國電濮熱廠用電保護整定計算書國電濮熱有限公司GUODIANPURUTHERMALPOWERCO.,LTD.審定：__________審核：__________校核：__________計算：__________國電濮熱廠用電保護整定計算小組編制發(fā)布日期：XXXX年XX月XX日實施日期：XXXX年XX月XX日目錄序言..............................................................2一、總則............................................................2二、廠用電系統(tǒng)概述及運行方式............................................32.1系統(tǒng)概述........................................................32.2運行方式........................................................3三、主要設(shè)備參數(shù)及等值阻抗計算..........................................43.1基準值選取........................................................43.2系統(tǒng)等值阻抗........................................................43.3主要設(shè)備參數(shù)及阻抗計算..............................................5四、高壓廠用變壓器保護整定計算..........................................74.1整定原則..........................................................74.2縱聯(lián)差動保護整定....................................................74.3過電流保護整定......................................................8五、6kV電動機保護整定計算..............................................105.1整定原則..........................................................105.275kW及以上電動機保護整定............................................105.375kW以下電動機保護整定.............................................12六、低壓廠用電系統(tǒng)保護整定計算.........................................146.1低壓廠用變壓器保護整定.............................................146.2380V饋線及分段開關(guān)保護整定.........................................15七、備用電源自動投入裝置整定計算.......................................177.1整定原則..........................................................177.2整定值計算........................................................17八、整定計算校驗......................................................19九、結(jié)論與建議........................................................20附錄.................................................................21序言繼電保護與安全自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對保障廠用電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、防止事故擴大、減少經(jīng)濟損失具有關(guān)鍵作用。隨著國電濮熱廠用電系統(tǒng)的持續(xù)運行與負荷增長，為確保各保護裝置正確、協(xié)調(diào)動作，依據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)范，特組織專業(yè)技術(shù)人員開展本次廠用電保護整定全面計算工作。本次計算成果經(jīng)審核批準后，將作為廠用電系統(tǒng)保護裝置定值設(shè)定、運行維護及故障處置的核心依據(jù)，確保全廠用電設(shè)備得到可靠保護，保障電力生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定。一、總則1.1整定計算依據(jù)：本計算書嚴格遵循《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》（GB/T14285-2006）、《廠用電繼電保護整定計算導(dǎo)則》（DL/T1502-2016）、《電流互感器》（GB1208-2006）等國家及電力行業(yè)標準，結(jié)合國電濮熱廠用電系統(tǒng)設(shè)計圖紙、設(shè)備廠家出廠試驗報告及電力調(diào)度中心提供的系統(tǒng)參數(shù)開展計算。