整定计算第一章.ppt

1、,四、灵敏系数 保护装置反应区内故障的灵敏程度称为灵敏度。用灵敏系数 表示。 灵敏系数指在被保护对象的某一指定点发生故障时，故障量与整定值之比（如过电流保护），或整定值与故障量之比（如低电压保护）。 灵敏系数一般分为主保护灵敏系数和后备保护灵敏系数两种。前者是对被保护对象的全部范围而言；后者则对被保护对象的相邻保护对象的全部范围而言。根据保护范围的概念，保护范围末端的灵敏系数应等于1。 灵敏度校验：过流段（速断）只有保护范围，没有灵敏度，不能保护线路全长。 段灵敏度段最小保护范围/线路全长1.25,过流保护I段保护范围校验,灵敏系数在保证安全性的前提下，一般希望愈大愈好，但在保证可靠动作的基础

2、上规定了下限值做为是否满足要求的衡量标准。不同类型保护的灵敏系数要求不同，在规程中都有规定，见表113。由于电流互感器接线形式的不同以及接入保护的相数不同，反应的灵敏度也不同，规程中也规定了选择校验灵敏度的短路类型及最小短路电流和短路类型，见表114。 对由几个检测元件构成的整套保护装置，因为各个检测元件执行的任务不同，对它们灵敏度的要求也不同，一般应满足：闭锁元件的 起动元件的，起动元件的 测量元件的。 例如方向过电流保护，要求方向元件的 2，电流测量元件 1.31.5。对整套保护装置的灵敏系数，则应以各元件中最小的灵敏系数来代表。,计算灵敏系数的运行方式： 一般应以选择常见的对灵敏度最不利

3、的运行方式为原则。 校验灵敏度应注意以下问题： （1）计算灵敏系数，一般规定以金属性短路为计算条件。 （2）选取最不利的短路类型； （3）保护动作时间较长时，应计及短路电流的衰减； （4）对于有两侧电源的线路保护，应考虑保护相继动作 对灵敏系数的影响，可能会提高或降低灵敏系数； （5）经Y接线变压器之后的不对称短路，各相中短 路电流分布将发生变化。接于不同相别、有电流互 感器的相数不同（两相式或三相式）的保护，其灵 敏度也不相同； （6）在保护动作的全过程中，灵敏系数均需满足规定的 要求。例如，发生故障时保护第一次动作跳闸，重 合闸重合于故障上，或手动试送断路器时又合于故 障上，在单相重合闸过

4、程中，非故障相再故障（故 障转换）等情况下都应满足规定的灵敏系数要求。,五、自起动系数 按负荷电流整定的保护，必须考虑负荷电动机自起动的影 响。当电力系统发生故障时。负荷端电压降低的时间愈长 （即切除故障的时间愈长），电动机的转数下降愈多，自 起动电流也愈大。一般考虑电动机由静止状态起动起来的 极限状态是，自起动电流达到最大值。 自起动电流比负荷电流大许多倍，而且延续时间又长，故 按负荷电流整定的保护整定公式中，需要引入自起动系数。 自起动系数等于自起动电流与额定负荷电流之比，用 表示。 单台电动机在满载全电压下起动， 一般约为 48，综 合负载（包括动力负荷与恒定阻抗负荷）的 约为 1.52

5、.5，纯动力负荷（多台电动机的综合）约为23 。,在实际运行中，某些负荷因其工艺流程要求不允许自起动 , 所以在负荷端电压低到规定值时，便自动切除一部分电 动机，例如低电压释放装置在电压低于保护工作电压 时即自动断开电动机。这样，在电力系统故障过程中已切 除了一部分负荷，使自起动电流减小，必要时可计及这一 因素。选择自起动系数应注意以下几点： （1）动力负荷比重大时，应选用较大的系数； （2）电气距离较远（即经过多级变压或线路较长者）的 动力负荷，应选用较小的系数； ( 3）切除故障时间较长或负荷断电时间较长时，应选用 较大的系数。在实际运行中，某些负荷因其工艺流 程要求不允许自起动状态，所以

6、在负荷端电压低到 规定值时，便自动切除一部分电动机，例如低电压 释放装置在电压低于保护工作电压时即自动断开电 动机。这样，在电力系统故障过程中已切除了一部 分负荷，使自起动电流减小，必要时可计及这一因 素。,六、非周期分量系数,短路的暂态过程中电流含有非周期分量，其特征是偏于时 间轴一侧，并随时间的延长而衰减。非周期分量对保护的 正确工作有很大影响，反应在电流数值上增大了有效值， 使电流互感器产生饱和，增大了差动保护的差电流以及使 某些保护产生测量误差等。为消除它的影响，除在保护装 置原理中采取滤波措施加以消除外，在整定计算中还需采 取加大定值的措施来躲开，亦即在整定公式中引入非周期 分量系数

