继电保护整定计算实用手册

继电保护整定计算实用手册实用手册电保护整定计算的基本任务和要求算的目的定计算的基本任务整定计算的要求及特点算的步骤和方法采用标么制计算时的参数换算的参数短路电流计算实例数的分析与应用的基本原则通用整定方法定值计算整定计算运行方式的选择原则保护整定计算的运行方式依据发电机、变压器运行变化限度的选择算的选取算计算计算算定度整定整定“T”接变压器的线路符号xnpbrN接线继电保护整定计算保护整定计算的基本任务和要求继电保护装置属于二次系统，它是电力系统中的一个重要组成部分，它对电力系统安全稳定运行起着极为重要的作用，没有继电保护的电力系统是不能运行的。继电保护要达到及时切除故障，保证电力系统安全稳定运行的目的，需要进行多方面的工作，包括设计、制造、安装、整定计算、调试、运行维护等，继电保护整定计算是其中极其重计工作都离不开整定计算，不同部门整定计算的目的是不同的。电力运行部门整定计算的目的是对电力系统中已经配置安装好的各种继电保护计算的基本任务。能力都是有限的，因而，继电保护整定整定方案的评价，是以整体保护效果的优劣来衡量护效果。必须指出，任何一种保护装置的性能都是电力系统的适应能力都是有限的。当电力系统的要(一)继电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(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(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。则问题、整定结果评价、存在问(二)整定方案说明书(1)方案编制时间、电力系统概况。(2)电系统运行方式选择原则及变化限度。(4)方案存在的问题及对策。改变定值、改变使用要求以及对运(6)方案的评价及改进方向。(1)选择性。电力系统中某一部分发生故障时，继电保护的作用只能断开有故障择性。实现选择性必须满足两个条件：一(2)灵敏性。在保护装置的保护范围内发生的故障，保护瓜的灵敏程度叫灵敏性，习惯上叫做作灵敏度。灵敏度用灵敏系数来衡量，用K表示。灵敏系数在保证安sen，但在保证可靠动作的基础上规定了下限值作为衡量(3)速动性。短路故障引起电流的增大，电压的降低，保护装置快速地断开故(4)可靠性。继电保护的可靠性主要由配置结构合理，质量优良和技术性能满足程要求的运行维护和管理来保证。为保证保护的可靠1)保护装置的逻辑环节要尽可能少。2)装置回路接线要简单，辅助元件要少，串联触点要少。3)运行中的操作变动要少，改变定值要少。4)原理设计合理。5)安装质量符合要求。灵敏性、选择性，但装置复杂，相对可靠性就差一(1)地区电网服从主系统电网。2)三绕组变压器(2)下一级电网服从上一级电网。(3)局部问题自行消化。(4)尽可能照顾地区电网和下一级电网的需要。(5)保证重要用户的供电。骤和方法采用标么制计算时的参数换算采用标么制计算时，通常先将给定的发电机、变压器、线路等元件的原始参数，按一定基准条件(即基准容量和基准电压)进行换算，换算为同一基准条件下的标么值，标么制计算中，基准条件一般选基准容量S=100MVA，基准电压U=U(U为电网bbavav线电压平均值)。当S、U确定后，对应的基准电流为bbbbbSbbbbSbI=b电压、电流、阻抗对应表337115230Ub(kV)(kA)Zb(Ω)d式中X——基准条件下的电抗标么值；*bdbN(2)变压器短路电压U%的换算，即k1)双绕组变压器Uk 路阻抗换算(线路阻抗一般用有名值表示，Z=R＋jX，当R＜X中可取Z=3(4)电抗器百分电抗的换算，即X*bX阻抗标么值百分数；*NNNbb电抗X″=6。一台容量为40000kVA升压变压器,额定电压为±2×%)kV，联结组别d型号为LGJ-240，长度为3km。系统至该X=。试计算k1点三相短路流经35kV线路、max(1)参数换算及绘制阻抗图。bb1)发电机G1、G22)变压器3)线路(2)短路电流计算。K点三相短路电流1数的分析与应用继电保护的整定值一般通过计算公式计算得出。为使整定值符合电力系统正常运行及故障状态下的规律，达到正确整定的目的，在计算公式中需引入各种整定系数。