浅析10千伏配电室带电动机整定电流计算

浅析10千伏配电室带电动机整定电流计算

祝苗

温州铁路与轨道交通投集团有限公司建设分公司浙江温州325000

摘要：根据10千伏配电室及高压电动机继电保护提供的整定相关材料，结合微机保护整定值的计算公式，对微机保护整定值的计算过程进行探讨。可为同类型的工程作为参考。

关键词：配电室；微机保护；整定计算；电动机

0引言

在高压系统设计中，当采用微机保护后，往往需要对整定电流进行计算。本文以翻水站配电室为例，对微机保护整定值的计算过程进行探讨。

1整定电流计算所需资料

整定电流计算所需资料包括配电室施工蓝图、设备试验报告、进线电缆（架空）长度及型号、系统阻抗值等。

2微机保护整定计算的具体任务和步骤

（1）绘制电力系统一次接线图。

（2）根据一次接线图绘制系统阻抗图，包括正序、负序、零序网。

（3）建立电力系统设备参数表：包括一次设备的基础参数，二次设备的规范及保护配置情况。

（4）建立电流互感器（TA）、电压互感器（TV）参数表，根据变压器的容量和线路的负荷情况确定TA变比。

（5）确定继电保护整定需要满足的电力系统规模及运行方式变化限度，各级母线的综合阻抗（最大、最小运行方式）

（6）电力系统各点的短路计算结果。

（7）根据整定原则，选取保护装置整定值。

（8）建立各种继电保护整定计算表。

（9）按保护功能分类，分别绘制出整定值图。

（10）编写整定方案报告书，着重说明整定的原则问题，整定结果评价、存在问题及采取的对策。

3微机保护整定值的计算

系统阻抗值：最大运行方式0.4345，最小运行方式0.5039。

设功率基准值为：Sb=100MVA

10kV基准电流：Ib=100/（1.732*10.5）=5500A

微机保护装置采用施耐德Sepam20系列。进线情况：电缆阻抗值0.678，架空阻抗值0.144，进线总阻抗0.822；高压电动机参数：Ue=10kV，Pe=800kW，Ie=63A。变压器参数：容量250kVA，Uk1%=3.83%，Xt1*=15.32,Uk2%=3.97%,Xt2*=15.88；电流互感器变比：100/5=20。

3.1继电保护配置设计

3.1.1线路保护

在系统中，设备出现短路故障，内阻下降，电流增大，电压下降。利用此原理，测量电流组成速断保护、定时限过电流保护和过电流保护等。测量电压组成过电压保护、低电压保护、单项接地保护等。本工程配置速断保护、定时限过电流保护、过电流保护和过负荷保护。

3.1.2主变保护

变压器馈线线路电流保护中，可以采取不同方式对动作电流进行有效整定，依照避开变压器二次侧短路时经过相应装置的最大短路电流，结合变压器励磁涌流产生的影响进行整定，动作电流要依照二者中较大的数值进行整定；带时限过电流保护中，按成功避免可能出现的最大负荷电流进行整定，在灵敏度校验中可以依照在最小运行方式下的变压器，在低压侧发生两相短路时，在高压侧安装保护装置处流过的短路电流进行校验，保护动作时限一般取0.5~0.7S。本工程配置速断保护、定时限过电流保护、过电流保护和过负荷保护。

3.1.3电动机保护

在电流速断保护中，实际产生的动作电流可以依照电动机启动电流进行整定。本工程配置速断保护、过电流保护、过负荷保护、负序电流保护、接地保护、堵转保护和低电压保护。

3.2继电保护计算

3.2.1瞬时电流速断保护

变压器柜继电保护动作电流（取其中1台变压器柜计算举例）：Idzj=1.3*5500/（0.4345+0.678+0.144+15.32）=431.3A，变压器励磁涌流约为115A，可躲过变压器励磁涌流。时限设置为0S。电流互感器变比100/5，二次电流21.57A。

电动机柜继电保护动作电流（取其中1台变压器柜计算举例）：电动机启动电流Iq=（5~7）Ie，取6倍，Iq=6*63=378A。速断电流取启动电流的1.3倍。Isd=1.3*63*6=491.4A，时限取0S；电流互感器变比100/5，二次值为24.57A。

G1进线柜速断保护电流：Isd=1.3*[63*6+14.5*2+63*4]=856.7A，时限取0.1S；电流互感器变比500/5，二次值8.57A。

最小运行方式下线路末端故障最小灵敏度计算：Kmin=0.866*5500/（0.5039+0.678+0.144）/856.7=4.2>1.5故灵敏度满足要求。

3.2.2限时速断保护

变压器柜限时速断保护动作电流（取其中1台变压器柜计算举例）：Ixs=0.866*5500/1.5/（0.5039+0.678+0.144+15.32）=190.8A，CT变比100/5，二次电流9.54A，时限0.2S。

G1进线柜限时速断保护电流（该保护在电动机启动过程中被闭锁）：Ixs=1.4*[63*5+14.5*2]=481.6A，时限取0.5S；电流互感器变比500/5，二次值为4.8A。

3.2.3过流保护

变压器柜过电流（取其中1台变压器柜计算举例）：Igl=1.25*2/0.85*14.5=42.65A,CT变比100/5，二次电流2.13A，时限0.3S。

电动机柜过电流（取其中1台变压器柜计算举例）：Igl=1.4*63=88.2A，时限取0.5S；电流互感器变比100/5，二次值为4.41A。（此为电动机柜II段保护，该保护在电动机启动过程中被闭锁）

3.2.4过负荷保护

变压器柜过负荷（取其中1台变压器柜计算举例）：Igfh=1.45*14.5=21A,二次值1.05A，时限60S。

电动机柜过负荷（取其中1台变压器柜计算举例）：Igfh=1.05*63/0.85=77.8A时限：20S,二次值为3.89A。

G1进线柜过负荷：Igfh=1.05*（14.5*2+63*5）/0.85=424A时限：60S,二次值为4.24A。

3.2.5电动机柜其余保护计算

负序电流：

Ifx=0.4*63=25.2A，时限：0.5S，二次值为1.26A。

接地保护：

Ijd=5A，二次值为0.25A，时限：0.2S。

堵转保护：

Idz=2*63=126A，二次值5.04A，时限1.5S。

低电压保护：

Udzj=0.5Ue=5kV，二次值50V，时限10S。动作于电动机柜开关。

4结语

我国社会各个领域的快速发展，对配电系统运行稳定性提出了更多更高的要求。当前要结合实际系统实际应用现状选取保护配置措施，拟定整定计算方式。从长期实践过程中对不同方案进行论证，全面满足机电保护四性基本要求，提升相关人员操作安全性，保障设备稳定运行，推动社会现代化生产生活有序进行，对推动社会经济发展等方面具有重要意义。

参考文献：

[1]何欣，杭能光伏电站的继电保护整定，中国科技信息2011年第23期

[2]何经宇，10kV配电系统微机保护配置及整定计算研究，机械装备研发，2014年4月下

[3]张励，10kV高压电动机的保护整定，农电技术电力设备，农村电工第26卷2018年第4期