繼電保護(hù)整定計(jì)算實(shí)用手冊(cè).doc

繼電保護(hù)整定計(jì)算實(shí)用手冊(cè)目 錄前言1 繼電保護(hù)整定計(jì)算1.1 繼電保護(hù)整定計(jì)算的基本任務(wù)和要求1.1.1 繼電保護(hù)整定計(jì)算的目的1.1.2 繼電保護(hù)整定計(jì)算的基本任務(wù)1.1.3 繼電保護(hù)整定計(jì)算的要求及特點(diǎn)1.2 整定計(jì)算的步驟和方法1.2.1 采用標(biāo)么制計(jì)算時(shí)的參數(shù)換算1.2.2 必須使用實(shí)測(cè)值的參數(shù)1.2.3 三相短路電流計(jì)算實(shí)例1.3 整定系數(shù)的分析與應(yīng)用1.3.1 可靠系數(shù)1.3.2 返回系數(shù)1.3.3 分支系數(shù)1.3.4 靈敏系數(shù)1.3.5 自啟動(dòng)系數(shù)1.3.6 非周期分量系數(shù)1.4 整定配合的基本原則 1.4.1 各種保護(hù)的通用整定方法 1.4.2 階段式保護(hù)的整定 1.4.3 時(shí)間級(jí)差的計(jì)算與選擇 1.4.4 繼電保護(hù)的二次定值計(jì)算 1.5 整定計(jì)算運(yùn)行方式的選擇原則 1.5.1 繼電保護(hù)整定計(jì)算的運(yùn)行方式依據(jù) 1.5.2 發(fā)電機(jī)、變壓器運(yùn)行變化限度的選擇 原則 1.5.3 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中變壓器中性點(diǎn) 1.5.4 線(xiàn)路運(yùn)行變化限度的選擇 1.5.5 流過(guò)保護(hù)的最大、最小短路電流計(jì)算 1.5.6 流過(guò)保護(hù)的最大負(fù)荷電流的選取2 變壓器保護(hù)整定計(jì)算 2.1 變壓器保護(hù)的配置原則 2.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算 2.3 變壓器后備保護(hù)的整定計(jì)算 2.3.1 相間短路的后備保護(hù) 2.3.2 過(guò)負(fù)荷保護(hù)(信號(hào)) 2.4 非電量保護(hù)的整定 2.5 其他保護(hù)3 線(xiàn)路電流、電壓保護(hù)裝置的整定計(jì)算 3.1 電流電壓保護(hù)裝置概述 3.2 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)整定計(jì)算 3.3 瞬時(shí)電流閉鎖電壓速斷保護(hù)整定計(jì)算 3.4 延時(shí)電流速斷保護(hù)整定計(jì)算 3.4.1 與相鄰線(xiàn)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)配合整定 3.4.2 與相鄰線(xiàn)瞬時(shí)電流閉鎖電壓速斷 保護(hù)配合整定 3.4.3 按保證本線(xiàn)路末端故障靈敏度整定 3.5 過(guò)電流保護(hù)整定計(jì)算 3.5.1 按躲開(kāi)本線(xiàn)路最大負(fù)荷電流整定 3.5.2對(duì)于單電源線(xiàn)咱或雙電源有“T”接變壓器的線(xiàn)路 3.5.3 保護(hù)靈敏度計(jì)算 3.5.4 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間整定值 3.6 線(xiàn)路保護(hù)計(jì)算實(shí)例 3.6.1 35kV線(xiàn)路保護(hù)計(jì)算實(shí)例 3.6.2 10kV線(xiàn)路保護(hù)計(jì)算實(shí)例附錄A 架空線(xiàn)路每千米的電抗、電阻值附錄B 三芯電力電纜每千米的電抗、電阻值附錄C 各電壓等級(jí)基準(zhǔn)值表附錄D 常用電纜載流量本文中涉及的常用下腳標(biāo)號(hào)名稱(chēng)符號(hào)名稱(chēng)符號(hào)平均值av可靠rel最大值Max動(dòng)作op最小值Min保護(hù)p基準(zhǔn)值b返回r標(biāo)幺值pu分支br額定值N自起動(dòng)ast靈敏sen啟動(dòng)st接線(xiàn)con繼電保護(hù)整定計(jì)算1.1 繼電保護(hù)整定計(jì)算的基本任務(wù)和要求1.1.1繼電保護(hù)整定計(jì)算的基本任務(wù)和要求繼電保護(hù)裝置屬于二次系統(tǒng)，它是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，它對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行起著極為重要的作用，沒(méi)有繼電保護(hù)的電力系統(tǒng)是不能運(yùn)行的。