微机保护流程方法及计算原则.doc

矿区微机综保计算和整定流程方法及计算原则煤矿供电系统中，保护装置的正确整定关系煤矿供电安全，保护整定计算是一项复杂繁琐的工作，要求按照一定的整定原则，以短路电流计算为基础，结合实际情况，对整定值进行计算、比较、筛选，最终选择合适的定值进行整定，尽量满足保护四性。矿区主变电所已经基本为微机保护，主要厂家有南瑞继保、国电南自、许继电气、鲁能积成等。虽然保护硬件档次提高，但微机装置管理及整定计算还有所欠缺。目前矿区保护整定存在以下主要问题：1、短路电流计算：有些没有计算，这样保护整定就没有依据，有些计算原则有误，系统大小方式不清。2、电源进线及6kv出线保护的投退没有统一的原则，三段式保护没有发挥作用，上下级保护定值及时限不合理。3、主变保护没有计算说明，主变微机综保的主流产品基本是三折线差动保护，参数整定有公式套用，各单位往往在整定时以经验数据设置，没有经计算验证灵敏度。高低后备保护整定不合理。4、保护定值单：没有按照实际保护整定填写保护定值单，技术人员往往不知道那些保护投入，那些保护不使用；控制字及保护压板投退没有说明，严格来说，不使用的保护应将定值设最大且将控制字设为0，有硬件压板的要断开。5、缺乏现场运行规程，应结合本单位实际和设备特点，编制现场运行规程，着重说明运行维护注意事项，正常及异常的反映（如音响、灯光信号、信号指示等等）以及装置出现故障时的各种现象，如气味、冒烟和音响、灯光信号、信号指示等等的异常表现，装置出现故障时的注意事项和处理办法，保护装置的管理、投停，压板的位置与投停方法等。一、整定的原则性规定DL/ T584-2007 3110kV电网继电保护装置运行整定规程DL /T684-1999大型发电机变压器继电保护整定计算导则DL 400-91 继电保护和安全自动装置技术规程同型号保护说明书继电保护整定计算应以常见运行方式为依据。所谓常见运行方式，是指正常运行方式和被保护设备相邻近的一回线或一个元件检修的正常检修方式。就多数矿井来说，一条回路运行，一条回路充电备用，35kv母联合，6kv以下分列运行。对暂时运行方式可不考虑。对特殊运行方式，可以按专用的运行规程或依据当时实际情况临时处理。由于目前电网稳定对保护动作快速性的要求越来越高，电力系统对集团公司所属的供电系统继电保护装置时间的限额压得很紧，原则上必须满足电力系统的保护限额要求。因此，时间级差应尽量的压低，必要时在某些地方（如6KV馈线）就要放弃选择性。为提高速动性，降低动作时限，对运行条件可能允许的方式，可减少时间级差。上一级保护与下一级保护所有的相邻保护均需配合，当与几条相邻线路配合整定，而各配合整定不相同时，则应取其整定结果中灵敏度最低、时间最长的组合。当灵敏度、时间两者可能不是同一线路的结果时，即取与某一条线路配合的动作值，又取与另一条线路配合的时间值，作为选用的定值。由各个电气量组成的一套保护，其中各元件的作用不同，灵敏度要求也不同。其中作为主要元件的要求保证选择性和灵敏性，而作为辅助元件的则只要求有足够的灵敏性，并不要求选择性，在整定配合上，要求辅助元件的灵敏度要高于主要元件的灵敏度.二、整定流程及方法：第一步：收集资料第二步：计算阻抗并画出系统阻抗图第三步：计算短路电流第四步：计算继电保护定值第五步：检查校核第六步：编制整定方案说明和运行规程第一步：收集资料1、变电站电气接线图及设备参数电气主接线图:：包括各电压等级的变电所的一次接线图接入系统方式：包括高、低压进线主变压器的额定容量（Mva）、额定电压(kV)、额定电流(A)、短路阻抗(短路电压)所有高低压线路的长度（km）、线型、几何均距(m)所有电抗器、补偿电容器的型号,额定电压(kV)、额定电流(A)电感值（亨）、电容值（法）高压电动机的型号、容量（kW）额定电压(kV)、额定电流(A)及最大起动电流(A)和启动时间（秒）2、各出线负荷包括各出线的最大、最小、正常电流(A)，有功（kW）、无功负荷（Kvar）、功率因数3、系统运行方式包括正常与特殊运行方式，变压器并联与否，馈线有无并联，110、35kV进线是否可能出现并联，35kV各变电站之间有无联系等等4、保护及自动装置配置包括各元件的保护装置的型号、制造厂家、装置说明书5、接入系统阻抗、继电保护配置及对下级保护要求的定值限额包括电源侧母线的最大、最小和特殊运行方式下的三相、两相综合阻抗（）与短路电流(kA)。