保护整定计算方法.doc

110KV线路（与B1的联络线）保护配置及整定计算一、 保护配置：1、配置三段式相间距离保护（I，II段为方向阻抗特性，III段为偏移阻抗特性，偏移度=0.2）2、配置三段式接地距离保护（I，II，III段皆为零序电抗特性）3、采用三相一次重合闸（采用位置不对应启动，与保护之间采用后加速配合，因两侧皆有电源，故一侧检测无压另一侧检测同期）二、 保护整定计算1、TA、TV变比的选择：TA变比选择：一次负荷电流：Ifh.e =则TA计算变比为：Ifh.e /5选择TA实际标准变比nL不小于并趋近于计算变比（保证实际二次额定电流不超过5A）TV变比选择：nY=110/0.12、相间距离I段整定计算一次侧（保护）动作阻抗：Zdz.b = KkZL.B= KkXL.B/sind（ZL.B：本线路阻抗）二次侧（继电器）动作阻抗：Zdz.j = Zdz.b继电器整定阻抗：Zzd = Zdz.j 最大灵敏角lm=70确定动作时限t=0s3、相间距离II段整定计算助增电源分支系数Kfz1，而距离II段整定时Kfz应取最小值Kfz.min应考虑无助增电源情况，即Kfz=Kfz.min=1 考虑与相邻线路配合：Zdz.b = Kk(ZL.B+ KkZL.X)= Kk(XL.B+ KkXL.X) /sind （ZL.B：本线路阻抗；ZL.X：相邻线路阻抗；Kk取0.8）若有多条相邻线路，则应分别考虑与这些相邻线路配合 考虑与相邻变压器配合：Zdz.b = Kk( ZL.B+ Z*B1(H-M)= Kk( XL.B/sind )+X*B1(H-M)Zdz.b = Kk( ZL.B+ Z*B1(H-L)= Kk( XL.B/sind )+X*B1(H-L)（Z*B1(H-M)：变压器B1高-中压侧间的阻抗标幺值；Z*B1(H-L)：B1高-低压侧间的阻抗标幺值；Ue.b保护安装处电压等级的平均电压；Sj：基准容量；Kk取0.7）若有多台相邻变压器，则应分别考虑与这些相邻变压器配合取，中较小者作为最终的Zdz.bZdz.j = Zdz.bZzd = Zdz.j lm=70校验灵敏度：Klm = Zdz.b / ZL.B （若1.25，则满足要求）确定动作时限t=0.5s若不满足要求，则采取以下措施：保留（也可不保留）不灵敏II段另外增加一个灵敏II段，使其与相邻元件的II段去配合例如：与相邻的接入无穷大系统的20km线路的II段配合：Zdz.b = Kk1( XL.B/sind )+ Kk2( XL.X/sind )+X*B(M-H)（Kk1取0.8；Kk2取0.7）确定动作时限t=1s 再次校验Klm = Zdz.b / ZL.B4、相间距离III段整定计算最小负荷阻抗：Zfh.min =Zdz.b.f = Zfh.min /( KkKzqKh) （Kh一般取1.15）Zdz.j.f = Zdz.b.f III段采用偏移特性：最大灵敏角lm =d由于：X2 = (Zdz.j.f)2(Zzd)22 Zdz.j.f Zzdcos(d-f)Y2 = (Zdz.j.f)2(Zzd)22 Zdz.j.f Zzdcos(d-f)X2Y2=(1) Zzd 2得：Zzd2Zdz.j.f (1)Zzdcos(d-f)(Zdz.j.f)2=0Zzd =Zdz.j.f校验灵敏度：作为近后备时：Klm = (Zzd )/ ZL.B （若1.5，则满足要求）作为远后备时：校验远后备时，若存在分支，则分支系数Kfz应考虑最大值Kfz.max，故应考虑助增电源的情况。用4s的短路电流计算。