浅谈低压变压器零序电流保护的整定.pdf

1997—10—14收稿浅谈低压变压器零序电流保护的整定段生荣 浙江象山县发电厂 (315731)容量在400kVA以上的动力和照明共用的电压为380/ 220V的低压配电变压器,根据 《电力变压器》保护规程规定, (除Y/ Y0接线 的变压器在高压侧采用两相三继电器接线的过电流保护的灵敏度KLm=2 3ID. minIdZ≥1.5外)一般都应在低压侧中性线上装设专用的零序电 流保护,其保护装置的动作是根据下列条件整 定的1 保护动作电流的整定计算1.1 躲过正常运行时变压器低压侧中性线上 流过的最大不平衡电流Idz. 0,一般不应超过变 压器低压侧绕组额定电流的25% ,即Idz. 0=KK(0.25IE)(1)式中 KK— — —可靠系数,取为112;IE— — —变压器低压侧的额定电流112 与相邻元件保护的动作电流相配合(1)当配电变压器有分支线时,与分支线上的零序电流保护相配合,即Idz. 0=KphIdz.fz(2)式中 Kph— — —配合系数,取为111;Idz.fz— — —分支线上零序电流保护的动作电流2)当低压配电变压器无分支线时,与容量最大的不装设专用接地保护的电动机的起动 电流配合整定或与熔断器配合整定(主要是在 时限上配合) ,即Idz. 0=KKKphKgdIE(3)式中 KK— — —可靠系数,取为112;Kph— — —配合系数,取为111;Kgd— — —电动机起动电流倍数;IE— — —最大电动机的额定电流。

或容量最大的熔断器之10倍动作电流的熔断电流)根据上述计算结果选取大者为动作电流值2 灵敏度的校验灵敏度按下式计算为ILm=I(1) D. min Idz. 0≥2(4)式中 I(1) D. min— — —最小运行方式下,配电变压 器低压侧母线上发生单相接地短路时,流经变压器中性线上电流互感器的电流值3 动作时限整定保护装置的动作时限应与下一级保护相配合,当有分支线时,低压配电变压器的零序电流保护的动作时限应较分支线上保护的动作时限大一个时限级差,当没有分支线时,低压配电变压器应比下一级电动机的相间保护动作时限大一个时限差级和比容量最大的熔断器的10倍动作电流的熔断时间大一个时限差级配电设计手册和继电保护有关资料是这样论述的,在大部分场合也是适用的,但是在有些场合我们认为还是要值得商榷 下面分析一下在有些场合可能会出现的情况311 因为在大部分场合,低压配电变压器零序电流保护的动作电流一般都为(2)式或(3)式的计算值要大于(1)式的计算值,人们往往忽视了(1)式的实用性 当未装设专用接地保护的电动机和低压出线的容量都比较小,即112×111KgdIED Idz. 0该配电变压器的零序电流保护是要动作的, 但对变压器本身来说,各相电流均未超过允许值,并不是故障现象,在短时内(几十分钟或几小 时甚至几十小时)是允许其继续运行的,而且也是需要其继续运行的。

再根据灵敏度校验式(4) 分折,任何电力变压器当发生单相接地短路时,其 单 相 接 地 短 路 电 流 不 但 是I(1) D. min 2µ112(0125IE) ,而且还是I(1) D. min 2> IE;例如, SE=630kVA, ud% =7.0的6～15kV的电力变压器低压侧出口单相接地短路电流I(1) d=5.16kA;那么,51602=2580≈218×630 3×0.4;SE=800kVA, ud% =8.0, I(1) d=6.56kA;6560 2=3280≈2.8800 3×0.4;SE=1000kVA, ud% =8.0; I(1)d=6.15kA;6150 2=3075≈2.1×1000 3×0.4;等等312 当容量最大的不装设专用接地保护的电动机采用差动保护为相间(兼接地)短路保护时,变压器的零序电流保护若采用(3)式计算值为动作电流是可以取得选择性的,但低压电动机一般是采用电流速断保护或熔断器作为相间(兼 接地)短路保护的,而电流速断保护是按下列方式整定的,即Idz= KKKjnIgd式中 KK— — —可靠系数,对于DL型电流继电 器取为1.4～1.6,对于G L型电流继电器取为118～2;Kjn— — —电流互感器接线系数,当采用不完全星形接线时, Kjn=1;Igd— — —电动机的起动电流。

