保护整定计算基本原则

1、第二部分继电保护整定计算基本原则整定计算使用符号说明：依据原电力部部颁规程确定? DL/T 559-94 :220kV500kV电网继电保护装置运行整定规程? DL/T 584-95 :3kV110kV电网继电保护装置运行整定规程概 述?继电保护的基本任务?对继电保护的基本要求?继电保护整定计算的基本原则?电力系统继电保护的基本任务(1) 自动、迅速、有选择性 地切除故障元件, 使故障元件免于继续遭受破坏，电力系统其 余部分保持正常运行；(2) 反应电气元件的不正常运行状态，并根据 运行维护的条件动作于发出信号、减负荷或 延时跳闸(3) 根据实际情况，尽快恢复停电部分的供电?对继电保护的基本要

2、求动作于跳闸的保护，应满足四个基本技术性要求：? 选择性：正确选择故障元件? 速动性：快速反应并切除故障? 灵敏性：灵敏反应故障? 可靠性：可靠不误动/不拒动常称为保护的四性”要求一、选择性保护装置动作时，仅将故障元件从 电力系统中切除，保证无故障部分仍能 继续安全运行。选择性动作说明?保证选择性的技术措施（电流保护为例 ）1. 保护动作定值（Idz1> Idz5> Idz6）2. 保护动作时间（措施1失去作用时，如过电流中： ti> 七5> 七6 ）3. 保护动作方向（措施1，2失去作用时，应用于双 回线或双侧电源线路中，注意保护正方向）二、速动性?快速地切除故障可以

3、提高电力系统并列运行的 稳定性，缩小故障元件的损坏程度?主要用于必须快速切除的故障：(1) 根据维持 系统稳定的要求，必须快速切除 的高压输电线路上发生的故障；(2) 使发电厂或重要用户的母线电压低于允许 值(一般为0 7倍额定电压)的故障；(3) 大容量的发电机、变压器以及电动机内部 发生的故障；(4) 1 10kV线路导线截面过小，为避免过 热不允许延时切除的故障等；(5) 可能危及人身安全、对通讯系统等有强 烈干扰的故障等。?继电保护的动作时间-一般保护为60ms 120ms-快速保护可达10ms 40m s-超高速保护小于10ms (保护出口故障)三、灵敏性?保护对于其保护范围内发生故

4、障或不正常运行状态的反应能力，以灵敏系数表示：反应故障时增大的电最如过电流保护）A 金属性短路计算值"探护整定动作值反应故障时减小的电量如低电压、低阴抗保护）, 保护整定动作值 金属性短路计算值四、可靠性?保护区内故障时不拒动?保护区外故障时不误动?不误动可靠性和不拒动可靠性的措施常 常互相矛盾?电力系统的结构和负荷性质的不同，误 动和拒动的危害程度有所不同 ，应按系 统具体情况采用不同的可靠性措施（1）系统中有充足的旋转备用容 量、输电线路很多，各系统、电 源与负荷之间联系很紧密：?由于保护装置的误动作，使发电机、变压 器或输电线切除而给电力系统造成的影 响可能较小。?发电机、变压

5、器或输电线故障时继电保护 装置拒动，将造成设备的损坏或系统稳定 的破坏?提高继电保护不拒动的可靠性更为重要(2)系统中旋转备用谷量很少，各系统、电源与负荷之间的联系薄弱：?由于保护装置的误动作使发电机、变压 器或输电线切除，将会引起对负荷供电 的中断，甚至造成系统稳定的破坏?当某一保护装置拒动时，其后备保护仍 可以动作而切除故障?提高保护装置不误动的可靠性更为重要(3)可靠性方案?防误动方案两套保护以 与”逻辑起动跳闸。?防拒动方案两套保护以 或”逻辑起动跳闸。?三取二”表决器方案以硬件冗余方式提高可靠性。这种方案中，任 意一套保护拒动或误动，都不会使整套保护装 置拒动或误动。?实际应用的保护

6、装置，特别是目前使用广泛 的微机保护，大都是在同一套保护中采用多 重起动判据 三取二”方式开放保护出口。防柜动方案三取二”表抉器方案继电保护整定计算的基本原则?概述?继电保护运行方式的选择原则?整定系数的分析与应用一、概述?继电保护整定计算的目的-电网运行管理部门：对电网的各种继电保护 装置，按照电力系统参数及运行方式，通过 短路计算，给出各项整定值，使全系统的继 电保护有机协调、正确工作，保障电力系统 安全稳定运行。-电力设计院：对电力系统进行短路计算分析 确定继电保护的配置和选型方案，并确定其 技术规范。?继电保护整定计算的基本任务-对各种继电保护装置给出整定值；对电力系 统中的全部保护装

