一种躲过电动机成组串联启动的过流保护整定方法与流程

专利2025-05-23  4


本技术涉及电源系统继电保护,特别涉及一种躲过电动机成组串联启动的过流保护整定方法。


背景技术:

1、厂用电源整定中,中压系统过流保护整定方法之一为躲过中压母线上电动机成组启动,即按躲过中压母线所接需参与自启动电动机的自启动电流之和整定,其过电流倍数kzq计算如下:

2、

3、uk%为以高压变压器额定容量为基准的阻抗电压百分值,也可表述为高压变压器短路阻抗

4、stn为高压变压器额定容量;

5、smσ为需要自启动的电动机额定视在功率的总和;

6、kstσ为电动机自启动电流倍数,与备用电源切换时间有关,备用电源为慢速切换时取5,备用电源为快速切换时取2.5~3。一般慢速切换均作为电源快速切换的后备,因此常取5。

7、umn为电动机额定电压;

8、utn为高压变压器额定电压。

9、上式中即为电动机阻抗折算到以高压变压器额定容量和电压为基准的标幺值xd。当电动机和变压器额定电压相同时,过电流倍数kzq简化计算如下:

10、

11、如果采用电压闭锁过流保护,校验电压定值灵敏度时,也可通过下式计算电动机启动时的母线电压标幺值um。

12、

13、实际工程中,电源系统中压母线除了接有中压电动机,还有低压变压器,而低压变压器低压侧短暂失电不跳闸的电动机,也将在电源恢复时一起启动,即串联启动。一般在计及中压电动机启动时,按照整定计算导则,会考虑高压变压器的短路阻抗,以及成组电动机同时启动时,母线电压并非额定电压,即实际成组启动倍数并非全压启动时那么大,但在计及低压电动机时,做了简化,取低压变压器高压侧中压母线电压为额定电压,并未计及此时中压母线电压因电动机启动的原因,并非额定电压。因此,现有技术中的计算方法具有因计算电动机启动电流过高,电压定值过低,而缩小保护范围,降低灵敏度的缺点。

14、因此,本领域急需提供一种躲过电动机成组串联启动的过流保护整定方法,该方法弥补现有技术方法的不足,使得全电源系统过电流保护和电压闭锁过流保护具有保护范围更加准确、灵敏度更高的优点。


技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种躲过电动机成组串联启动的过流保护整定方法,该方法弥补现有技术方法的不足,使得全电源系统过电流保护和电压闭锁过流保护具有保护范围更加准确、灵敏度更高的优点。

2、本技术提供了一种躲过电动机成组串联启动的过流保护整定方法,包括以下步骤:

3、(a)获取待整定的全电源系统,所述待整定的全电源系统包括高压变压器支路、至少一条中压工作母线、至少一个中压电动机支路、以及至少一个低压电动机支路,所述高压变压器支路包括高压变压器,所述至少一个中压电动机支路包括中压电动机,所述至少一个低压电动机支路包括低压变压器和低压电动机,所述至少一条中压工作母线的一端与所述高压变压器支路的低压侧连接,所述至少一个中压电动机支路和至少一个低压电动机支路又与所述至少一条中压工作母线另一端连接;

4、(b)以所述高压变压器支路的高压变压器额定容量为基准,分别计算所述待整定的全电源系统中所有的高压变压器、中压电动机、低压变压器以及低压电动机的等值阻抗标幺值,从而获得所述全电源系统的等值阻抗图;

5、(c)基于所述中压电动机、低压变压器以及低压电动机的等值阻抗标幺值,按照电流电压计算方法计算所述至少一个中压电动机支路、所述至少一个低压电动机支路的启动电流和对应的电压;

6、(d)根据计算的所述至少一个中压电动机支路、所述至少一个低压电动机支路的启动电流和对应的电压,计算所述至少一个中压电动机支路、所述至少一个低压电动机支路、和/或所述待整定的全电源系统过电流保护的电流整定值或电压闭锁过电流保护的电流整定值和电压整定值。