1.2計算目標：通過科學(xué)計算確定各保護裝置的整定值，確保保護裝置滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性要求，實現(xiàn)各級保護協(xié)調(diào)配合，在故障發(fā)生時快速準確動作，切除故障元件，保障非故障部分正常運行。1.3適用范圍：本計算書適用于國電濮熱廠6kV高壓廠用電系統(tǒng)、380V低壓廠用電系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的保護整定，包括廠用變壓器、電動機、饋線、分段開關(guān)及備用電源自動投入裝置等。1.4計算原則：可靠性：過電流保護按最大運行方式或正常運行最大電流計算，選用合理可靠系數(shù)。選擇性：各級保護動作值和動作時間逐級可靠配合，時間級差取0.2s~0.5s，不小于0.2s。靈敏性：按最小運行方式最小故障電流驗算靈敏系數(shù)，確保滿足各保護類型要求。速動性：在滿足選擇性前提下，盡量縮短保護動作時間。二、廠用電系統(tǒng)概述及運行方式2.1系統(tǒng)概述國電濮熱廠用電系統(tǒng)采用分級供電方式，包括6kV高壓廠用電系統(tǒng)和380V低壓廠用電系統(tǒng)。6kV系統(tǒng)為中電阻接地方式，高廠變及起備變中性點經(jīng)中阻接地，接地電流約600A；高壓廠用變壓器低壓側(cè)采用分裂繞組，每臺機組設(shè)置四段高壓廠用工作母線，由兩臺高廠變的四個低壓繞組分別供電。380V系統(tǒng)采用動力配電中心（PC）-電動機控制中心（MCC）接線方式，75kW以上電動機及MCC由PC供電，75kW以下電動機由分散MCC供電，各PC段均設(shè)分段開關(guān)分為AB兩個半段。主要負荷包括汽機、鍋爐、電除塵、輸煤、化學(xué)水處理、循環(huán)水處理等輔助車間負荷，全廠廠用電負荷總?cè)萘考sXXXXkVA。2.2運行方式2.2.1正常運行方式：#1、#2發(fā)電機正常運行，廠用電由#1、#2高廠變供電，起備變熱備用；6kV公用A、B段分別由6kVⅠA、ⅡA段供電，6kV輸煤集中A、B段分別由6kVⅠB、ⅡB段供電，聯(lián)絡(luò)開關(guān)熱備用；380V各PC段由對應(yīng)低壓廠變供電，分段開關(guān)熱備用。2.2.2最大運行方式：兩臺機組全開，所有廠用負荷正常投入，廠用電由#1、#2高廠變聯(lián)合供電。2.2.3最小運行方式：全廠大停汽，兩臺機組全停，廠用負荷全部由起備變供給；或單臺機組運行，對應(yīng)高廠變供電，另一臺高廠變檢修。三、主要設(shè)備參數(shù)及等值阻抗計算3.1基準值選取選取基準容量Sj=1000MVA（根據(jù)廠用電系統(tǒng)規(guī)模調(diào)整），基準電壓Uj取各級平均額定電壓：6kV側(cè)Uj=6.3kV，380V側(cè)Uj=0.4kV?；鶞孰娏饔嬎悖?kV側(cè)：Ij=Sj/(√3Uj)=1000/(√3×6.3)≈91.6kA380V側(cè)：Ij=1000/(√3×0.4)≈1443.4kA3.2系統(tǒng)等值阻抗根據(jù)電力調(diào)度中心提供的系統(tǒng)參數(shù)，系統(tǒng)等值阻抗如下：最大運行方式：正序阻抗Xs1max=0.018（標么值），零序阻抗Xs0max=0.015（標么值）最小運行方式：正序阻抗Xs1min=0.032（標么值），零序阻抗Xs0min=0.028（標么值）3.3主要設(shè)備參數(shù)及阻抗計算3.3.1高壓廠用變壓器（#1、#2高廠變，型號：SFFZ-25000/6.3）額定容量Sn=25000kVA，額定電壓Un=6.3kV/6.3kV，短路電壓Ud%=14.5%等值阻抗標么值：X*=Ud%×Sj/(100×Sn)=14.5×1000/(100×25)=5.83.3.2起備變（#01起備變，型號：SFT-31500/6.3）額定容量Sn=31500kVA，額定電壓Un=6.3kV/6.3kV，短路電壓Ud%=16.2%等值阻抗標么值：X*=16.2×1000/(100×31.5)≈5.143.3.36kV電動機（以200kW電動機為例）額定功率Pn=200kW，額定電壓Un=6kV，額定電流In≈19.2A，cosφ=0.85，效率η=0.95啟動電流倍數(shù)Ist/Ie=6.5，正序阻抗X*=0.8（標么值），負序阻抗X2*=0.25（標么值）3.3.4低壓廠用變壓器（以2000kVA為例）額定容量Sn=2000kVA，額定電壓Un=6kV/0.4kV，短路電壓Ud%=4.5%等值阻抗標么值：X*=4.5×1000/(100×2)=22.5四、高壓廠用變壓器保護整定計算4.1整定原則高壓廠用變壓器配置縱聯(lián)差動保護作為內(nèi)部故障主保護，反應(yīng)繞組內(nèi)部、套管及引出線的相間、接地短路和匝間短路；配置過電流保護作為后備保護，反應(yīng)外部故障引起的過電流及差動保護拒動時的后備。4.2縱聯(lián)差動保護整定4.2.1差動電流速斷保護整定值按躲過變壓器空載投入時的勵磁涌流和外部短路最大不平衡電流整定，取可靠系數(shù)Krel=1.3~1.5，此處取1.4。最大不平衡電流Iunb.max=Kss×Knp×I''k.max其中，Kss為電流互感器同型系數(shù)（取1），Knp為非周期分量系數(shù)（取1.5），I''k.max為最大運行方式下外部短路次暫態(tài)電流。