那么当电动机在内部、 速断保护区外发生单相接地短路,短路电流小于(114～116) Igd而大 于111×112×Igd时,电动机的速断保护不会动55浅谈低压变压器零序电流保护的整定© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.作而变压器的零序电流保护却要动作而引起变 压器越级跳闸 虽然变压器零序电流保护的动作 时限是较电动机相间(兼接地)短路保护的动作 时限大一个时限差级,也无法取得选择性 同样 当电动机采用熔断器为相间(兼接地)短路保护 时,当电动机在内部发生单相接地短路时,其短 路电流也是有可能小于10倍熔断器的额定电 流 例如,某一电动机,Y接线方式,额定电流IE=114A,起 动 电 流 倍 数Kg=6,采 用 RTO—200A的熔断器作为相间(兼接地)短路保 护RTO—200A的熔断器10倍动作电流的熔断 时间为014s,那么变压器零序电流保护的动作电 流根据(3)式为,Idz. 0=1.1×1.2×6×114= 902.88A;动作时限为, t = t1+Δt =0.4+ (0.5 ～0.6)s。

但当该电动机在内部接近中性点部份 发生单相接地短路,短路电流Id大于902188A而 等于1000A时,RTO—200A的熔断器熔断时间 为318s > (0.9～1)s,那么变压器的零序电流保 护会先于熔断器熔断动作而失去选择性 我们认为低压配电变压器在中性线上装设 零序电流保护、 根据下列方式整定比较妥善,供 参考; 1)保护动作电流的整定计算 (1)射过正常运行时变压器低压侧中性线 上流过的最大不平衡电流,即Idz. 0= KKKbβIE式中 KK— — —可靠系数,取为112;Kbβ— — —不平衡系数,为变压器低压侧接有的单相(式两相)负载的最大相额定电流IEx 与变压器低压侧额定电流IE的比值, Kbβ=IEx/ IE;但当IEX IE≤0.25时,取Kbβ=0.25;IE— — —变压器低压侧的额定电流2)与相邻元件保护的动作电流相配合,接 下式计算为Idz. 0= KphIdz. 01式中 Kph— — —配合系数,取为111;Idz. 01— — —下一级保护的动作电流,为分支线上的零序电流保护的动作电流或容量最大 的低压电动机的零序电流保护的动作电流或容 量最大的不装设专用接地保护的相间(兼接地) 短路保护的动作电流,取其中最大值。

3)先初步选定变压器零序电流保护的最大动作时限tmax,一般可取112s,查下一级容量 最大的采用熔断器作为相间(兼接地)短路保 护的熔断器(112— Δt)s的熔断电流Idz. r;即Idz. 0= Idz. r根据上述计算结果取大者为动作电流值2)灵敏度的校验 灵敏度按下式计算为KLm=I(1) D. min Idz. 0≥23)动作时限整定 保护装置的动作时限与下一级保护相配 合,即t0= t1+Δt式中 t1— — —下一级保护的动作时限,为低压 电动机的零序电流保护或相间(兼接地)保护的动作时限或分支线上的零序电流保护的动作 时限或下级容量最大的采用熔断器作为相间(兼接地)短路保护的熔断器在Idz. 0时的熔断时间;取其中最大值Δt— — —时限差级,一般可取015～016s 对于低压变压器在低压侧中性线上装设零 序电流保护,根据上述方法整定一般是可以满 足要求的参考文献1 工厂配电设计手册 1 水利电力出版社 119841122 梁世康、 许光一 1 厂用电系统保护 1 水利出版社11986110段生荣,男,41岁,现从事发电厂继保运行工作DISCUSSION ON SETTINGS OF ZERO- SEQUENCE CURRENTPROTECTION OF POWER TRANSFORMER Duan Shengrong(Xiangshan Power Plant ,Zhejiang ,315731)651998年7月 继电器 第26卷 第4期© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.。