7、置，编制整定方案。-整定计算范围应按调度范围来确定；厂、网 分开之后，各电厂单独进行整定计算，各级 电网只按本调度部门的调度范围来确定整定 计算范围。?整定计算的具体任务（一）：-绘制调度管辖范围的电力系统图。-绘制调度管辖范围的电力系统阻抗图，包括 正、负、零序网。-建立电力系统设备、机（调相机）、变、线 路、电抗器等参数。-建立电流互感器、电压互感器参数。?整定计算的具体任务（二）：-确定继电保护整定计算需要的电力系统规模 及其运行方式。-电力系统各点及各种短路类型短路计算结果。-建立各种继电保护装置整定计算程序。-按继电保护功能分类，分别绘制电网中每一 电气设备的整定值图。-编定整定方案

8、，包括整定原则，整定结果评 价，存在问题及采取的对策等。、继电保护运行方式的选择原则-整定计算用的运行方式，是在电力系统已确 定运行方式的基础上进行的。-当继电保护及其整定计算结果不适应电力系 统运行方式变化，使得保护失去选择性或不 能保证灵敏度时，需对电力系统运行方式提 出合理的建议，使之不影响继电保护及其整 定计算的效果。-确定运行方式变化的范围，就是确定系统最 大运行方式和最小运行方式。在不影响继电 保护整定计算的保护效果时，可适当加大运 行方式变化范围。?运行方式选择的一般原则如下：-必须考虑检修与短路故障的重叠出现，但 不考虑多种重叠。-不考虑少见的特殊运行方式。如果这种特 殊运行方

9、式恶化了大部分时间的运行效 果，必要时可采取临时措施加以解决。? 发电机、变压器运行方式的选择原则-一个发电厂有两台机组时，考虑一台机组在 检修、另一台机组发生短路故障，对系统而 言该厂为全停方式。当有三台以上机组的发 电厂，一般选择两台容量较大机组同时停运 方式。-厂、站母线上无论接有几台变压器，一般只 考虑一台大容量变压器停运。对于发电机变 压器组，则应服从于发电机投运变化方式。?大电流接地系统的变压器中性点接地的选择原则-厂、站低压侧有电源的自耦变中性点必须接 地，而分级绝缘变压器可直接接地，也可经间 隙接地。中性点全绝缘的变压器可直接接地或 不接地。-变电站中只有一台变压器，一般直接接

10、地。-双母线变电站有三台以上变压器，应保持每母线上有一台变压器中性点直接接地运行。-单电源供电的降压变中性点不接地。?线路运行方式的选择原则-变电站母线上接有多条线路，一般 只考虑一条线路检修，另一线路又 发生短路的事故运行方式。-双回线一般不考虑同时停用。三、整定系数的分析与应用?最大、最小短路电流计算条件的选择-相间电流保护?单电源线路最大短路电流出现在系统最大 运行方式下(对应Zs.min);最小短路电 流出现在系统最小运行方式下(对应Zs.max)。?双电源网络最大短路电流与对端电源的运 行方式无关，可按单电源线路计算；最小 短路电流按本端选取小方式，对端选取大 方式计算。?环状网络，

11、最大短路电流应选开环运行方 式，开环点选在相邻下一级线路上；最小短 路电流选闭环运行方式，同时在本端背后 选用小方式。?故障类型：K(3) /K(2)分别有最大/最小短路电流。-零序电流保护?零序电流的大小，取决于变压器中性点接地数量 的多少和运行方式的大小（提示：不对称故障分 析一一复合序网）。?零序电流的分布取决于变压器中性点接地点的位 置和数量，且按照与零序网络阻抗成反比的关系 分配。?计算最大零序电流要取系统最大运行方式，本端 零序综合阻抗有最小值，对端零序综合阻抗有最 大值。?计算最小零序电流取系统最小运行方式，本端零 序阻抗有最大值，对端零序综合阻抗最小值。?系统运行方式可按上述原

12、则选择。-最大负荷电流的选取方法?按躲负荷电流（阻抗）整定的保护，除了电网运行部 门提供的线路负荷数据外，还应考虑各种运行方式和 事故时运行方式变化出现的最大负荷电流。?备用电源的自投增加的负荷电流。?两回及以上并联运行的线路事故或无故障跳闸，引起 线路负荷突然增加。?环网运行特别是电磁环网因事故跳开某一高压侧电气 设备，引起低压侧线路成倍甚至几倍负荷电流的突然 增加。?对于双电源线路，当一端电源大容量机组突然跳闸， 引起另一端突然增加负荷。二、整定系数的分析与应用?可靠系数-按短路电流整定的无时限保护，应选用较大的 可靠系数。-按与相邻保护定值相配合整定的保护，应选用 较小的可靠系数。-不同