繼電保護(hù)要達(dá)到及時(shí)切除故障，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的，需要進(jìn)行多方面的工作，包括設(shè)計(jì)、制造、安裝、整定計(jì)算、調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)等，繼電保護(hù)整定計(jì)算是其中極其重要的一項(xiàng)工作。電力生產(chǎn)運(yùn)行和電力工程設(shè)計(jì)工作都離不開(kāi)整定計(jì)算，不同部門(mén)整定計(jì)算的目的是不同的。電力運(yùn)行部門(mén)整定計(jì)算的目的是對(duì)電力系統(tǒng)中已經(jīng)配置安裝好的各種繼電保護(hù)按照具體電力系統(tǒng)參數(shù)和運(yùn)行要求，通過(guò)計(jì)算分析給出所南非的各項(xiàng)整定值，使全系統(tǒng)中的各種繼電保護(hù)有機(jī)協(xié)調(diào)地布置、正確地發(fā)揮作用。電力工程設(shè)計(jì)部門(mén)整定計(jì)算的目的是按照所設(shè)計(jì)的電力系統(tǒng)進(jìn)行分析計(jì)算、選擇和論證繼電保護(hù)裝置的配置和選型的正確性，并最后確定其技術(shù)規(guī)范。同時(shí)，根據(jù)短路計(jì)算結(jié)果選擇一次設(shè)備的規(guī)范。1.1.2 繼電保護(hù)整定計(jì)算的基本任務(wù)繼電保護(hù)整定計(jì)算的基本任務(wù)，就是要對(duì)各種繼電保護(hù)給出整定值；而對(duì)電力系統(tǒng)中的全部繼電保護(hù)來(lái)說(shuō)，則需編制出一個(gè)整定方案。各種繼電保護(hù)適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的能力都是有限的，因而，繼電保護(hù)整定方案也不是一成不變的。對(duì)繼電保護(hù)整定方案的評(píng)價(jià)，是以整體保護(hù)效果的優(yōu)劣來(lái)衡量的，并不著眼于某一套繼電保護(hù)的保護(hù)效果。必須指出，任何一種保護(hù)裝置的性能都是有限的，或者說(shuō)任何一種保護(hù)裝置對(duì)電力系統(tǒng)的適應(yīng)能力都是有限的。當(dāng)電力系統(tǒng)的要求超出該種保護(hù)裝置所能承擔(dān)的最大變化限度時(shí)，該保護(hù)裝置便不能完成保護(hù)任務(wù)。（一） 繼電保護(hù)整定計(jì)算的具體任務(wù)和步驟（1） 繪制電力系統(tǒng)一次接線(xiàn)圖。（2） 根據(jù)一次接線(xiàn)圖繪制系統(tǒng)阻抗圖，包括正序、負(fù)序、零序網(wǎng)。（3） 建立電力系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)表：包括一次設(shè)備的基礎(chǔ)參數(shù)，二次設(shè)備的規(guī)范及保護(hù)配置情況。（4） 建立電流互感器（TA）、電壓互感器（TV）參數(shù)表，根據(jù)變壓器的容量和線(xiàn)路的負(fù)荷情況確定TA變比。（5） 確定繼電保護(hù)整定需要滿(mǎn)足的電力系統(tǒng)規(guī)模及運(yùn)行方式變化限度，各級(jí)母線(xiàn)的綜合阻抗（最大、最小方式）。（6） 電力系統(tǒng)各點(diǎn)的短路計(jì)算結(jié)果。（7） 根據(jù)整定原則，選取保護(hù)裝置整定值。（8） 建立各種繼電保護(hù)整定計(jì)算表。（9） 按保護(hù)功能分類(lèi)，分別繪制出整定值圖。（10） 編寫(xiě)整定方案報(bào)告書(shū)，著重說(shuō)明整定的原則問(wèn)題、整定結(jié)果評(píng)價(jià)、存在問(wèn)題及采取的對(duì)策。（二） 整定方案說(shuō)明書(shū)一般包括以下內(nèi)容：（1） 方案編制時(shí)間、電力系統(tǒng)概況。