由于有多个相邻元件，应分别校验作为这些相邻元件远后备时的Klm相邻元件为线路时的灵敏度校验（如Klm.d11、Klm.d12、Klm.d13、Klm.d14）：Klm = (Zzd )/(XL.B+KfzXL.X) /sind， Kfz=：最大运行方式下相邻线路末端三相短路时，流过本支路的短路电流：最大运行方式下相邻线路末端三相短路时，流过相邻支路的短路电流相邻元件为变压器时的灵敏度校验（如Klm.d9、Klm.d10）：Klm.d9 = (Zzd )/(XL.B/sind)+Kfz1X*B1(H)+ Kfz2X*B1(M) Kfz1=； Kfz2=：最大运行方式下d9点三相短路时，流过本支路的短路电流：最大运行方式下d9点三相短路时，流过B1高压侧的短路电流：最大运行方式下d9点三相短路时，流过B1中压侧的短路电流Klm.d10 = (Zzd )/(XL.B/sind)+Kfz1X*B1(H)+ Kfz2X*B1(L) Kfz1=； Kfz2=：最大运行方式下d10点三相短路时，流过本支路的短路电流：最大运行方式下d10点三相短路时，流过B1高压侧的短路电流：最大运行方式下d10点三相短路时，流过B1低压侧的短路电流若作为远后备的Klm1.2，则满足要求，如果不满足要求，则相应的相邻元件必须有自己的近后备。确定动作时限t（按阶梯原则）三绕组变压器B保护配置及纵差保护和过流保护的整定计算一、保护配置：1、变压器瓦斯保护（轻瓦斯动作于发信号，重瓦斯动作于跳闸）2、纵差保护采用比例制动及二次谐波制动的差动保护，并配有差动速断（用于防止内部短路Id很大时，TA饱和比例制动保护拒动）3、复合电压启动的过流保护（作为后备保护）4、零序保护（反映单相接地短路）5、过负荷保护6、温度保护二、纵差动保护整定计算（用0s的短路电流计算）1、 比例制动量接入原则1）、单侧电源的双绕组变压器，比例制动线圈接于负荷侧差动臂中。2）、双侧电源的双绕组变压器，比例制动线圈分别接于两个差动臂中。3）、单侧电源的三绕组变压器，比例制动线圈分别接于两个受电侧差动臂中。4）、双侧电源的三绕组变压器，比例制动线圈分别接于受电侧和小电源侧的差动臂中。5）、多侧电源的三绕组变压器，比例制动线圈可采用四侧制动方案（若为三侧电源则空出一组制动线圈不用；若多于四侧支路，可将几条支路并为一组而组成四侧差动臂）6）、本站B为双侧电源（高、低压侧）的三绕组升压变压器，比例制动及二次谐波制动纵差保护回路如图，图中箭头为B正常运行时一、二次侧电流的流通方向。继电器动作条件：Ucd Uzh1+Uzh2辅助自耦变流器TAA：用于平衡各侧TA计算变比与实际变比不同误差2、整定计算(1)、计算各侧一次额定电流、TA变比、二次额定电流及TAA的变比名称各侧数据Ue(KV)6.3（侧）35（Y侧）110（Y0侧）Ie1(A)Se / (6.3)Se / (38.5)Se / (121)TA接法YTA计算变比nL.jsIe1 / 5Ie1 / 5Ie1 / 5TA实际变比nL选nL(且)nL.js选nL(且)nL.js选nL(且)nL.jsIe2(A)Ie1 / nLIe1 / nLIe1 / nLTAA变比Ie2 / Ie2.minIe2 / Ie2.minIe2 / Ie2.min选Ie2最小侧为基本侧（该侧不需加装TAA），另外两侧加装自耦变流器TAA本站B的35KV侧Ie2最小，故以35KV侧为基本侧。(2)、确定最小动作电流Idz.min ：躲过正常（负荷）运行时的最大不平衡电流Idz.min=KkIbp.fh.max=(2fi(e)+U+m) Ie1 / nL（fi(e)：额定电流下TA的比值误差；U：调整分接头的相对误差；m：TAA变比不完全吻合产生的相对误差）Ibp.fh.max可实测而得，也可用经验公式：Idz.min=(0.200.50) Ie1 / nL例如取Idz.min=0.20Ie1 / nL(3)、拐点电流Izh.0=(1.01.2)Izh.fh， 例如取Izh.0=1.0 Izh.fh其中Izh.fh：正常（负荷）运行时的制动电流，对三绕组变压器应考虑可能出现的制动作用最小的情况对本站B的纵差保护接线，若2DL断开，正常（负荷）运行时B的中压侧无电流，只有低压侧有制动作用，此时的制动磁势最小：Fzh = Ie1 / nL = wIe1 / (2nL)， 则正常运行时的制动电流Izh.fh = Ie1 / (2nL)拐点电流Izh.0= Ie1 / (2nL)(4)、制动系数Kzh及制动特性斜率m、对双绕组变压器： 外部最大短路时最大不平衡电流Ibp.maxIbp.max =(Ktx Kfzq fi+U +m) Id.w.max / nLKtx：TA的同型系数（不同型取1；同型取0.5）Kfzq：非周期分量影响系数（对BCH型和比例制动型继电器，Kfzq取1）fi：TA的比值误差，取10%（即0.1）U：有载调整分接头的相对误差，取总调压范围的一半m：TAA变比不完全吻合产生的相对误差，一般取0.05Id.w.max：外部短路的最大短路电流 此时的动作电流应躲过Ibp.max，即：Idz.max =KkIbp.max （可靠系数Kk取1.3） 此时的制动电流Izh = Id.w.max / nL 制动系数Kzh= Idz.max / Izh 制动特性曲线过(Izh , Idz.max)点、对三绕组变压器： 某侧外部最大短路时最大不平衡电流Ibp.maxIbp.max=Ktx Kfzq fi Id.w.max+U(H) Id.w.(H).max+U(M) Id.w.(M).max+m(I) Id.w.(I).max+m(II) Id.w.(II).max / nLId.w.max：靠短路点侧的短路电流Id.w.(H).max，Id.w.(M).max：流过高、中压侧（调压侧）的短路电流Id.w.(I).max，Id.w.(II).max：流过非靠近短路点的另外两侧I，II侧的短路电流 动作电流应躲过Ibp.max，即：Idz.max =KkIbp.max （可靠系数Kk取1.3） 求出此时的制动电流Izh （与制动回路接线方式有关） 此时的制动系数Kzh= Idz.max / Izh分别计算高、中、低压三侧外部短路后分别得到三点：(Izh(H) , Idz.max(H)，(Izh(M) , Idz.max(M)，(Izh(L) , Idz.max(L) 制动特性曲线过其中一点(Izh , Idz.max)，并位于另外两点的上方对本站三绕组变压器B：（只有高压侧有载调压，调压范围：7.5%）*高压侧d7点短路：Ibp.max=Ktx Kfzq fi Id7.(H).max+U(H) Id7.(H).max+m(L) Id7.(L).max / nL（Ue.jb：基本侧电压等级的平均电压）Idz.max(H) =KkIbp.max制动磁势为：Fzh = Id7.(L).max/ nL制动电流Izh(H) = Id7.(L).max/ (2nL)Kzh= Idz.max(H) / Izh(H) 得到点：(Izh(H) , Idz.max(H)*中压侧d5点短路：Ibp.max=Ktx Kfzq fi Id5.(M).max+U(H) Id5.(H).max+m(H) Id5.(H).max+m(L) Id5.(L).max / nLIdz.max(M) =KkIbp.max制动磁势为：Fzh = Id5.(L).max / nL+Id5.(M).max / nL制动电流Izh(M) = (Id5.(L).max+ Id5.(M).max) / (2nL)Kzh= Idz.max(M) / Izh(M) 得到点：(Izh(M) , Idz.max(M)*低压侧d6点短路：Ibp.max=Ktx Kfzq fi Id6.(L).max+U(H) Id6.(H).max+m(H) Id6.(H).max / nLIdz.max(L) =KkIbp.max制动磁势为：Fzh = Id6.