整定系数应根据保护装置的构成原理、检测精度、动作速度、整定条件以及电力系统运行特可能引起误动作。为此，整定计算公式中需引入可靠系数用K表示，如图1-5所示。relI——所整定保护的下一级保护的动作电流；op(2)K——可靠系数。rel可靠系数的取值与各种因素有关:(2)按与相邻保护的整定值配合整定的保护，应选较小的系数。(3)保护动作速度较快时，应选用较大的系数。(4)不同原理或不同类型的保护之间整定值配合时，应选用较大的系数。(5)感应型反时限电流、电压保护，因惰性较大，应选用较大的系数。如感应型反时限保护可靠系数为~；瞬时段或速断电流保护为~；与相邻同类型过电流保护为~。r返回值返回系数的定义K=，于是可得过量动作的继电器K＜1，欠量动作中的r动作值rrr电路型以及数字微机型继电器(保护)返回系数较高，为~。影响，将使上一级保护范围缩短或伸长，整个公式中要引入分支系数。分支系数用Kr设则对距离保护的影响与K＞1刚好相反，但在配合整定上汲出系数也应选取可能的最小用灵敏系数K表示。灵敏系数是指在被保护对象的某一指定点发生故障时，故障量与灵敏系数两种。前者是被保护对象的大越好，但在保证可靠动作的基础上类型保护的灵敏系数要求不同。由于电流互感器接同，反应的灵敏度也不同。对于各个检测元件构成担任的任务不同，对它们灵敏度的要求也不同，一般应满足：闭锁元件的K＞启动元件的K＞测量元件的K。sensensen和短路类型是至关重要的。选择的恰当与否直接影响对保常见的不利运行方式为原则。短路保护的最小灵敏保护分类保护分类200km以上线路，不小于；50~带方向和不带方~200km线路，不小于；50km以下保护式线路，不小于零序或负序方向元件负序和零增量或启距离保护第三段动作区末端帮动4相电流突变量元障，大于元件件电流和阻抗元件线路末端短路电流应阻抗元件精线路，不小于；50~200km线距离元件平行线路的横联电流和电压启动元件保护按线路中点短路电流元件和电压元件平行线路的横联差动方向保护和保护类型组成元件灵敏系数距离保护保护保护备注~联保护障的测流流件元件件，其中一侧路计算计算线路末端短路计算(短路电流应为阴搞元件精确工作电流倍以上)，可考虑相算护安装处短路电动机自启动状态的影响。当电力系统发生动过程，出现很大的自启动电流。负荷端电压降低自启动电流越大。极限状态是电动机由静止状态启。流与额定负荷电流之比，用K表示。zqd单台电动机在满载全电压下启动时，一般K为4~8，综合负载(包括动力负荷与ast恒定负荷)的K为~，纯动力负荷(多台电动机的综合)的K为2~3。astast过程中产生的非周期分量对保护的正确工作影响很大，一方面使电流的式中引入非周期分量系数K。apapK=~2。ap对电流速断保护，在K系数中考虑非周期分量的影响，不再单独考虑K。relap合的基本原则级上下级保护之间实现配合协调，以达到选择性的目的。这是继电保护整定配合的总原护的通用整定方法就须重新考虑整定条件和最小运行方式的选择是否恰当，再配置和选型问题，然后，经过重新计算直到选出合适的整定的整定时间大一t的灵数。第三，上下级保护的配合一般是按保护正方向进保护段分段进行。第一段(一般指无时限保护段)保护通常按保围整定。其余的各段均按上下级保护的对应段进行整性，其条件之一是保证保护动作有时间级差。时sdlyt——时间继电器的正负误差，对DS型系列时间继电器在±~±；st——被保护断路器跳闸时间，SNl0-10型断路器跳闸时间为~；lt——裕度时间，一般对定时限保护取，对反时限保护取。y变换。式中I——继电器二次动作电流；op．jI——继电器一次动作电流；opK——TA二次接线系数(TA二次接线为三角形时，K=3；TA二次接线为星形conconKconconTA式中Z——继电器二次动作阻抗，Ω／相；op．jZ——继电器一次动作阻抗，Ω／相；opTATVK——接线系数(方向阻抗继电器接人相电压conconK=1；接人相间电压、两相电流时，K=1；全阻抗继电器接入相concon整定计算运行方式的选择原则护整定计算基础，整定计算用的运行方式选择合理与否，不仅影响继电保护的保护效果，也会影响继电保护的配置和选型的正确性，因此要特别重化了绝发电机、变压器运行变化限度的选择原则时另一台发生(2)一个厂、站母线上无论接有几台变压器，一般应考虑其中容量最大的一台停用，因变压器的运行可靠性很高。