（2） 電系統(tǒng)運(yùn)行方式選擇原則及變化限度。（3）主要的、特殊的整定原則。（4）方案存在的問(wèn)題及對(duì)策。（5） 繼電保護(hù)的運(yùn)行規(guī)定，如保護(hù)的停、投、改變定值、改變使用要求以及對(duì)運(yùn)行方式的限制要求等。（6） 方案的評(píng)價(jià)及改進(jìn)方向。1.1.3 繼電保護(hù)整定計(jì)算的要求及特點(diǎn)根據(jù)繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)的任務(wù)，繼電保護(hù)裝置必須滿(mǎn)足以下4個(gè)基本要求，即選擇性、快速性、靈敏性、可靠性。（1） 選擇性。電力系統(tǒng)中某一部分發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)的作用只能斷開(kāi)有故障的部分，保留無(wú)故障部分繼續(xù)運(yùn)行，這就是選擇性。實(shí)現(xiàn)選擇性必須滿(mǎn)足兩個(gè)條件：一是相鄰的上一級(jí)在時(shí)限上有配合；二是相鄰的上下級(jí)保護(hù)在保護(hù)范圍上有配合。（2） 靈敏性。在保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生的故障，保護(hù)瓜的靈敏程度叫靈敏性，習(xí)慣上叫做作靈敏度。靈敏度用靈敏系數(shù)來(lái)衡量，用Ksen表示。靈敏系數(shù)在保證安全性的前提下，一般希望越大越好，但在保證可靠動(dòng)作的基礎(chǔ)上規(guī)定了下限值作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)。（3） 速動(dòng)性。短路故障引起電流的增大，電壓的降低，保護(hù)裝置快速地?cái)嚅_(kāi)故障，有利于減輕設(shè)備的損壞程度，盡快恢復(fù)正常供電，提高發(fā)電機(jī)，并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。（4） 可靠性。繼電保護(hù)的可靠性主要由配置結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量?jī)?yōu)良和技術(shù)性能滿(mǎn)足運(yùn)行要求的保護(hù)裝置及符合有關(guān)規(guī)程要求的運(yùn)行維護(hù)和管理來(lái)保證。為保證保護(hù)的可靠性，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）保護(hù)裝置的邏輯環(huán)節(jié)要盡可能少。2）裝置回路接線(xiàn)要簡(jiǎn)單，輔助元件要少，串聯(lián)觸點(diǎn)要少。3）運(yùn)行中的操作變動(dòng)要少，改變定值要少。4）原理設(shè)計(jì)合理。5）安裝質(zhì)量符合要求。6）調(diào)試正確、加強(qiáng)定期檢驗(yàn)。7）加強(qiáng)運(yùn)行管理。要達(dá)到繼電保護(hù)“四性”的要求，不是由一套保護(hù)完成的。就一套保護(hù)而言，它不能同時(shí)完全具備“四性”的要求。如電流保護(hù)簡(jiǎn)單可靠，具備了可靠性、選擇性，但速動(dòng)性較差；高頻保護(hù)具備了速動(dòng)性、靈敏性、選擇性，但裝置復(fù)雜，相對(duì)可靠性就差一些。因此，要實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)“四性”的要求，必須由一個(gè)保護(hù)系統(tǒng)去完成，這就是保護(hù)系統(tǒng)概念。對(duì)繼電保護(hù)的技術(shù)要求，“四性”的統(tǒng)一要全面考慮。由于電網(wǎng)運(yùn)行方式、裝置性能等原因，不能兼顧“四性”時(shí)，應(yīng)合理取舍，執(zhí)行以下原則：（1） 地區(qū)電網(wǎng)服從主系統(tǒng)電網(wǎng)。（2） 下一級(jí)電網(wǎng)服從上一級(jí)電網(wǎng)。（3） 局部問(wèn)題自行消化。（4）盡可能照顧地區(qū)電網(wǎng)和下一級(jí)電網(wǎng)的需要。（5）保證重要用戶(hù)的供電。