(L).max/ nL制动电流Izh(L) = Id6.(L).max/ (2nL)Kzh= Idz.max(L) / Izh(L) 得到点：(Izh(L) , Idz.max(L)制动特性曲线过三点中的一点(Izh , Idz.max)，并位于另外两点的上方该制动特性曲线的斜率为：m=(5)、内部短路的Klm校验*高压侧内部短路：考虑高压侧断路器3DL断开时（此时内部短路电流最小）差动回路中电流Icd= Id7.min(L) / nL 制动磁势Fzh = Id7.min(L) / nL，制动电流Izh = Id7.min(L) / (2nL)此时Idz = Idz.mimm ( IzhIzh.0)Klm = Icd / Idz （要求2.0）*中压侧内部短路：考虑高压侧断路器3DL断开时（此时内部短路电流最小）差动回路中电流Icd= Id5.min(L) / nL 制动磁势Fzh = Id5.min(L) / nL，制动电流Izh = Id5.min(L) / (2nL)此时Idz = Idz.mimm ( IzhIzh.0)Klm = Icd / Idz （要求2.0）*低压侧内部短路：考虑高压侧断路器3DL断开时（此时内部短路电流最小）差动回路中电流Icd= Id6.min(L) / nL 制动磁势Fzh = Id6.min(L) / nL，制动电流Izh = Id6.min(L) / (2nL)此时Idz = Idz.mimm ( IzhIzh.0)Klm = Icd / Idz （要求2.0）(6)、差动速断的整定：躲过励磁涌流及外部短路的最大不平衡电流原则：Idz.sd = KkIly.max经验公式：Idz.sd =(810) Ie.B1三、复合电压启动的过流保护整定计算（用4s的短路电流计算）1、 装设原则：(1)、对双绕组升压变：电流元件装于低压侧TA上，电压元件装于低压侧母线TV上。若电压元件灵敏度不够，可增设一个装于高压侧母线TV上的电压元件。保护以短时限动作于高压母联DL（或桥联DL），以长时限动作于B的各侧DL。(2)、对三侧有电源的三绕组升压变：三侧均应装过流保护，中压侧过流保护要求装设方向元件，为消除方向元件死区，方向元件的电压应取自低压侧母线TV，高、中压侧保护动作于本侧DL，低压侧过流保护动作于各侧DL。（当高、低压侧保护不能满足选择性要求时，也应装设方向元件）(3)、对中压侧无电源的三绕组升压变（如本站B）：过流保护装于低压侧及中压侧，当高压侧短路而电压元件灵敏度不够时，可增设一个装于高压侧母线TV上的电压元件。低压侧过流保护带两段时限，短时限动作于B未装保护侧（高压侧）的DL，长时限动作于B各侧DL。2、 整定计算及校验(1)、低压侧过流整定：电流元件：Idz.b = Ie1 , Idz.j = Idz.b / nL电压元件：*低电压元件：Udz.b =0.7Ue1 Udz.j = Udz.b / nY *负序电压元件：躲过正常运行时的Ubp.2.max经验公式：Udz.b.2 =0.06Ue1 Udz.j.2 = Udz.b.2 / nY 校验：电流元件：近后备： Klm.d5 = KjxI(2) d5.(L).min / Idz.b （若1.3，则满足要求）Klm.d7 = KjxI(2) d7.(L).min / Idz.b （若1.3，则满足要求）Kjx:变压器接线系数远后备： Klm.d8 = KjxI(2) d8.(L).min / Idz.b （若1.2，则满足要求）低电压元件：（按最大运行方式下保护范围末端三相短路时，保护安装处的最大相间残余电压来校验）Klm.d5 = Udz.b / ( Ucy.d5) （要求1.3，若不满足要求在中压侧增设一套）Klm.d7 = Udz.b / ( Ucy.d7) （要求1.3，若不满足要求在高压侧增设一套）Klm.d8 = Udz