但对于发电机一变压器组应服从于发电机的投停变化。选择原则止出现不接地措在操作时应临时将变压器中性点接地，操作完毕后再断开，这路电流计算方式的选择双侧电源的网路，一般与对侧电源的运行方变化无关，可按单侧电源的方法选环状网路的线路，流过保护的最大短路电流压选择开环运行方式，开环点应选在相间保护来说，一般情况下，最大短路电流可取三相短路电流，最小短路电流可的综合零序阻抗和综合正序阻击的比值有关。综合零序阻抗小于综，单相接短路电流小于两相接地短路电流；综合零序阻抗大于综合正序阻取运行方式变化日出现的最大负荷电流，一般变压器保护整定计算压器保护的配置原则或流保护)。器差动保护整定计算式动作特性的动作方程dop．oI≥S(I—+dresdI≤resI>resI——制动电流。resI=K(K+U+m)In(2-3)NTANTANTAK——可靠系数，取~；relrU定值的最大值(百分数)。在实用计算中可选取I=~I，一般不小于I。op,minNNrst.0N变压器差动保护回路最大不平衡电流I计算公式。unb．max=(KKK+△U+△m)I／n(2-5)apccerk．maxTAccccK——非周期分量系数，两侧同为TP级电流互感器取；两侧同为P级电流互感器apK、△U、n的含义同式(2-3)，但K=。erTAerI=KIrelunb．maxIK=op.maxresmaxIIIIS=op.maxop.minII动比可整定为15％~20％。流的过电流继电器。设置差动速断元件的主要原因是为防止在较高短路电流水平I=KIopNn或I=KINK量和系统电抗大小，K推荐值如下：①6300kVA及以下，7~12；AK≥。sen.变压器后备保护的整定计算主要用于容量不大的单侧电源降压变压器。relrKKI=KIr式中K——取~；relK——取~，静态继电器可取上限。rK——对单台电动机取4~8，纯动力负荷取2~3,.综合性负荷取~。ast10kV降压变电站，低压6~l0kV取~，中压35Kv取~2；220kV变电站，经验取值~2。IK=式中I——变压器低压母线故障最小短路电流，计算时尚应考虑变压器的接线、短路故障的类型过电流保护的接线方式等因素，取最严重情况。二、带复合电压闭锁的过电流保护复合电压闭锁元件由接于相间电压上的低电压继电器接于负序电压上的负序电压继电器组成。根据反措要求，高、中压侧过流保护均应经复合电压闭锁，各侧复合电压锁应取三侧电压构成“或”门。U=U N.minKKopNK——可靠系数，取~；erlK——返回系数，取~。rUKUK=定op2N灵敏度校验按后备保护区末端不对称故障最低负序电压计算K=cy.2.min要求K≥。KIKI=IopopKNKsen=Id.minI式中——变压器低压母线故障最小短路电流，计算时尚应考虑变压器的接线、短路故障因素，取最严重的情况。r1)单侧电源变压器，负荷侧后备保护动作时间与同侧出线保护动作时间配合，电源侧后备保护动作时间与负荷侧后备保护最长动作时间配合。2)多侧电源变压器，各侧的后备保护动作时间与各侧KIKI=IopopKNK；relK——返回系数，取~，静态继电器可取上限；rI——变压器额定电流(中间分接头表示值)。n器气体容积整定要求在250~300mI。范围内可靠动作。动作流速整定值(动作流速整定值(m／s)~~~~~~~变压器容量(kVA) 1000~75007500~1000010000以上200000以下有载调压变压器连接管内径(mm)继电器型号QJ-50QJ-50QJ-80QJ-80QJ-80QJ-80QJ-80QJ-25冷却方式强迫油循环强迫油循环强迫油循环线路电流、电压保护装置的整定计算装置是反应相间短路基本特征，并接于全电流、全电压的相间短路保护装置。整套保护装置一般由瞬时段、定时段组成，构成三段式保护阶梯特性。三段式V方向元件组成带方向的各段保护。三段式保护的第Ⅰ、Ⅱ段为主保护段，第Ⅲ段为后备间；Ⅱ段带较小的延时，一般称延时电流速断；Ⅲ段称定时限过电流保护，带较长延应满足规程规定。对于第Ⅲ段除作本线后备外，还应作相邻元件的远后备。利)方式及一般故障类型，不考虑节假日等特殊方式及双重的复杂故障类型；对于发电厂直馈线或接近电厂的带较长时间的保护，整定计算时要考虑短路电流衰减。