7、在另一优选例中,所述至少一个中压电动机支路与所述至少一个低压电动机支路为并联连接。

8、在另一优选例中,所述至少一个中压电动机支路包括的中压电动机的数量为1个或多个。

9、在另一优选例中,所述至少一个低压电动机支路包括的低压电动机的数量为1个或多个。

10、在另一优选例中,所述至少一条中压工作母线的工作电压在大于1kv小于等于35kv的范围内。

11、在另一优选例中,所述至少一个低压电动机支路还包括低压工作母线,所述低压工作母线一端连接所述低压变压器,另一端连接所述低压电动机。

12、在另一优选例中,所述中压电动机指的是工作电压在大于1kv小于等于35kv的范围内的电动机;所述低压电动机指的是工作电压为小于等于1kv的电动机。

13、在另一优选例中,所述至少一个电源分支路还包括开关,所述开关被配置为接通或断开所述中压电动机或低压变压器或低压电动机。

14、在另一优选例中,在步骤(b)中,通过以下公式计算中压电动机的等值阻抗标幺值:

15、

16、其中,k为所述中压电动机全压启动电流倍数;stn为所述高压变压器支路的高压变压器额定容量,单位为kva;sm∑为集中自启动的中压电动机的总容量,单位为kva。

17、在另一优选例中,在步骤(b)中,通过以下公式计算低压变压器的等值阻抗标幺值:

18、

19、其中,xlt’为低压变压器的短路阻抗;stn为所述高压变压器支路的高压变压器额定容量,单位为kva;sb为低压变压器的额定容量,单位为kva。

20、在另一优选例中,在步骤(b)中,通过以下公式计算低压电动机的等值阻抗标幺值:

21、

22、其中,k为所述低压电动机全压启动电流倍数;stn为所述高压变压器支路的高压变压器额定容量,单位为kva;sb1σ为集中自启动的低压电动机的总容量,单位为kva。

23、在另一优选例中,在步骤(c)中,在计算所述至少一个中压电动机支路、所述至少一个低压电动机支路的启动电流和对应的电压时,假设所述待整定的全电源系统的电源电压标幺值为1,从而获得所述至少一个中压电动机支路、所述至少一个低压电动机支路的启动电流标幺值和对应的电压标幺值。

24、在另一优选例中,然后根据所述高压变压器的低压侧额定电流,获得所述至少一个中压电动机支路、所述至少一个低压电动机支路的启动电流值和对应的电压值。

25、在另一优选例中,在步骤(d)中,所述至少一个中压电动机支路、所述至少一个低压电动机支路、和/或所述待整定的全电源系统过电流保护的电流整定值通过以下公式计算:

26、iset=krelist

27、krel为可靠系数,可取1.15~1.25;

28、ist为步骤(c)计算得到的所述至少一个中压电动机支路、所述至少一个低压电动机支路的启动电流。

29、在另一优选例中,在步骤(d)中,所述至少一个中压电动机支路、所述至少一个低压电动机支路、和/或所述待整定的全电源系统电压闭锁过电流保护的电流整定值和电压整定值通过以下公式计算:

30、和

31、

32、其中:

33、krel为可靠系数,取1.15~1.25;

34、kr为返回系数,取0.85~0.9;

35、isn为该支路的额定电流;

36、ust为步骤(c)计算的该支路的所述启动电流的对应的电压。

37、在另一优选例中,假设所述待整定的全电源系统包括第一中压工作母线,所述第一中压工作母线的进线端与所述高压变压器支路连接,第一中压工作母线的出线端连接有第二中压工作母线、第一中压电动机支路、多个低压电动机支路,所述第一中压工作母线的额定电压与第二中压工作母线的额定电压相同;