7、。 非周期分量系数等于含有非周期分量的全电流有效值与周 期分量电流有效值之比， 用表示。 对具有躲非周期分量能力的差动保护，例如BCH型差动 继电器，取 =1.3；对没有躲非周期分量能力的保护， 例如DL型电流继电器，取 =1.52。 对于电流速断保护，其非周期分量系数一般在可靠系数中加以考虑,第六节 继电保护整定配合的基本原则,(1) 电力系统中继电保护是按断路器配置的，因此继电保护必须 按断路器分级进行整定。继电保护的分级是按保护的正方向（同 一方向）来划分的，要求按保护的正方向各相邻的上、下级保护 之间实现配合以保证选择性。同时要校验在最不利运行方式下的 灵敏度。这是继电保护整定计算的总

8、原则。 (2) 在继电保护整定计算时，应按该保护在系统运行全过程中均能正确工作来设定整定计算的条件。举例来说，对于相电流过流 保护，其任务是切除短路故障，但它在电力系统运行中将会遇到 各种运行状态（如短路、振荡、负荷自启动、重合闸等）除了在 其保护范围内短路时应该动作外，在其他任何情况下它都不应动 作（特殊预定情况例外，如作为振荡解裂或重合闸前加速之用 等）。因此，在进行相间过流保护整定计算时，就必须考虑并满 足可能遇到的各种运行状态。 当保护装置已经具有防止某种运行状态下误动作的功能时，则整 定计算就不再考虑该运行状态作为整定条件。,整定计算时应考虑的运行状态有： （l）短路（三相短路、两相

9、短路、单相接地、两相接地 短路）及复故障； （2）断线及非全相运行； （3）振荡； （4）负荷电动机自起动； （5）变压器励磁涌流； （6）发电机失磁、进相运行； （7）重合闸及手动合闸，备用电源（设备）自动投入； （8）不对称、不平衡负荷； （9）保护的正、反方向短路。,继电保护的整定计算方法按保护构成原理分为两种。 第一种是以差动为基本原理的保护，包括发电机、变压器、 母线等差动保护，各种纵联方式的线路保护，如高频 和光纤纵联保护。它们在原理上具备了区分内、外 部故障的能力，保护范围固定不变，而且它们的整 定值与相邻保护没有配合关系，具有独立性，整定 计算也比较简单。 第二种是阶段式保护，

10、它们的整定值要求与相邻的上、下 级保护之间有严格的配合关系，而它们的保护范围又 随电力系统运行方式的改变而变化，所以阶段式保护 的整定计算是比较复杂的，整定结果的可选方案也比 较多。,一、各种保护的通用整定方法 （1）根据保护装置的构成原理和电力系统运行特点和对 保护的要求，确定其整定条件及整定公式中的有关 系数； （2）按整定条件初选整定值，按电力系统可能出现的最 小运行方式（对保护灵敏度最严重的方式）校验灵 敏度，其灵敏系数应满足要求，在满足要求之后即 可确定为初步选定的整定值。若不满足要求，就需 重新考虑整定条件和最小运行方式的选择是否恰当。 进一步还应考虑保护装置的配置和选型问题以及整

11、 直到最后确定最合适的整定值。,二、各种差动及纵联原理保护的整定 这种保护（包括差动保护及各种纵联保护，如导引线差动 保护、各种高频保护、微波保护和光纤保护等）的整定计 算可以独立进行。主要是各种启动元件、方向元件的整定，只要满足电力系统运行方式变化的限度就可确定整定值。,三、阶段式保护的整定 （l）相邻上、下级保护之间的配合有三个要点： 第一，在时间上应有配合，即上一级保护的整定动作时间 应比与之相配合的下一级保护的整定时间大一个时 间级差； 第二，在保护范围（或整定值）上有配合，即对同一故障 点而言，上一级保护的灵敏系数应低于下一级保护 的灵敏系数； 第三，上、下级保护的配合一般是按保护正

12、方向进行的， 其方向性一般由保护的方向特性或方向元件来保证。 对于电流保护，为了提高其保护的可靠性，对其中 的某一段保护如果它的整定值已能与反方向相应保 护段配合时，应该取消方向元件对该段保护的控制。,（2）多段保护的整定应按保护段分段进行。 第一段（一般指无时限保护段）保护通常按保护范围不伸 出被保护对象的全部范围整定。其余的各段均应按上、下 级保护的对应段进行整定配合。所谓对应段是指上一级保 护的段与下一级保护的段相配合。依此类推到其他保 护段。当这样整定的结果不能满足灵敏度的要求时，可不 按对应段整定配合，即上一级保护的段与下一级保护的 段配合，或与段配合。同理，其余各段保护亦按此方 法