进线电源侧保护的配置型号、整定值。第二步：计算阻抗并画出系统阻抗图计算原则：由于集团公司的变电所一次电压大多为35kV，一般可以计算出阻抗的有名值，在电压等级变动时再进行折算，如必要可再用标幺值计算。1、双绕组主变压器阻抗XT=UK%*Ue2/Se阻抗值折算为其它侧（低压侧）阻抗值：XT(低压)XT（高压*U12/U222、35kv以上进线阻抗： Z=X2+R2 有色金属导线（钢芯铝绞线为多）x0=0.1445lgD/r+0.0157 欧/千米 Xx0 *L必须要计及电阻值时：r0=/S 欧/千米3、610kV出线阻抗原则上610kV出线阻抗与35kV进线阻抗没有什么不同，但是，6kV的配电线路，可能有很多电缆线路，由于电缆芯间的距离较小，相对而言，电缆线路的电抗值比架空线路要小得多，因而电缆线路必须要考虑电阻，4、610kV配电变压器阻抗：原则上完全可以按主变压器阻抗进行计算，只是配电变压器的UK%一般较主变压器略小而已。同时由于配电变压器高压侧电压低于主变压器，要注意折算至高压侧阻抗时，将会很大。在计算低压侧短路电流时，配电变压器的电抗将起决定性的作用，不能因为是低压变压器而不精确计算。5、画出配电系统阻抗图：可以从主系统枢纽变电所的出线母线开始，系统综合阻抗（最大及最小运行方式下）经过出线阻抗至矿变电所母线，经过矿变电所的主变压器阻抗至低压母线再经过610KV配电出线的阻抗至配电变压器的阻抗或高压电动机的阻抗。第三步：计算短路电流1、选择短路点：一般选择各段母线作为计算短路电流的短路点，然后将系统阻抗简化综合归算到所选择的短路点（最大和最小运行方式下的综合阻抗）.2、运行方式的选择：矿变运行方式应按正常运行方式（一条线路带2台主变运行），加上系统的最大最小方式进行计算。矿变最小运行方式可以选择单台主变运行的情况。第四步：计算继电保护定值1、35KV进线保护：设三段式保护，计算短路点参数在变压器低压侧第一段：电流速断，按照躲过变压器低压侧故障时最大短路电流整定，如果计算中发现与上级区变出线差距较小，可以按照与上级配合的配合系数考虑，但灵敏度要满足要求；第二段：时限电流速断，按照最大短路电流整定可能与上级冲突，可以按对变压器低压侧母线故障时有不小于1.5的灵敏度整定，并与相邻元件的电流速断保护配合，时限：t+t。第三段：定时限过电流保护：按最大负荷电流整定同时躲过最大电机启动，正常按两台变压器70-80%负荷时的最大电流。对于6-10kv线路出线可以参照上述考虑2、主变整定（1）系统定值主要整定变压器的参数：容量、接线组别、变比等，要与实际一致。（2）差动保护定值 多数采用三折线差动原理，对特性曲线中的各个拐点值进行计算，根据装置说明及文件二进行整定，整定内容包括控制字多达30余项，定值单应详细填写。需要整定的主要内容： I cdqd差动电流起动值； I sdzd差动速断定值； K bl比率差动制动系数； Kxb 二次谐波制动系数Ibj CT报警门槛值（3）后备保护定值 （a）复压闭锁负序相电压U2zd；躲过变压器产生的不平衡电压，规程规定为0.060.08Un（b）复压闭锁相间电压低电压U1zd：正常应设为低压侧闭锁，相应控制字投入（c）高压侧复压过流段定值：躲过主变6kV母线出口最大短路电流（d）高压侧复压过流段定值：与低压侧I段配合（e）高压侧复压过流段定值：按躲主变高压侧额定负荷电流整定（f）低压侧复压过流段定值：6kV母线出口两相短路有1.5倍以上灵敏度（g）低压侧复压过流段定值：（h）低压侧复压过流段定值：按躲主变低压侧额定负荷电流整定（i）过负荷定值：按躲过变压器35kV侧额定负荷电流整定，发信号（j）跳闸出口控制字：整定时应跳主变两侧开关3、610KV馈线保护610KV馈线可参考35KV馈线保护架空线路：三段式电缆线路： II、III两段式（限时速断及过流）与上级供电的主变后备保护配合Izd3Ie最大制动电流计算时用3Ie，否则使用计算值。