微机继电保护整定计算举例
目录
变压器差动保护的整定与计算 (3)
线路保护整定实例 (6)
10KV变压器保护整定实例 (9)
电容器保护整定实例 (13)
电动机保护整定计算实例 (16)
电动机差动保护整定计算实例 (19)
变压器差动保护的整定与计算
以右侧所示Y/Y/△-11接线的三卷变压器为例，设变压器的额定容量为S(MVA)，高、中、低各侧电压分别为UH 、UM 、UL(KV)，各侧二次电流分别为IH 、IM 、IL(A)，各侧电流互感器变比分别为n H 、n M 、n L 。
一、 平衡系数的计算
电流平衡系数Km 、Kl
其中：Uhe,Ume,Ule 分别为高中低压侧额定电压（铭牌值） Kcth,Kctm,Kctl 分别为高中低压侧电流互感器变比
二、 差动电流速断保护
差动电流速断保护的动作电流应避越变压器空载投入时的励磁涌流和外部故障的最大不平衡电流来整定。根据实际经验一般取：
Isd ＝（4－12）Ieb ／nLH 。 式中：Ieb ――变压器的额定电流；
nLH ――变压器电流互感器的电流变比。
三、 比率差动保护
比率差动动作电流Icd 应大于额定负载时的不平衡电流，即
Icd ＝Kk ［ktx × fwc ＋ΔU ＋Δfph ］Ieb ／nLH 式中：Kk ――可靠系数，取（1.3～2.0）
ΔU ――变压器相对于额定电压抽头向上（或下）电压调整范围,取ΔU ＝5%。 Ktx ――电流互感器同型系数；当各侧电流互感器型号相同时取0.5,不同时取1 Fwc ――电流互感器的允许误差；取0.1
Δfph ――电流互感器的变比（包括保护装置）不平衡所产生的相对误差取0.1； 一般 Icd ＝（0.2～0.6）Ieb ／nLH 。
四、 谐波制动比
根据经验，为可靠地防止涌流误动，当任一相二次谐波与基波之间比值大于15%－20%时，三相差动保护被闭锁。
五、 制动特性拐点
Is1＝Ieb ／nLH
Is2＝（1～3）eb ／nLH
Is1，Is2可整定为同一点。
kcth
Uhe Kctm
Ume Km **=
3**?=kcth Uhe Kctl Ule Kl
六、最大制动系数
K1，K2＝KK(⊿U/2+⊿I+⊿m)
式中：⊿U —变压器分接头调压范围，一般取0.2左右；
⊿I —过电流时电流互感器的误差，一般取0.1左右；
⊿m —软件对CT联接组调整的误差，一般取0.03～0.05左右；
KK －可靠系数，一般取1.3～2.0左右。
七、整定举例
已知变压器参数如下：
额定容量：31.5/20/31.5MVA
变比：110±4×2.5%/38.5±2×2.5%/11kV
接线形式：Y0/Y/Δ-12-11，CT接线均接成星形
高压侧CT变比：200/5
中压侧CT变比：500/5
低压侧CT变比：2000/5
根据以上参数，可知：
Uhe=110kV, Kcth=200
Ume=38.5kV,Kctm=500
Ule=11kV, Kctl=2000
●额定电流计算
变压器各侧一次额定电流计算如下：
I He= 31.5×103 /(3×110) = 165.33A
I Me= 20000/(3×38.5) = 299.92A
I Le = 31500/(3×11) = 1653.3A
则装置内部感受到的CT二次电流为：
I he = I He / n h =165.33/(200/5) = 4.133A
I me= I Me / n m =299.92/(500/5) = 3A.