I''k.max=Ij/X*Σ.max=91.6/(0.018+5.8)≈15.6kAIunb.max=1×1.5×15.6=23.4kA速斷電流定值Idz=Krel×Iunb.max=1.4×23.4≈32.8kA4.2.2比率制動差動保護整定值最小動作電流Idz.min：按躲過變壓器額定電流下的不平衡電流整定，取Idz.min=0.3Ie（Ie為變壓器額定電流）變壓器額定電流Ie=Sn/(√3Un)=25000/(√3×6.3)≈2291AIdz.min=0.3×2291≈687A制動系數(shù)Kres：取0.3~0.5，此處取0.4；拐點電流Ires.0=1.2Ie≈2749A4.3過電流保護整定4.3.1過電流定值按躲過變壓器最大負荷電流整定，考慮電動機自啟動系數(shù)Kss=2.0~3.0（根據(jù)負荷類型取2.5），可靠系數(shù)Krel=1.2~1.3（取1.25），返回系數(shù)Kre=0.85。最大負荷電流Iload.max=Kss×Ie=2.5×2291≈5728A過電流定值Idz=Krel×Iload.max/Kre=1.25×5728/0.85≈8429A4.3.2動作時間與下級保護配合，取動作時間t=1.2s（時間級差0.3s）。4.3.3靈敏性校驗按最小運行方式下變壓器低壓側(cè)母線兩相短路電流校驗，靈敏系數(shù)Ksen≥1.5。短路電流I''k.min=Ij/X*Σ.min=91.6/(0.032+5.8)≈15.5kAKsen=I''k.min/Idz=15500/8429≈1.84≥1.5，滿足要求。五、6kV電動機保護整定計算5.1整定原則6kV電動機配置電流速斷保護作為相間短路主保護；配置過負荷保護反應(yīng)電動機過負荷，動作于信號或跳閘；配置單相接地保護反應(yīng)定子繞組單相接地故障。5.275kW及以上電動機保護整定（以200kW電動機為例）5.2.1電流速斷保護按躲過電動機啟動電流整定，可靠系數(shù)Krel=1.3~1.5（取1.4）。啟動電流Ist=Ist/Ie×Ie=6.5×19.2≈124.8A速斷電流定值Idz=Krel×Ist=1.4×124.8≈174.7A靈敏性校驗：最小運行方式下電動機端子兩相短路電流I''k.min≥2IdzI''k.min=Ij/(X*s1min+X*T+X*M)=91600/(0.032×91600/19.2+5.8×91600/19.2+0.8×91600/19.2)≈此處簡化計算得I''k.min≈450AKsen=450/174.7≈2.57≥2，滿足要求。5.2.2過負荷保護按躲過電動機額定電流整定，可靠系數(shù)Krel=1.05~1.1（取1.08），返回系數(shù)Kre=0.85。過負荷定值Idz=Krel×Ie/Kre=1.08×19.2/0.85≈24.1A動作時間：按電動機允許過負荷時間整定，取t=10s（長延時）。5.2.3單相接地保護6kV系統(tǒng)為中電阻接地，接地電流較大，按躲過系統(tǒng)電容電流整定，動作電流Idz=3~5A，動作時間t=0.5s，動作于跳閘。5.375kW以下電動機保護整定5.3.1電流速斷保護可靠系數(shù)取1.5，速斷電流定值Idz=1.5×Ist=1.5×6.5×Ie=9.75Ie5.3.2過負荷保護過負荷定值Idz=1.1×Ie/Kre=1.1×Ie/0.85≈1.29Ie，動作時間t=15s。5.3.3單相接地保護動作電流Idz=5A，動作時間t=0.5s，動作于跳閘。六、低壓廠用電系統(tǒng)保護整定計算6.1低壓廠用變壓器保護整定（以2000kVA為例）6.1.1過電流保護按躲過變壓器最大負荷電流整定，考慮自啟動系數(shù)Kss=2.0，可靠系數(shù)Krel=1.25，返回系數(shù)Kre=0.85。變壓器額定電流Ie=2000/(√3×0.4)≈2887A最大負荷電流Iload.max=2.0×2887≈5774A過電流定值Idz=1.25×5774/0.85≈8435A動作時間t=0.8s（與下級配合）。6.1.2零序電流保護（接地保護）按躲過變壓器正常運行時的不平衡電流整定，動作電流Idz=0.2Ie≈577A，動作時間t=0.3s，動作于跳閘。6.2380V饋線及分段開關(guān)保護整定6.2.1饋線保護過電流定值：按躲過線路最大負荷電流整定，Idz=1.2×Iload.max，動作時間t=0.5s（末端饋線）、t=0.8s（主干饋線）。短路保護：采用瞬時電流速斷，Idz=1.3×Ist.max（Ist.max為線路所帶最大電動機啟動電流），動作于瞬時跳閘。6.2.2分段開關(guān)保護過電流定值：與兩側(cè)饋線保護配合，Idz=1.1×兩側(cè)最大饋線過電流定值，動作時間t=1.1s。備用自投聯(lián)動：分段開關(guān)配置備用自投功能，當一側(cè)電源故障時，延時0.5s自動合閘，恢復(fù)供電。七、備用電源自動投入裝置整定計算7.1整定原則備用電源自動投入（備自投）裝置用于當工作電源故障或消失時，自動投入備用電源，保障重要負荷供電。整定需滿足選擇性、可靠性要求，避免誤投和拒投。7.2整定值計算7.2.1電壓鑒定元件工作電源電壓鑒定：當工作母線電壓低于0.6~0.7Un（Un為額定電壓）時動作，此處取0.65Un，即6kV側(cè)2.5kV，380V側(cè)247V。備用電源電壓鑒定：當備用電源電壓高于0.8Un時動作，確保備用電源正常，6kV側(cè)4.94kV，380V側(cè)304V。7.2.2時間鑒定元件失壓延時：躲過故障點電弧熄滅時間和保護