1.2 整定計(jì)算的步驟和方法1.2.1 采用標(biāo)么制計(jì)算時(shí)的參數(shù)換算采用標(biāo)么制計(jì)算時(shí)，通常先將給定的發(fā)電機(jī)、變壓器、線(xiàn)路等元件的原始參數(shù)，按一定基準(zhǔn)條件（即基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓）進(jìn)行換算，換算為同一基準(zhǔn)條件下的標(biāo)么值，然后才能進(jìn)行計(jì)算。標(biāo)么值=實(shí)際有名值/基準(zhǔn)值標(biāo)么制計(jì)算中，基準(zhǔn)條件一般選基準(zhǔn)容量Sb=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ub=Uav（Uav為電網(wǎng)線(xiàn)電壓平均值）。當(dāng)Sb、Ub確定后，對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電流為基準(zhǔn)阻抗為Error! No bookmark name given. 。當(dāng)Sb=100MVA時(shí)，Ub、Ib、Zb值如表1-1所示。表1-1 基準(zhǔn)電壓、電流、阻抗對(duì)應(yīng)表Ub（kV）0.46.310.537115230Ib（kA）1449.165.51.560.5020.251Zb（）0.0160.3971.102513.69132.25529(1)發(fā)電機(jī)等旋電機(jī) 的換算，即式中基準(zhǔn)條件下的電抗標(biāo)么值； 額定容量條件下的次暫態(tài)電抗標(biāo)么值；Sb、SN基準(zhǔn)容量、額定容是，MVA。（2）變壓器短路電壓Uk%的換算，即1）雙繞組變壓器式中Uk%短路電壓，其他符號(hào)含義同前。2）三繞組變壓器（3）線(xiàn)路阻抗換算（線(xiàn)路阻抗一般用有名值表示，Z=RjX，當(dāng)RX中可取Z= jX）式中 基準(zhǔn)條件下的阻抗標(biāo)么值；Z、X線(xiàn)路阻抗、電抗有名值，。其他符號(hào)同前。（4）電抗器百分電抗的換算，即式中X*b基準(zhǔn)條件下的電抗標(biāo)么值；X*N%電抗器額定電流、額定電壓下的阻抗標(biāo)么值百分?jǐn)?shù)；IN電抗器額定電流，kA；UN額定電壓，kA；Sb、Ub基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓。1.2.2 必須使用實(shí)測(cè)值的參數(shù)(1) 三相三柱式變壓器的零序阻抗.(2) 66kV及以上架空線(xiàn)路和電纜線(xiàn)路的阻抗.(3) 平行線(xiàn)間的零序互感阻抗。(4) 雙回線(xiàn)的同名相間的零序的差電流系數(shù)。(5) 其他對(duì)斷電保護(hù)影響較大的有關(guān)參數(shù)。1.2.3三相短路電流計(jì)算實(shí)例【例1-1】如某發(fā)電廠兩臺(tái)容量為6000kW的汽輪發(fā)電機(jī)，電壓為10kV，cos=0.8，次暫態(tài)電抗Xd =0.135 6。一臺(tái)容量為400 00 kVA升壓變壓器,額定電壓為(38.522.5%)kV，聯(lián)結(jié)組別為YNd11，阻抗電壓10.3%。經(jīng)35 kV線(xiàn)路，在某110 kV變電站35 kV母線(xiàn)并肉，線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)為L(zhǎng)GJ-240，長(zhǎng)度為3km。系統(tǒng)至該Xmax=4.327。試計(jì)算k1點(diǎn)三相短路流經(jīng)35kV線(xiàn)路、升壓變壓器的最大短路電流。解：如圖1-3所示為系統(tǒng)一次接線(xiàn)圖。（1） 參數(shù)換算及繪制阻抗圖。選取基準(zhǔn)容量Sb=100MVA,基準(zhǔn)電壓Ub=37kV,換算各元件在基準(zhǔn)條件下的標(biāo)么值。1）發(fā)電機(jī)G1、G22）變壓器3）線(xiàn)路經(jīng)查L(zhǎng)GJ-240導(dǎo)線(xiàn)每千米R(shí)=0.13、X=0.358將上述各元件標(biāo)么阻抗按線(xiàn)圖，繪出標(biāo)么阻抗圖，如圖1-4所示。圖1-4 標(biāo)么阻抗圖（2）短路電流計(jì)算。