I le = I Le / n l =1653.3/(2000/5)= 4.133A
●动作门槛电流的计算
ICD= K K（ktxfwc＋ΔU＋Δfph）I e = (0.2～0.5)I e
= (0.2～0.5)×4.133 = (0.8266～2.0666) 取0.5倍为2.06A
式中:Ie —输入装置的额定电流。
●比率制动系数的计算
K1=2.0×(0.1/2+0.1+0.05)= 0.4。
K2=0.6。
●二次谐波制动系数的确定（一般取值为0.15～0.20）
K3= 0.15
●差动电流突变量启动定值确定
IQD= 1.5A。
●制动拐点
Is1＝I he ＝ 4.13A
Is2＝2×I he ＝ 8.26A
● 差动电流速断定值确定
ISD= 7×I he = 7×4.133= 29A 。
● 平衡系数的计算
Km = 875.01
4011011005.38=????=??Kh Uhe Km Ume
Kl =732.11
401103
400113=????=
???Kh
Uhe Kl
Ule
其中: Uhe, Ume, Ule 分别为高中低压侧额定电压（铭牌值） Kh, Km, Kl 分别为高中低压侧电流互感器变比
● CT 接线要点
在CT 的接线上要注意，流向变压器方向为各侧电流正方向！
线路保护整定实例
降压变电所引出10KV 电缆线路,线路接线如下图所示:
已知条件:
最大运行方式下,降压变电所母线三相短路电流)
3(max .1d I 为5500A,配电所母线三相短路电流)
3(max .2d I 为5130A ，配电变压器低压侧三相短路时流过高压侧的电流)
3(m ax .3d I 为820A 。
最小运行方式下,降压变电所母线两相短路电流)
2(min .1d I 为3966A,配电所母线两相短路电流)
2(min .2d I 为3741A ，配电变压器低压侧两相短路时流过高压侧的电流)
2(m in .3d I 为689A 。
电动机起动时的线路过负荷电流gh I 为350A ，10KV 电网单相接地时最小电容电流c I 为15A ，10KV 电缆线路最大非故障接地时线路的电容电流cx I 为1.4A 。系统中性点不接地。
A 、C 相电流互感器变比为300/5，零序电流互感器变比为50/5。
一、整定计算（计算断路器DL1的保护定值）
1、瞬时电流速断保护
瞬时电流速断保护按躲过线路末端短路时的最大三相短路电流整定，保护装置的动作电流
A n I K K I l d jx
k j dz 11160
513013.1)
3(max
.2.=??==，取110A 保护装置一次动作电流
A K n I I jx l j
dz dz 66001
60
110.=?==
灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验：
2601.06600
3966)2(min .1<===dz d lm
I I K
由此可见瞬时电流速断保护不能满足灵敏系数要求，故装设限时电流速断保护。 2、限时电流速断保护
限时电流速断保护按躲过相邻元件末端短路时的最大三相短路时的电流整定，则保护装置动作电流
A n I K K I l d jx k j dz 8.1760
82013.1)3(max
.3.=??==，取20A 保护装置一次动作电流
A K n I I jx l j
dz dz 12001
60
20.=?== 灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验：
23.31200
3966)
2(min .1>===dz d lm
I I K
限时电流速断保护动作时间取0.5秒。（按DL2断路器速断限时0秒考虑，否则延时应为：t1=t2+Δt ） 3、过电流保护
过电流保护按躲过线路的过负荷电流来整定，则保护动作电流 A n K I K K I l h gh
jx
k j dz 8.760
9.0350
12.1.=???==，取8A 式中：K n 为返回系数，微机保护的过量元件返回系数可由软件设定，一般设定为0.9。 过电流保护一次动作电流
A K n I I jx l j
dz dz 4801
60
8.=?== 保护的灵敏系数按最小运行方式下线路末端两相短路电流来校验 在线路末端发生短路时,灵敏系数为
28.7480
3741)
2(min .2>===dz d lm
I I K
在配电变压器低压侧发生短路时,灵敏系数为
2.144.1480
689)2(min .3>===dz d lm I I K
保护动作延时应考虑与下级保护的时限配合，t1=t2+Δt ，Δt 取0.5秒。 4、单相接地保护
单相接地保护按躲过被保护线路最大非故障接地的线路电容电流整定并按最小灵敏系数1.25校验。
按躲过被保护线路电容电流的条件计算保护动作电流(一次侧):
