁接触器动作时间配合关系。所以当电动机或电缆发 生短路故障时,应保证熔断器熔件先熔断、电磁接触器后断开的原生短路故障时,应保证
13、熔断器熔件先熔断、电磁接触器后断开的原 则。则。20112011年继电保护资料年继电保护资料Page 13四、四、400V400V低压系统保护整定计算原则低压系统保护整定计算原则二)、热继电器保护:二)、热继电器保护:传统意义上的热继电器是采用两片膨胀系数不同的双金属片受热弯曲而传统意义上的热继电器是采用两片膨胀系数不同的双金属片受热弯曲而动作切除故障。热继电器具有反时限特性。当过负荷电流倍数愈大时,动作切除故障。热继电器具有反时限特性。当过负荷电流倍数愈大时,热继电器动作时间愈短;反之,过电流倍数愈小时,动作时间愈长。热继电器动作时间愈短;反之,过电流倍数愈小时,动作时间愈长。热继电器保护特
14、性:热继电器保护特性:20112011年继电保护资料年继电保护资料热继电器保护整定倍数热继电器保护整定倍数动作时间动作时间原始状态原始状态1长期不动作长期不动作1.2小于小于20min从热态开始从热态开始1.5小于小于2min从热态开始从热态开始6小于小于5min从冷态开始从冷态开始Page 14四、四、400V400V低压系统保护整定计算原则低压系统保护整定计算原则二)、热继电器保护:二)、热继电器保护:热继电器额定电流整定原则:热继电器额定电流整定原则:应可靠大于被保护电动机长时间通过的最大电流,即电动机额定电流应可靠大于被保护电动机长时间通过的最大电流,即电动机额定电流 整定。整定。,一
15、般取,一般取1.21.21.31.3倍。倍。20112011年继电保护资料年继电保护资料Page 15四、四、400V400V低压系统保护整定计算原则低压系统保护整定计算原则三)、继电器式电流保护:三)、继电器式电流保护:400V 400V低压厂用电保护配置示意图低压厂用电保护配置示意图 20112011年继电保护资料年继电保护资料适用环境:适用环境:400V 400V系统出线电缆截面较小,电缆长度较长的情况。此时由于电系统出线电缆截面较小,电缆长度较长的情况。此时由于电缆过长,电缆末端短路时短路电流较小,自动空气开关保护灵敏度不缆过长,电缆末端短路时短路电流较小,自动空气开关保护灵敏度不够,
16、应使用继电器式电流保护切除远故障;而当靠近电源出口处发生够,应使用继电器式电流保护切除远故障;而当靠近电源出口处发生短路故障时,短路电流高达数万安培,由于电流互感器极度饱和,继短路故障时,短路电流高达数万安培,由于电流互感器极度饱和,继电器式电流保护可能拒动,宜使用自动空气断路器保护切除近故障。电器式电流保护可能拒动,宜使用自动空气断路器保护切除近故障。Page 16四、四、400V400V低压系统保护整定计算原则低压系统保护整定计算原则三)、继电器式电流保护:三)、继电器式电流保护:继电器式速断保护整定:继电器式速断保护整定:1 1、电动机保护:、电动机保护:1 1)动作电流计算:按躲过电动
17、机起动电流计算。)动作电流计算:按躲过电动机起动电流计算。计算公式:计算公式:其中:其中:KrelKrel可靠系数,用于可靠系数,用于GLGL型电流元件时取型电流元件时取1.81.8,DLDL型电流元件型电流元件时取时取1.51.5。2 2)动作时间)动作时间toptop计算:取计算:取 。3 3)灵敏度)灵敏度KsenKsen校验:校验:校验电动机入口处两相短路时灵敏度。校验电动机入口处两相短路时灵敏度。20112011年继电保护资料年继电保护资料Page 17四、四、400V400V低压系统保护整定计算原则低压系统保护整定计算原则三)、继电器式电流保护:三)、继电器式电流保护:继电器式速断
18、保护整定:继电器式速断保护整定:2 2、馈线保护:、馈线保护:1 1)、动作电流计算:按与)、动作电流计算:按与MCCMCC母线上所接设备最大速断动作电流配合计算,母线上所接设备最大速断动作电流配合计算,即即 其中:其中:Kph-Kph-配合系数,取配合系数,取 。2 2)、躲过)、躲过MCCMCC段可能的总自起动电流段可能的总自起动电流IstIst计算,即计算,即 其中:其中:Krel-Krel-可靠系数,取可靠系数,取 。20112011年继电保护资料年继电保护资料Page 18四、四、400V400V低压系统保护整定计算原则低压系统保护整定计算原则三)、继电器式电流保护:三)、继电器式电
19、流保护:继电器式速断保护整定:继电器式速断保护整定:2 2、馈线保护:、馈线保护:2 2)动作时间)动作时间toptop计算:取计算:取 。用作用作MCCMCC馈线的短延时保护可选用定时限或反时限保护。馈线的短延时保护可选用定时限或反时限保护。1 1)MCCMCC母线上所接设备均为瞬时速断保护时,按与母线上所接设备均为瞬时速断保护时,按与MCCMCC母线上所接设备最母线上所接设备最 大速断动作时间相配合选定时限短延时保护,即取大速断动作时间相配合选定时限短延时保护,即取 2 2)MCCMCC母线上所接设备用熔断器保护时,反时限短延时保护动作时间应母线上所接设备用熔断器保护时,反时限短延时保护动
20、作时间应 与短延时过电流动作电流对应熔断器的熔断时间与短延时过电流动作电流对应熔断器的熔断时间tfutfu相配合。即相配合。即 。其中:。其中:。3 3)、灵敏度)、灵敏度KsenKsen校验:校验馈线末端两相短路时保护灵敏度校验:校验馈线末端两相短路时保护灵敏度 20112011年继电保护资料年继电保护资料Page 19四、四、400V400V低压系统保护整定计算原则低压系统保护整定计算原则四)、单相接地保护:四)、单相接地保护:单相接地保护装设原则:单相接地保护装设原则:低压厂用变压器,一般供动力和照明用电,中性点是直接接地的。当电低压厂用变压器,一般供动力和照明用电,中性点是直接接地的。
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