38、所述第二中压工作母线的出线端连接有第二中压电动机支路、和/或多个低压电动机支路。

39、在另一优选例中,所述第二中压工作母线的出线端连接的第二中压电动机支路、和/或多个低压电动机支路被称为一组电动机。

40、在另一优选例中,所述第一中压工作母线进线断路器与所述第一中压工作母线至所述第二工作母线之间的电源馈线回路断路器可采用不同保护方法计算电流或电压整定值,所述保护方法为过电流保护或电压闭锁过电流保护。

41、在另一优选例中,所述第一中压工作母线进线端为上游侧,所述第一中压工作母线至所述第二工作母线之间的电源馈线回路为下游侧。

42、应理解,在本发明范围内中,本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合,从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅,在此不再一一累述。


技术特征:

1.一种躲过电动机成组串联启动的过流保护整定方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的过流保护整定方法,其特征在于,所述中压电动机指的是工作电压在大于1kv小于等于35kv的范围内的电动机;所述低压电动机指的是工作电压为小于等于1kv的电动机。

3.如权利要求1所述的过流保护整定方法,其特征在于,在步骤(b)中,通过以下公式计算中压电动机的等值阻抗标幺值:

4.如权利要求1所述的过流保护整定方法,其特征在于,在步骤(b)中,通过以下公式计算低压变压器的等值阻抗标幺值:

5.如权利要求1所述的过流保护整定方法,其特征在于,在步骤(b)中,通过以下公式计算低压电动机的等值阻抗标幺值:

6.如权利要求1所述的过流保护整定方法,其特征在于,在步骤(c)中,在计算所述至少一个中压电动机支路、所述至少一个低压电动机支路的启动电流和对应的电压时,假设所述待整定的全电源系统的电源电压标幺值为1,从而获得所述至少一个中压电动机支路、所述至少一个低压电动机支路的启动电流标幺值和对应的电压标幺值。

7.如权利要求1所述的过流保护整定方法,其特征在于,在步骤(d)中,所述至少一个中压电动机支路、所述至少一个低压电动机支路、和/或所述待整定的全电源系统过电流保护的电流整定值通过以下公式计算:

8.如权利要求1所述的过流保护整定方法,其特征在于,在步骤(d)中,所述至少一个中压电动机支路、所述至少一个低压电动机支路、和/或所述待整定的全电源系统电压闭锁过电流保护的电流整定值和电压整定值通过以下公式计算:

9.如权利要求1所述的过流保护整定方法,其特征在于,假设所述待整定的全电源系统包括第一中压工作母线,所述第一中压工作母线的进线端与所述高压变压器支路连接,第一中压工作母线的出线端连接有第二中压工作母线、第一中压电动机支路、多个低压电动机支路,所述第一中压工作母线的额定电压与第二中压工作母线的额定电压相同;

10.如权利要求1所述的过流保护整定方法,其特征在于,所述第一中压工作母线进线断路器与所述第一中压工作母线至所述第二工作母线之间的电源馈线回路断路器可采用不同保护方法计算电流或电压整定值,所述保护方法为过电流保护或电压闭锁过电流保护。


技术总结
本申请公开了一种躲过电动机成组串联启动的过流保护整定方法,包括以下步骤:(a)获取待整定的全电源系统,待整定的全电源系统包括高压变压器支路、至少一条中压工作母线、至少一个中压电动机支路、以及至少一个低压电动机支路;(b)以高压变压器支路的高压变压器额定容量为基准,分别计算待整定的全电源系统中所有的高压变压器、中压电动机、低压变压器以及低压电动机的等值阻抗标幺值,从而获得全电源系统的等值阻抗图;(c)基于上述等值阻抗标幺值,计算各个支路的启动电流和对应的电压;(d)根据计算的启动电流和对应的电压,获得各个支路或待整定的全电源系统过电流保护的电流整定值或电压闭锁过电流保护的电流整定值和电压整定值,该方法弥补现有技术方法的不足,使得全电源系统过电流保护和电压闭锁过流保护范围更加准确、灵敏度更高的优点。

技术研发人员:李华,钱敏,王海涓
受保护的技术使用者:中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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