计算最大整定电流与主变高压侧额定电流比值：IdIcdqd0.5IeKblIr103Ie 厂家说明书上比率制动曲线 装置比率制动系数范围为0.30.75，整定为0.36可以。 比率制动差动保护灵敏度校验说明：对两侧变压器来讲，只有高压侧有电源的变压器，变压器低压侧6kV套管处发生两相短路，差动保护灵敏度最低，这时进入差动继电器的差动电流只有主变35kV侧电流，由于有比率制动，其中35kV侧电流的一半还作为制动电流，如果此处的灵敏度能满足要求，那么在变压器差动保护范围内的所有故障灵敏度均能满足要求。变压器低压侧6kV套管处发生两相最小短路电流为：917A这时差动电流：按保护说明书，进入继电器的差动电流为：制动电流：按保护说明书进入继电器的制动电流只有35kV一侧电流：计算此时制动电流与主变高压侧额定电流比值：,在比率制动曲线上对应的斜率为1.0，这时能使继电器动作的最小电流也为458.5A。保护灵敏度：（8）、二次谐波制动系数Kxb0.15按规程为0.150.25，取0.15(9)、CT报警门槛值Ibj0.15Ie按规程规定一般为1020Ie，取0.15Ie，既要保证变压器空载不误动，又要保证变压器短路时可靠动作，可防止不平衡电流造成的误动，又可保证CT断线，取规程允许的最小值0.15 Ie。(12)、冷却器失电时间延时TLKSD100min（单位：分钟，不用，取最大值，并且将控制字退出）2、差动保护控制字整定差动保护控制字整定SWn，控制字为1时表示投入，为0时表示退出。（1）、1*：投差动速断保护CDSD1（投入）（2）、2*：投比率差动保护BLCD1（投入）（3）、3：CTDX闭锁比率差动保护DXBS1（CT断线闭锁比率差动投入）（4）、4*：投冷控失电LKSD=0(不投，说明：只有强油风冷变压器才投，自然风冷变不投)（5）、5*：冷控失电经油温高闭锁YWG=0(不投，原因同冷控失电指原因)（6）、6*：投冷控失电60分出口LKSD60=0(不投，原因同冷控失电指原因)说明：带*表示该控制字有软压板。（三）、主变后备保护定值整定1、主变后备保护定值主变高压侧后备保护CT变比：400/5；主变低压侧后备保护CT变比：800/5。请核实。（1）、复压闭锁负序相电压U2zd：6V取PT二次不平衡电压6V在主变6kV母线短路灵敏度，在大方式6kV母线两相短路时，在主变35kV母线PT二次的负序相电压：（不考虑一、二次折算，直接用PT二次相电压57.7V计算）在主变6kV母线大方式两相短路时灵敏度：（2）、复压闭锁负序相间电压低电压U1zd：85V。取系统运行最小电压，在考虑继电器可靠系数及返回系数，取85V在6kV母线短路灵敏度，在大方式6kV母线三相短路时，在主变35kV母线的线电压：（不考虑一、二次折算，直接用PT二次线电压100V计算）在6kV母线大方式三相短路时灵敏度：说明及要求：主变高压侧后备保护使用35kV母线PT电压时，在主变6kV母线短路，复合电压元件灵敏度不够，必须使用6kV母线PT电压。（否则高压侧后备保护在6kV母线短路时，可能拒作）（3）、高压侧复压过流段定值GI1zd：24.6A（说明：一次值1968A）按躲主变6kV母线出口最大短路电流，在变压器高压侧发生短路故障时动作动作时间：0秒（4）、高压侧复压过流段定值GI2zd：6A（说明：一次值480A）与主变6kV侧复压过流段定值配合，在6kV母线有一定灵敏度，对于这一段保护，规程对灵敏度没有要求。 先整定主变6kV侧复压过流段：按6kV母线出口两相短路有1.5倍以上灵敏度整定，作为6kV母线的保护动作时间：大于6kV出线速断0秒，整定为0.3秒 高压侧复压过流段定值GI2zd：动作时间：大于主变6kV侧过流段的0.3秒，整定为0.6秒。 在主变6kV母线灵敏度：（对高压侧过流段灵敏度没有要求）（5）、高压侧复压过流段定值GI3zd：6A（说明：一次值480A） 定值整定：按躲主变高压侧额定负荷电流整定动作时间：与纵楼变512开关、517开关过流段的1.5秒配合，给朔里矿35kV进行留一个时间级差：t2=t-2t=1.5-20.3=0.9秒 灵敏度检验在6kV母线灵敏度：（6）、高压侧复压过流段延时GT1zd：动作时间：0秒说明：因定值躲过6kV母线，只有在变压器内部故障才能动作，因此动作时间整定为0秒。