K1點(diǎn)三相短路電流經(jīng)升壓器的短路電流為經(jīng)35kV線(xiàn)路的短路電流為1.3整定系數(shù)的分析與應(yīng)用繼電保護(hù)的整定值一般通過(guò)計(jì)算公式計(jì)算得出。為使整定值符合電力系統(tǒng)正常運(yùn)行及故障狀態(tài)下的規(guī)律，達(dá)到正確整定的目的，在計(jì)算公式中需引入各種整定系數(shù)。整定系數(shù)應(yīng)根據(jù)保護(hù)裝置的構(gòu)成原理、檢測(cè)精度、動(dòng)作速度、整定條件以及電力系統(tǒng)運(yùn)行特性等因素來(lái)選擇。1.3.1可靠系數(shù)由于計(jì)算、測(cè)量、調(diào)試及斷電器各項(xiàng)誤差的影響，使保護(hù)的整定值偏離預(yù)定數(shù)值，可能引起誤動(dòng)作。為此，整定計(jì)算公式中需引入可靠系數(shù)用Krel表示，如圖1-5所示。圖1-5系統(tǒng)圖斷路器QF1和QF3裝設(shè)電流保護(hù)時(shí)，其整定配合公式為式中Iop(1)所整定保護(hù)的動(dòng)作電流；Iop(2)所整定保護(hù)的下一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作電流；Krel可靠系數(shù)?？煽肯禂?shù)的取值與各種因素有關(guān):(1)按短路電流整定的無(wú)時(shí)限保護(hù),應(yīng)選用較大的系數(shù)。（2）按與相鄰保護(hù)的整定值配合整定的保護(hù)，應(yīng)選較小的系數(shù)。（3）保護(hù)動(dòng)作速度較快時(shí)，應(yīng)選用較大的系數(shù)。（4）不同原理或不同類(lèi)型的保護(hù)之間整定值配合時(shí)，應(yīng)選用較大的系數(shù)。（5）感應(yīng)型反時(shí)限電流、電壓保護(hù)，因惰性較大，應(yīng)選用較大的系數(shù)。如感應(yīng)型反時(shí)限保護(hù)可靠系數(shù)為1.31.5；瞬時(shí)段或速斷電流保護(hù)為1.251.3；與相鄰?fù)?lèi)型過(guò)電流保護(hù)為1.11.2。1.3.2 返回系數(shù)按正常運(yùn)行條件量值整定的保護(hù)，例如按最大負(fù)荷電流整定的過(guò)電流保護(hù)，在受到故障量的作用動(dòng)作時(shí)，當(dāng)故障消失后不能返回到正常位置將發(fā)生誤動(dòng)作。因此，整定公式中引入返回系數(shù)，返回系數(shù)用Kr表示。對(duì)按故障量值和按自啟動(dòng)量值定的保護(hù)，則不考慮返回系數(shù)。返回系數(shù)的定義Kr=，于是可得過(guò)量動(dòng)作的繼電器Kr1，欠量動(dòng)作中的繼電器Kr1，它們的應(yīng)用是不同的。例如過(guò)電流保護(hù)整定公式為式中Krel可靠系數(shù)；Kr 返回系數(shù)；ILmax最大負(fù)荷電流。返回系數(shù)的高低與斷電器類(lèi)型有關(guān)。電磁型繼電器的返回系數(shù)為0.85，晶體管型、集成電路型以及數(shù)字微機(jī)型繼電器（保護(hù)）返回系數(shù)較高，為0.850.95。1.3.3 分支系數(shù)多電源的電力系統(tǒng)中，相鄰上、下兩級(jí)保護(hù)間的整定配合，還受到中間分支電源的影響，將使上一級(jí)保護(hù)范圍縮短或伸長(zhǎng)，整個(gè)公式中要引入分支系數(shù)。分支系數(shù)用Kbr表示。多電源系統(tǒng)接線(xiàn)如圖1-6所示。圖1-6 多電源系統(tǒng)接線(xiàn)圖在K點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，假設(shè)QF1及QF2斷電器的過(guò)流保護(hù)均剛啟動(dòng)，即它們都處在靈敏度相等的狀態(tài)下，則有如下關(guān)系式設(shè)則電流分支系數(shù)是指在相鄰線(xiàn)路短路時(shí)，流過(guò)本線(xiàn)路的短路電流占流過(guò)相鄰線(xiàn)路短路電流的份數(shù)。對(duì)過(guò)電流保護(hù)來(lái)說(shuō)，在整定配合上應(yīng)選取可能出現(xiàn)的最大分支系數(shù)。