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1、10kV保护定值计算培训,孙军威,短路电流计算,短路原因,概述,一、短路及其原因、后果,短路：指供电系统中不同电位的导电部分（各相导体、地线等）之间发生的低阻性短接。,主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏，人员误操作、雷击 或过电压击穿，以及鸟兽危害等。,短路后果,概述,短路后果： 短路电流产生的热量，使导体温度急剧上升，会使绝缘损坏； 短路电流产生的电动力，会使设备载流部分变形或损坏； 短路会使系统电压骤降，影响系统其他设备的正常运行； 严重的短路会影响系统的稳定性； 短路还会造成停电； 不对称短路的短路电流会对通信和电子设备等产生电磁干扰等。,短路类型,概述,二、短路的类型,三相短路,概述
2、,两相短路,概述,单相(接地)短路,单相短路,概述,两相接地短路,两相短路接地,计算短路电流的目的,概述,三、计算短路电流的目的,1、为了选择和校验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装置，需要计算三相短路电流； 2、校验电气设备及载流导体的动稳定和热稳定性，就要用到短路冲击电流、稳态短路电流及短路容量； 3、对瞬时动作的低压断路器，则需用冲击电流有效值来进行其动稳定校验。,概述,四、总结,计算短路电流方法,实用短路电流计算,三相短路电流常用的计算方法有欧姆法和标幺制法两种。 欧姆法是最基本的短路计算方法，适用于两个及两个以下电压等级的供电系统；而标幺制法适用于多个电压等级的供电系统。
3、短路计算中有关物理量一般采用以下单位：电流为“kA”（千安）；电压为“kV”（千伏）；短路容量和断流容量为“MVA” （兆伏安）；设备容量为“kW”（千瓦）或“kV A ” （千伏安）；阻抗为“”（欧姆）等。,基准值,实用短路电流计算,一、标幺值法,按标幺值法进行短路计算时，一般是先选定基准值。基准容量一般取100MVA，基准电压取短路点所在网路段的平均额定电压。,线路电抗,实用短路电流计算,二、供电系统中各元件电抗标幺值,1）输电线路,X：单位长度正序电抗 /km : 电缆长度 km : 通过电缆的平均电压 kV,线路电抗表,实用短路电流计算,变压器电抗,实用短路电流计算,2）变压器,：变压
4、器短路阻抗 : 变压器额定容量 MVA,异步电机电抗,实用短路电流计算,3）异步电动机,：异步电动机绕组正序电抗 : 电机启动电流倍数 : 电机视在功率 MVA,同步电机电抗,实用短路电流计算,4）同步电动机,：直轴超瞬变电抗 : 同步电动机视在功率 MVA,短路参数计算,实用短路电流计算,三、短路参数的计算,三相短路容量的标幺值：,三相短路容量的实际值：,三相短路电流的实际值：,三相短路电流的标幺值：,运行方式,实用短路电流计算,供电系统的短路电流大小与系统的运行方式有很大的关系。系统的运行方式可分为最大运行方式和最小运行方式。 最大运行方式下系统满负荷运行。此时整个系统的总的短路阻抗最小，
5、短路电流最大。 反之，最小运行方式下系统低负荷运行。此时总的短路阻抗变大，短路电流也相应地减小。,短路电流,通常情况下，应计算两种幅值的短路电流 1、最大短路电流，用于选择电气设备的容量或额定值以校验电气设备的动稳定、热稳定及分断能力，整定继电保护装置。 2、最小短路电流，用于选择熔断器、设定保护定值或作为校验继电保护装置灵敏度和校验感应电动机启机的依据。,实用短路电流计算,示例,短路电流计算示例,某公司电力系统配置如图所示，求K1与K2处的短路电流,所需参数,短路电流计算示例,一、收集计算各元件电抗所需电气参数,系统图,短路电流计算示例,基准值,短路电流计算示例,二、设定基准值,选 =100
6、MVA 处， 为10.5kV，,处， 为0.4kV，,元件标幺值,短路电流计算示例,三、计算系统各元件阻抗的标幺值,短路电流计算示例,电抗图,短路电流计算示例,短路电流计算示例,四、简化系统各元件阻抗标幺值,简化电抗图,短路电流计算示例,短路电流计算示例,短路电流计算,短路电流计算示例,五、计算短路电流,由电机向K1短路点供给的短路电流,K1处的短路参数,最大运行方式时：,最小运行方式时：,短路电流计算,短路电流计算示例,K2处的短路参数,最大运行方式时：,最小运行方式时：,换算到高压侧：,10kV系统保护定值计算,电机保护配置,电机保护定值计算,一、保护配置,相间短路,电机保护定值计算,单相
7、接地,电机保护定值计算,电机保护定值计算,电压突降,电机保护定值计算,电机保护定值计算,保护定值计算,电机保护定值计算,二、整定计算,1、电流速断保护 保护动作电流： 异步电动机（应躲过电动机的启动电流）,同步电动机（应躲过电动机的启动电流或外部短路时电动机的输出电流）,保护的灵敏系数（按最小运行方式下，电动机接线端两相短路时，流过保护装置的短路电流效验）,电机保护定值计算,2、过负荷保护 保护动作电流（应躲过电动机的额定电流）,保护动作时限（躲过电动机启动及自启动时间）对于一般电动机为,对于传动风机负荷的电动机为,电机保护定值计算,3、单相接地保护 保护一次动作电流（应按发生单相接地故障时最
8、小灵敏系数1.3整定，并大于非故障回路最大接地电流）,电机保护定值计算,4、电动机差动保护 a）电动机差动保护特性,电机保护定值计算,b）差动保护整定计算 最小动作电流（应躲过电动机正常运行时差动回路的不平衡电流）,电机保护定值计算,制动斜率,灵敏系数效验,电机保护定值计算,差动速断电流,差动速动灵敏系数效验,电机保护定值计算,5、电动机磁平衡保护,电动机启动过程中不会在磁平衡差动保护中产生不平衡电流，因而动作电流只需躲过外部单相接地时形成的不平衡电流，一般整定为（15%-20%）的电机额定电流,示例,电机保护定值计算,三、示例,二期合成氨1-3#循环水泵保护整定 电机型号：YKK560-8
9、Ue=10kV Irm=47.8A Kst=7 a）速断保护（应躲过电机的启动电流）,灵敏系数,电机保护定值计算,b）过电流保护（应躲过电机的额定电流）,过电流保护动作时限按1.2倍的启动时间整定,c）单相接地保护报警值一次值为5A,动作一次值为10A,d）低电压保护按额定电压的65%整定，时限0.5s,电机保护定值计算,二期合成氨氨压机保护整定 电机型号：YAKS710-2F Ue=10kV Irm=216.1A Kst=7 a）磁平衡保护按躲过外部接地故障不平衡电流整定,电机保护定值计算,二期合成氨合成气压缩机保护整定 电机型号：TK2900-182600 Ue=10kV Irm=189.