对于无时限动作或远离电厂的保护，整定计算时不考虑短路电流衰减。时电流速断保护(简称电流速断)，在不同的线路上有不同的整定原则，叙述如按(1)当本线路末端有多条出线或多台变压器时，按躲本线路末端母线故障的最大故障电流整定，以保证相邻下一级出线或变压器故障时，不致越级动作。其公式计算为I=KI=Kopreld.maxrelI Z+ opbK——可靠系数(电磁型保护取K=~，感应型保护取K=~；relrelrelZ——本线路正序阻抗，以标么值表示。1护(差动或电流速断)有跳闸自保持、线路保护有线路保护的速动保护区，并按与变压器速动保护配合生故障时，可由其速动保护自保持跳闸，而线路的电作，但可由自动重合闸纠正其非选择性，恢复对正常I=KI(3)oprel式中K——可靠系数，取K=~；relrelI=KI,(3-3)oprelop式中K——可靠系数，取K=；relKI′——被配合变压器电流速断保护定值。I=KI式中K——可靠系数，取K=~；relrel速断保护整定计算时，需改用瞬时电流闭锁电压速断保护装置以改善整定。对于瞬时电流闭锁电压速断保护中的电流证本线路末端故障有足够灵敏度整定；对于电压元件(控(3-5)I(2)3I(3-5)Iop=min(Zb+Z)sensenL.min1UZ(3-6)Uop=minKrem.=K(Z1+Z)relrelL.min1K——灵敏系数，取K=;sensenK——可靠系数，取K=;relrelLb流速断保护整定计算。瞬时电流速断保护配合整定I(I()3Z=2K(Zb+Z)II=KKI式中K——可靠系数，K=~：relrel被配合线路故障电流I——相邻线瞬时电流速断定值，A。op。I(3-8)t=t+t(3-8)IIII(1U)(3-10)opKopKZ+ZrelL1.maxL式中K——可靠系数，取~；relU——相邻线电压元件定值(标么值)；opZ方式下S电源阻抗、线路阻抗(均为标么值)。L1 sensenL.minLK——灵敏度，应满足灵敏度表格的规定；nZ、Z——系统最小方式下至保护安装处的短路阻抗及线路阻抗(均为标么值)。L。minLIK=K式中I——最后选取的整定值。op定计算过电流保护是阶段式保护的后备段，除对本线故障有足够灵敏度外，对相邻线也应有一定远后备灵敏度，保护动作电流应大于本线路最大负荷电流，并在电流定值及动作开本线路最大负荷电流整定中非直馈线为KI=relIopKL.maxrKKI=relastIopKL.maxr式中K——可靠系数，K=~；relrelK——返回系数，电磁型继电器K=；relrK——电动机自启动系数，取K=~；astast一、本线路末端灵敏度KKsen=Id.min路，一般取二、相邻元件故障远后被灵敏度K′sen(1)相邻元件是线路灵敏度为I(2)=3senI 8)式中I(2)——相邻线路末端两相短路，流经本线保护装置中的最小两相短路电流(计算时要考虑对侧电源的最大助增作用)。(2)相邻元件是Yd接线的变压器时的灵敏度1)对于两相两继电器式保护为K,=K,=2)对于两相三继电器式保护为K,=senId式中I(3)——Yd接线变压器另一侧三相短路。流经本线保护装置中的最小三相短路电元件是Yy接线变压器的灵敏度为KIdmin(3-21)senI式中I(2)——Yy接线变压器另一侧两相短路，流经本线保护装置中的最小两相短路电定时限过电流保护动作时间整定值(1)单电源辐射线，一般为后备段与后备段配合，上下差一个。(2)环网线路，按后备段与后备段配合整定时，将产生循环配合，时间无法整定。因此，应在环网中选择一个配合起点，此起点的定时限过电流保护一般与相邻线Ⅱ段配LGJKV(基准容量100MVA)：大方式X=,小方式X=，桂34断路器装设微机线路保护一套(三段式电流保护)，桂*max*min解：(1)短路电流计算。X=、X=max*min1)线路阻抗标么值为2)变压器阻抗标么值为lSU372(2)桂34断路器保护定值整定：由式(3-1)得I=KI=KIb=1.31560=max折算至二次侧为 max1*t整定=3)过电流保护整定：300/5，取最大负荷电流240A)。1s算线路三相式两段(速断、过电流)电流保护定值。其一次系统接线图及阻抗图分别如(1)短