低電壓保護(hù)的分支系數(shù)與過(guò)電流保護(hù)的分支系數(shù)不同，在整定配合上應(yīng)選取可能出現(xiàn)的最小值。分支系數(shù)的變代范圍隨電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不同而不同，其值一般在02之間。距離保護(hù)的助增系數(shù)等于分支系數(shù)。且增系數(shù)將使距增保護(hù)測(cè)量到的阻抗增大，保護(hù)范圍縮短。在整定配合上應(yīng)選取可能出現(xiàn)的最小助增系數(shù)。當(dāng)KZZ Ires.o (2-2)式中Id差電流；Ires.o拐點(diǎn)電流，即開(kāi)始出現(xiàn)制動(dòng)作用的最小制動(dòng)電流；Iop.o差動(dòng)元件的啟動(dòng)電流，也叫最小動(dòng)作電流；S折線(xiàn)的斜率，通常也叫比率制動(dòng)系數(shù)；Ires制動(dòng)電流。二段折線(xiàn)式差動(dòng)元件的動(dòng)作特性曲線(xiàn)見(jiàn)圖2-1。圖2-1二段折線(xiàn)式差動(dòng)元件的動(dòng)作特性曲線(xiàn) (1)差動(dòng)最小動(dòng)作電流按躲過(guò)最大負(fù)荷條件下流人保護(hù)裝置的不平衡電流 (2-3)式中IN變壓器額定電流；nTA電流互感器的變比；Krel可靠系數(shù)，取1.31.5；Ker電流互感器的比誤差(10P型取0.032,5P型和TP型取0.012)；m電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差，初始取0.05；U變壓器調(diào)壓引起誤差，可取調(diào)壓范圍中偏離額定值的最大值(百分?jǐn)?shù))。在實(shí)用計(jì)算中可選取Iop,min=(0.20.5)IN，一般不小于0.3 IN。 (2)起始制動(dòng)電流Ires.o的整定 (2-4)(3)動(dòng)作特性折線(xiàn)斜率S的整定?？v差保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)大于外部短路時(shí)流過(guò)差動(dòng)回路的不平衡電流。變壓器種類(lèi)不同，不平衡電流計(jì)算也有較大差別，下面給出普通雙繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)回路最大不平衡電流Iunbmax計(jì)算公式。對(duì)雙繞組變壓器 Iunb.max= (KapKccKer+U+m)IkmaxnTA (2-5)式中Kcc電流互感器的同型系數(shù)，Kcc=1.0； I k.max外部短路時(shí)最大穿越短路周期分量； K ap非周期分量系數(shù)，兩側(cè)同為T(mén)P級(jí)電流互感器取1.0；兩側(cè)同為P級(jí)電流互感器取1.5-2.0。 Ker、U、nTA的含義同式(2-3)，但Ker=1.0。差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流I op.max=KrelIunbmax (2-6)最大制動(dòng)系數(shù) (2-7)斜率 (2-8) (4)二次諧波制動(dòng)比。在差動(dòng)元件的差電流中，含有基波分量和二次諧波分量，其基波分量大于差動(dòng)元件的動(dòng)作電流，此時(shí)二次諧波分量電流與基波分量電流的百分比，叫做二次諧波制動(dòng)比。二次諧波制動(dòng)比整定值越大，該保護(hù)躲過(guò)勵(lì)磁涌流的能力越弱；反之，保護(hù)躲勵(lì)磁涌流的能力越強(qiáng)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，二次諧波制動(dòng)比可整定為1520。 (5)差動(dòng)速斷。差動(dòng)速斷保護(hù)在較嚴(yán)重的區(qū)內(nèi)故障時(shí)快速跳開(kāi)斷路器，其實(shí)質(zhì)是反映差動(dòng)電流的過(guò)電流繼電器。設(shè)置差動(dòng)速斷元件的主要原因是為防止在較高短路電流水平時(shí)，由于電流互感器飽和而產(chǎn)生大量諧波，使得帶二次諧波制動(dòng)的比率差動(dòng)元件拒動(dòng)。TA斷線(xiàn)不閉鎖差動(dòng)速斷。