cx k dz I K I ≥ (k K ：可靠系数，瞬动取4-5，延时取1.5-2)
此处按延时1秒考虑，k K 取2，则A I dz 8.24.12=?≥ 校验灵敏度系数：lm K =15/2.8=5.36>1.25
注意：由于在很多情况下零序CT 变比不明确，可以实测整定：从零序CT 一次侧通入2.8A 电流，测零序CT 二次侧电流是多少，此电流即为微机保护零序定值。 5、重合闸延时
对架空线路还应考虑重合闸功能的使用，应整定的值只有一个重合闸延时。用户根据惯例计算即可。 6、低周减载
低周减载需整定的值有：
低周减载动作的频率整定值：整定范围（45-49.5）Hz ，级差0.01 Hz 低周减载动作的延时整定值：整定范围（0-10）S ，级差0.01 S 滑差闭锁定值：整定范围（2-5）Hz /S 。出厂前设定为3 Hz /S 低周减载欠压闭锁值：整定范围（10-90）V ， 级差0.01V 低周减载欠流闭锁值：整定范围（0.2-5）A ， 级差0.01A 以上定值是用户根据系统参数计算或由上级调度下达的，不再举例。
上面讲的“系统”可以是大系统，也可以是小系统，小到一个小变电所，只要变电所进线和出线回路均采用了微机保护即可。
10KV 变压器保护整定实例
10 / 0.4KV 车间配电变压器的保护。 已知条件：
变压器为SJL1型，容量为630KVA ，高压侧额定电流为36.4A ，最大过负荷系数为3，正常过负荷系数为1.2。
最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的短路电流)
3(max .2d I 为712A 。 最小运行方式下变压器高压侧两相短路电流)
2(min .1d I 为2381A ，低压侧两相短路时流过高压侧的短路电流)
2(min .2d I 为571A 。
最小运行方式下变压器低压侧母线单相接地短路电流)
1(min .22d I 为5540A 。
变压器高压侧A 、C 相电流互感器变比为100/5，低压侧零序电流互感器变比为300/5。
一、整定计算
1、高压侧电流速断保护
电流速断保护按躲过系统最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的短路电流来整定，保护动作电流 A n I K K I l d jx k j
dz 4.5320
712
15.1)
3(max .2.=??==，取55A
保护一次动作电流
A K n I I jx l j
dz dz 11001
20
55.=?== 电流速断保护的灵敏系数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
216.21100
2381)
2(min .1>===dz d lm
I I K
电流速断保护动作时限取0秒。 2、高压侧过电流保护
若考虑定时限，过电流保护按躲过可能出现的最大过负荷电流来整定，保护动动作电流
微机保护整定计算举例 A n K I K K K I l h eb gh jx k j
dz 1.620
9.04
.36313.1.=????==，取7A
式中：K h 为返回系数，微机保护过量元件的返回系数可由软件设定，被设定为0.9。 保护动作一次电流
A K n I I jx l j
dz dz 1401
20
7.=?== 过电流保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，低压侧两相短路时流过高压侧的短路电流进行校验
5.108.4140
571)
2(min .2>===dz d lm
I I K
过电流保护动作时限取0.5秒（与下级保护动作时限相配合，考虑车间变压器一般为末端负荷，故取0.5秒）。
若考虑反时限，过电流定值一般按变压器正常过载能力考虑，保护动作电流：
A n K I K K K I l
h eh gh jx
k j dz 155.320
9.04
.362.113.1.=???
?==，取3.16A
保护动作一次电流：
A K n I I jx l j
dz dz 2.631
2016.3.=?== 校验灵敏度系数：
5.103.92
.63571)2(min .2>===dz d lm
I I K
反时限时间常数整定：按超过变压器正常过载能力 1.1倍过电流时，变压器可运行600秒考虑，则：
S Idz j Idz t 5.64)05.11.1(60005.1.2222
=-?=-??? ?
?=τ 3、高压侧不平衡电流保护
对于变压器的各种不平衡故障（包括不平衡运行，断相和反相），微机保护设置了不平衡电流保护。
根据微机保护“不平衡电流保护”功能软件的算法，一般我们推荐保护定值为（0.6～0.8）I eb ，为防止变压器空投时由于三相合闸不同期而引起误动，推荐延时不小于0.2S 。对本侧，计算如下：