13、进行，直至各段保护均能满足选择性和速动性为止。,多段式保护的最后一段，还可以采用各级保护最后一段之 间相配合的方法。这种方法的优点是提高了保护的远后备 性能，作为切除故障的最后手段。缺点则是整定时间过长， 甚至达到不可接受的程度。特别是在环网中还有循环配合 无终止的弊病，以致无法取得整定结果。实际上，为了取 得较好的整定方案，以上几种整定配合方法总是交错使用 的，经过分析比较后才能最后确定最优的整定值。所以， 这也是多段式保护整定比较复杂的原因之一。,（3）一个保护与相邻的几个下一级保护整定配合或一种 保护需按满足几个条件进行整定时，均应分别进行整定取 得几个整定值，然后在几个整定值中选取最严

14、重者作为选 定的整定值。具体来说，对反映故障量增大而动作的保护， 应选取其中的最大值；对反映故障量减小而动作的保护， 应选取其中的最小值。保护的动作时间则总是选取各条件 中最长的时间为整定值。,（4）多段式保护的整定，应以改善提高主保护性能为主， 兼顾后备性。当主保护段保护效果比较好时，可以尽量提 高后备保护的作用。 （5）整个电网中阶段式保护的整定方法。首先，对电网 中所有线路的第一段保护进行整定计算，然后，再依次进 行所有线路的第二段保护整定计算，直至全网各段保护全 部整定完毕。,（6）具有相同功能的保护之间进行配合整定。例如相间 保护与相间保护进行配合，接地保护与接地保护进行配合。 在特

15、殊情况下，若不同功能的保护同时反应了一种故障， 这种情况应防止无选择性的越级动作。举例来说，在线 不平衡电流过大而误动作，此时可通过提高该段保护的整定值来加以防止。 （7）判定电流保护是否使用方向元件的方法。 1）在一条线路的两侧，取具有相同整定时间的保护段， 比较其动作电流。对于动作电流小者，应使用方向元件， 动作电流大者，不使用方向元件； 2）一条线路所在母线两侧的保护，若没有相同的整定时 间段时，则改为与线路对侧中比本侧低一个时间级差（没 有低一个时间级差的可选取低两个时间级差的，余类推） 的保护段相比，两者中动作电流小者使用方向元件，动作 电流大者可不用方向元件。,四、反时限电流保护的

16、整定特点 反时限电流保护的动作时间与其工作电流的倍数K值有关， 两者呈反时限曲线关系。K值等于流入继电器的电流与整定的动作电流之比 （1-14） 式中 流入继电器的电流； 继电器的动作电流。 反时限保护的整定值，除了应给出动作电流和时间之外，还必须给出在指定点配合的K值下的动作时间，也即在指定点实现时间配合的时间，这是与定时限保护不同的。,（一）反时限保护与反时限保护的配合整定 在图1-3（a）中，当断路器1DL与2DL均装有反时限电流 保护时，以整定1DL的保护1为例，整定方法如下。 （l）保护1按有关整定条件进行整定，选定动作电流 （2）计算出在保护2出口短路时的短路电流 ； (3) 求出

17、保护1和保护2的电流倍数 （4）根据保护 2的反时限特性，查得保护2出口短路即在 电流倍数 下的动作时间 ，则在此点短路时保 护 1的 动作时间在 电流倍数下应为 保护时间配合特性曲线如图l-3（d）所示。 的配合点在 保护2的出口处。,（二）定时限保护与反时限保护配合整定 在图1-3（a）中，当断路器IDL装定时限保护，而2DL装反时限保护时，以整定保护1为例，整定方法如下。 （1）保护1按有关整定条件进行整定，选定动作电流 （2）按保护1保护范围末端短路求取 ，也就是 （3）求出保护2的电流倍数 ，即 （4）根据保护2的反时限特性，查得在 电流倍数下的动作时间 ，则保护1的动作时间为 保护

18、时间配合特性曲线如图1-3（c）所示。 的配合点在保护1的保护范围末端。,五、继电保护的二次定值计算 继电保护的整定计算一般是在同一电压等级上以一次值进行的。在整定方案选定后需要换算至二次值（经电流、电压互感器变比换算）。二次值的取值精度应根据仪器、仪表的精度来确定，一般可准确至23位数即可。 由一次定值换算至二次定值，需要引入结线系数，应予注意。 1电流保护 （1-15） 式中 二次动作电流； 一次动作电流； 接线系数。变流器接线为 时， 取 ； 变流器接线为Y时， 取1；变流器接线为两相差接时， 取 ； 电流互感器变比。,2电压保护 二次动作相间电压（线电压）； 一次动作相间电压； 结线系数。继电器接于相间电压时， 取1；接于相电压时， 取 ； 电压互感器变比。,3距离保护 （/相） 二次动作阻抗，/相； 一次动作阻抗，/相； 、 分别为电流、电压互感器的变比； 接线系数。方向阻抗继电器接入相电压、相电流时， 取1；接入相间电压、两相电流差时， 取1；接入相间电压、相电流时， 取1（包括+30和-30两种接线方式）；全阻抗继电器接入相间电压、两相电流差时， 取1；接入相