差動(dòng)速斷整定值按躲區(qū)外故障最大不平衡電流或躲初始勵(lì)磁涌流兩者最大值整定，一般取 或 (2-9)式中 I0p差電流速斷的動(dòng)作電流；IN變壓器的額定電流；K倍數(shù)(視變壓器容量和系統(tǒng)電抗大小，K推薦值如下：6300kVA及以下，712；630031 500kVA，4.57.0；40 000“120 000kVA，3.06.0； 120 000kVA及以上，2.O5.0)，容量越大，系統(tǒng)容量越大，K取值越?。籌unb.max差動(dòng)保護(hù)回路最大不平衡電流。按照正常運(yùn)行方式保護(hù)安裝處兩相短路計(jì)算靈敏系數(shù)K sen.1.2。2.3變壓器后備保護(hù)的整定計(jì)算2.3.1相間短路的后備保護(hù)一、過(guò)電流保護(hù)這是一種最簡(jiǎn)單的后備保護(hù)，主要用于容量不大的單側(cè)電源降壓變壓器。(1)按躲過(guò)變壓器可能的最大負(fù)荷電流整定，即 (2-10)式中K rel取1.11.2；K r取0.850.95，靜態(tài)繼電器可取上限。I L.max的選取按下列條件取最大值：1)不同容量的變壓器并列運(yùn)行，考慮一臺(tái)并列運(yùn)行的最大容量的變壓器被突然切除時(shí)負(fù)荷轉(zhuǎn)移。2)同容量的n臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，在一臺(tái)切除的條件下，變壓器的最大負(fù)荷電流(2)按躲過(guò)負(fù)荷自啟動(dòng)的最大工作電流整定，即式中K rel取1.21.3；K ast對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)取48，純動(dòng)力負(fù)荷取23,.綜合性負(fù)荷取1.52.5。從實(shí)際情況出發(fā)，一般以綜合性負(fù)荷為主，且總有一部分次要電動(dòng)機(jī)在低壓工況下被首先切除，這時(shí)，對(duì)110kV降壓變電站，低壓6l0kV取1.52.5，中壓35Kv取1.52；220kV變電站，經(jīng)驗(yàn)取值1.52。變壓器過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間按與相鄰保護(hù)的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間配合整定：t=t+t。選擇以上最大者為過(guò)流保護(hù)的整定值。靈敏度校驗(yàn)：按變壓器低壓母線(xiàn)故障時(shí)的最小短路電計(jì)算，即 (2-12)式中 I d.min變壓器低壓母線(xiàn)故障最小短路電流，計(jì)算時(shí)尚應(yīng)考慮變壓器的接線(xiàn)、短路故障的類(lèi)型過(guò)電流保護(hù)的接線(xiàn)方式等因素，取最嚴(yán)重情況。二、帶復(fù)合電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖元件由接于相間電壓上的低電壓繼電器接于負(fù)序電壓上的負(fù)序電壓繼電器組成。根據(jù)反措要求，高、中壓側(cè)過(guò)流保護(hù)均應(yīng)經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖，各側(cè)復(fù)合電壓鎖應(yīng)取三側(cè)電壓構(gòu)成“或”門(mén)。 (1)低電壓元件 (2-13)式中Uop系統(tǒng)最低運(yùn)行電壓，取09UN；Kerl可靠系數(shù)，取1.21.25；Kr返回系數(shù)，取1.151.2。靈敏度計(jì)算公式為 (2-14)式中Ucy.max檢驗(yàn)點(diǎn)故障時(shí)，電壓繼電器裝設(shè)母線(xiàn)上的最大殘壓。要求Ksen1.25。 (2)負(fù)序電壓元件按躲過(guò)正常運(yùn)行最大不平衡電壓整定 (2-15)靈敏度校驗(yàn)按后備保護(hù)區(qū)末端不對(duì)稱(chēng)故障最低負(fù)序電壓計(jì)算 (2-16)式中Ucy.2.min變壓器另一側(cè)短路時(shí)保護(hù)反應(yīng)的最低負(fù)序電壓。要求Ksen1.25。 (3)電流元件定值計(jì)算。