（7）、高压侧复压过流段延时GT2zd：0.3秒。说明：大于6kV出线速断0秒，整定为0.3秒。（8）、高压侧复压过流段延时GT3zd：0.9秒 说明：与纵楼变512开关、517开关过流段的1.5秒配合，给朔里矿35kV进行留一个时间级差：t2=t-2t=1.5-20.3=0.9秒（9）、低压侧复压过流段定值DI1zd：15.34A（说明：一次值2455A） 按6kV母线出口两相短路有1.5倍以上灵敏度整定，作为6kV母线的保护动作时间：大于6kV出线速断0秒，整定为0.3秒（10）、低压侧复压过流段定值DI2zd：13.81A（说明：该段保护退出，只是放一个值）没有配合需要，该段保护退出，为防止微机保护出错，按微机保护定值阶梯，取0.9倍过流段动作时间：取0.6秒，保护控制字退出。（11）、低压侧复压过流段定值DI3zd：6A（说明：一次值480A） 定值整定：按躲主变低压侧额定负荷电流整定动作时间：为了给6kV出线过流保护留一定动作时间，取与主变高压侧过流段相同0.9秒时间。 灵敏度检验在6kV母线灵敏度：在6kV最长线路末端灵敏度：要求对于1.2倍灵敏度，由于没有6kV最长线路参数，无法检验。（12）、低压侧复压过流段延时DT1zd：动作时间： 0.3秒说明：大于6kV出线速断0秒，整定为秒（13）、低压侧复压过流段延时DT2zd：0.6秒。说明：该段保护不用，为防止微机保护出错，时间定值正常整定，但保护控制字退出。（14）、低压侧复压过流段延时DT3zd：0.9秒说明：动作时间：为了给6kV出线过流保护留一定动作时间，取与主变高压侧过流段相同0.9秒时间。（15）、过负荷定值Igfhdz：1.925A（说明：一次值154A）按躲过变压器35kV侧额定负荷电流整定，发信号。 动作时间：9秒发信号（16）、过负荷时间定值Tgfhdz：9秒(说明：动作9秒发信号)（17）、起动通风电流定值Iqdtfdz：1.09A（说明：一次值87A）按主变高压侧额定电流的66.66整定，对于自然风冷却变压器，当变压器负荷电流小于变压器额定电流的66.66时，变压器冷却依靠自然冷却，当变压器负荷电流大于变压器额定电流的66.66时，由电流起动变压器风扇进行冷却。 时间躲过所有保护动作时间：取9.3秒。（18）、起动通风时间定值Tqdtfdz：9.3秒（说明：时间躲过所有保护动作时间）（19）、过载闭锁调压电流定值Ibstyzd：1.81A（说明：一次值145A）按主变高压侧额定电流的1.1倍整定 动作时间躲过两个档位滑动时间：0.5秒（20）、过载闭锁调压时间定值Tbstyzd：0.5秒（说明：躲过两个档位滑动时间整定0.5秒）（21）、零序过电压告警定值Uogyzd：20V35kV系统为不接地系统，正常时，35kVPT开口三角形电压为0V，当发生单相接地时，35kVPT开口三角形电压为100V，该定值作用为发接地信号之用。按规程一般为1525V，取20V。（22）、零序过电压告警延时Togyzd：5S说明：零序过电压告警主要是当35kV系统发生单相接地时发信号之用，动作时间大于可能的干扰时间，整定为5秒。（23）、备用1跳闸出口时间Tfd11：100S说明：备用1跳闸出口指使用变压器外部其他非电量保护跳主变的第一备用出口，比如：压力释放器，变压器绕组温度计等，这里不用，将时间放最大值。（24）、备用1跳闸出口时间Tfd12：100S说明：备用2跳闸出口指使用变压器外部其他非电量保护跳主变的第二备用出口，比如：压力释放器，变压器绕组温度计等，这里不用，将时间放最大值。（25）、跳闸出口1（CK1）：000000 说明：CK1用于跳变压器低压侧分段开关的后备保护出口跳闸逻辑。为了减少时间级差，便于事故处理，不主张两台变压器低压侧并列运行。建议负荷大时两台变压器同时运行，两台变压器低压侧分裂；负荷小时，一台变压器带所有6kV母线负荷。按以上原则，主变保护动作不跳低压侧分段开关。（26）、跳闸出口2（CK2）：000111说明：CK2用于跳变压器两侧开关的后备保护出口跳闸逻辑。由于朔里矿35kV变压器为降压变，主变高压侧后备保护动作跳开主变两侧开关。（27）、跳闸出口3（CK3）：101111说明：CK3用于跳