13、原理，不同型号的保护之间配合时，应选 较大的可靠系数。-当在变压器另一侧短路时，应选大于线路末端 整定的可靠系数。-有零序互感的线路，因难以精确计算，应选用 较大的可靠系数。?返回系数-按正常运行条件的电气量来整定的保护定值， 如按最大负荷电流（lfh.max）整定的过电流保护 和按最小运行电压（Uh.min ）整定的低电压保 护，当故障消失后保护不能返回到正常位置将 发生误动作。因此整定公式中引入返回系数。-对于按故障分量（I、厶U、AZ ）整定的保 护，则不考虑返回系数。-过量保护的返回系数 0.85 <Kfh< 1-欠量保护的返回系数 1 < Kfh乞1.25?分支系数

14、-多电源系统中，相邻上、下两级保护间的整定 配合，需要考虑分支系数：Kfz相邻故障线路的短路电流整定保护所在线路的短路电流-有助增（或外汲）电流时，心> 1（或Kfz< 1）-无论进行电流保护或距离保护的整定计算，均应考虑可能的最小分支系数（选择性要求）-注意区分！实际工作分别计算电流、阻抗分支系数（互为倒数）有助增电流的等值电路图有助增电流时分支系数Kfz =I BC/I AB= I BC/I BC(乙/亿 2 )亿 i?化简Zi=Zs1+Zab , Z 2=Zs2,可求得Kz=1+(Zs1+Z aJ/Zs2;?分别计算最大、最小分支系数Kz .min = 1+(Zs1.min

15、+ Z ab )/ Zs2.maxKfz .max = 1+(Zs1.max + Z ab )/ Zs2.min有外汲电流时分支系数Kfz = I bCI AB= I AB （ZiZ 2）/Z 1/I AB =Z2 / （乙+ Z2）?化简：Z1 = <ZBC , Z 2=（1- -f）ZBC + Z BC , 可求得Kfz= 1 :/2（.：:为线路BC勺保护范围）?相间保护的分支系数：?环网线路保护间的分支系数的计算-环形网线路保护的助增系数计算应采用开环方式，将 DL断开，求取保护1与保护2配合时的最小分支系数（S1,2大方式，S3小方式）j-1-rkJrts的曲咐 牴政订悴IH?

16、单线路与环网内线路保护配合时的分支系数-单线路保护1与环网内线路保护2保护配合时，应 按环形网方式下，短路点选在线路 L2末端计算, S1大方式，S2小方式。“ I厂| 一丿单限回境口坏网陀帶脑塔系业的才評HI?环网内线路与环网外单线路配合的分支系数-保护1与保护2的配合时，按环网开环即断开线 路L4的方式下计算。S1,2大方式，S3小方式。/J/ VE £.© s.Ml吗内罐賂写环IM蚪城豁助埔嘉散的计禅?接地保护的分支系数：-辐射线路保护的分支系数与故障点位置无关。-环状电网中的线路的分支系数随着故障点远移而变 小，在计算最小分支系数时，宜选择开环方式。-单回线对双回线

17、路中一回线的分支系数与故障点位置 有关系，当故障点远移时，分支系数逐渐变小，当故 障点移到线路末端时，分支系数达到最小值。-双回线对单回线的分支系数，在双回线路停用一回时 最小；如果双回线之间有零序互感时，还应将停用的 线路两端接地。-环外线路对环内线路的分支系数也与故障点位置有关。 随着故障点远移，分支系数逐渐变小，但具体整定计 算时并不是选一个最小值，而应按实际整定配合点来 求分支系数。?双回线仅在一侧并列运行还存在有零序互感。 一回线对另一回线的分支系数也是随着故障点 位移而变化。用计算公式来求分支系数非常复 杂，一般用图解法来求解。? Dj故障，KfZ=ac/bc; D2故障，Kfz=

18、df/ef ；Py*kf h|?灵敏系数-保护装置反映区内故障的灵敏程度称为灵敏 度，用Kim表示；过量保护是故障量与整定值之 比;欠量保护是整定值与故障量之比。-灵敏系数分为主保护和后备保护灵敏系数两 种，前者指被保护电气设备的全部范围；后者 是指相邻电气设备的全部范围而言。-完善的主保护灵敏系数必须大于 1,且符合整定 计算规程所要求；后备灵敏系数应大于1,受运行方式变化的影响，有时难以满足要求，则主 保护双重化时，远后备灵敏系数顺其自然，达 到多少算多少，但要保证近后备灵敏系数。-计算灵敏度，一般只考虑金属性短路，只在 特殊需要时，才考虑弧光电阻。-选取可能出现的最小运行方式。-选取不利的短路类型。相电流保护选两相短 路，零序电流保护要选取单相接地或两相短 路接地最小者。-对于整套保护装置，由于各元件作用不同， 因而对各元件灵敏度的要求也不同。一般应 满足以下关系：闭锁元件 起动元件 选相元件 测量元件?自起动系数-低压网线路按负荷整定的保护，必须考虑负荷电动机 自起动电流的影响。-实际运行中，装有低电压释放装置自动断开的电动 机，必要时可将自起动系数降低。-选择自起动系数的原则：-动力负荷比重大时，应选用较大的自起动系数。-电气距离远