10、1A Kst=6 a）差动保护 启动定值（应躲过电动机正常运行时差动回路的不平衡电流）,差动速断,电机保护定值计算,差动速断灵敏系数,制动斜率,灵敏系数,变压器保护配置,一、保护配置,短路故障,配电变压器保护定值计算,配电变压器保护定值计算,过流故障,配电变压器保护定值计算,配电变压器保护定值计算,整定计算,配电变压器保护定值计算,二、整定计算 1、电流速断保护 保护动作电流（应躲过低压侧短路时，流过保护装置的最大短路电流）,保护的灵敏系数（按系统最小运行方式下，保护安装处两相短路电流效验）,配电变压器保护定值计算,2、过电流保护 保护动作电流（应躲过可能出现的过负荷电流）,保护的灵敏系数（按
11、电力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效验）,保护装置的动作时限（应与下一级保护动作时限相配合），一般取0.3-0.5s,示例,配电变压器保护定值计算,三、示例 二期合成氨总变电所变压器 变压器型号：SGB10-2000/10 2000kVA 10/0.4kV Dyn11 6.03% 115.5/2886.8A a) 速断保护（应躲过低压侧短路时，流过保护装置的最大短路电流）,灵敏系数,配电变压器保护定值计算,b) 过电流保护（应躲过可能出现的过负荷电流）,灵敏系数,若存在自启0.4kV电机时Kol一般取2-3,母线分段保护配置,一、保护配置,母线分段保护定值计算,二、整
12、定计算 a）充电保护 保护的动作电流（按最小灵敏系数1.5整定）,母线分段保护定值计算,b）过电流保护 保护的动作电流（应躲过任一母线段的最大负荷电流,时限一般取0.3-0.5s）,灵敏系数（按最小运行方式下母线两相短路时，流过保护装置处的短路电流效验）,整定计算,示例,三、示例 二期合成氨10kV母联保护整定 a）充电保护（按最小灵敏系数1.5整定）,母线分段保护定值计算,b）过流保护（应躲过任何一段的最大负荷电流，通过核算空压机与两台变压器自启为最大负荷）,时限为0.5s,母线分段保护定值计算,灵敏系数,进线保护配置,进线保护定值计算,一、保护配置,整定计算,进线保护定值计算,二、整定计算
13、 a）带时限电流速断保护 保护的动作电流（应躲过相邻元件末端短路时的最大短路电流或与相邻元件的电流速断保护的动作电流相配合，按两个条件中较大者整定）,灵敏度系数（按最小运行方式下线路始端两相短路电流效验）,保护的动作时限，应较相邻元件的电流速断保护大一个时限阶段，一般大0.3s-0.5s,进线保护定值计算,b）过电流保护 保护的动作电流（应躲过线路的过负荷电流）,灵敏度系数（按最小运行方式下线路末端两相短路电流效验）,保护的动作时限，应较相邻元件的过电流保护大一个时限阶段，一般大0.3-0.5s,示例,进线保护定值计算,三、示例 a）带时限速断（按最小灵敏系数1.5整定）,时限0.2s,b）过
14、流保护（考虑天压机、空压机、氨压机、4台变压器自启动）,正常运行时最大负荷（按一台中压、一台贫液、一台半贫液、三台合成气、三台循环水、天压机、氨压机、空压机启机、4台变压器额定运行核算）,进线保护定值计算,=19.6+22.1+69.8+189*3+47.8*3+123+216+5*360+2*115+2*28 =3246.5,备自投动作后最大负荷（按一台中压、一台贫液、一台半贫液、二台合成气、一台循环水、天压机、氨压机、空压机自启、两台变压器自启核算）,=19.6+22.1+69.8+189*2+47.8+216+123+7*360+8*115+8*28 =4540.3,进线保护定值计算,取最大负荷4540A,灵敏系数,时限0.5s,