按變壓器額定電流整定 (2-17)靈敏度校驗(yàn)按變壓器低壓母線(xiàn)故障時(shí)的最小短路電流計(jì)算，即 (2-18)式中Id.min變壓器低壓母線(xiàn)故障最小短路電流，計(jì)算時(shí)尚應(yīng)考慮變壓器的接線(xiàn)、短路故障的類(lèi)型及過(guò)電流保護(hù)的接線(xiàn)方式等因素，取最嚴(yán)重的情況。 要求Kr1.25。 (4)動(dòng)作時(shí)間整定。1)單側(cè)電源變壓器，負(fù)荷側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與同側(cè)出線(xiàn)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間配合，電源側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與負(fù)荷側(cè)后備保護(hù)最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間配合。2)多側(cè)電源變壓器，各側(cè)的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與各側(cè)出線(xiàn)的動(dòng)作時(shí)間相配合；動(dòng)作后跳三側(cè)的保護(hù)段的動(dòng)作時(shí)間與各側(cè)后備保護(hù)的最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間相配合。且在動(dòng)作時(shí)間小的一側(cè)加裝方向元件。2.3.2過(guò)負(fù)荷保護(hù)(信號(hào))裝設(shè)于變壓器一相上的過(guò)負(fù)荷信號(hào)裝置，動(dòng)作后延時(shí)給出信號(hào)。動(dòng)作電流 (2-19)式中Krel可靠系數(shù)，取1.05；Kr返回系數(shù)，取O.85O.95，靜態(tài)繼電器可取上限；In變壓器額定電流(中間分接頭表示值)。過(guò)負(fù)荷信號(hào)裝置之動(dòng)作時(shí)間，應(yīng)比同一設(shè)備之過(guò)電流保護(hù)之最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間大，一般取為910s即可滿(mǎn)足要求2.4非電量保護(hù)的整定(1)瓦斯保護(hù)。1)動(dòng)作于信號(hào)的容積整定：繼電器氣體容積整定要求在250300mI。范圍內(nèi)可靠動(dòng)作。2)動(dòng)作于跳閘的流速整定：繼電器動(dòng)作流速整定值以連接管內(nèi)的流速為準(zhǔn)，可根據(jù)變壓器容量、電壓等級(jí)、冷卻方式、連接管徑等不同參數(shù)按表21中數(shù)值查得；流速整定值的上限和下限可根據(jù)變壓器容量、系統(tǒng)短路容量、變壓器絕緣及質(zhì)量等具體情況決定。表2-l 氣體繼電器動(dòng)作流速整定值參考表變壓器容量(kVA)繼電器型號(hào)連接管內(nèi)徑(mm)冷卻方式動(dòng)作流速整定值(ms)1000及以下QJ-5050自然或風(fēng)冷0.70.810007500QJ-5050自然或風(fēng)冷0.81.0750010 000QJ-8050自然或風(fēng)冷0.70.810 000以上QJ-8050自然或風(fēng)冷0.81.0200 000以下QJ-8050強(qiáng)迫油循環(huán)1.01.2200 000及以上QJ-8050強(qiáng)迫油循環(huán)1.21.2500kV變壓器QJ-8050強(qiáng)迫油循環(huán)1.31.4有載調(diào)壓變壓器(分接開(kāi)關(guān)用)QJ-25251.0注 此表來(lái)源DL/T 540-1994氣體繼電器檢驗(yàn)規(guī)程。 (2)冷卻器全停保護(hù)。強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器冷卻器全停動(dòng)作于跳閘。經(jīng)溫度閉鎖時(shí)上層油溫整定為75，時(shí)間為20min；不經(jīng)溫度閉鎖時(shí)間整定60min。(3)壓力釋放。壓力釋放正常運(yùn)行中投信號(hào)；新投或大修變壓器充電時(shí)投跳閘，充電結(jié)束后投信號(hào)。2.5其它保護(hù)(1)電流越限閉鎖調(diào)壓。閉鎖調(diào)壓定值按過(guò)負(fù)荷電流定值整定，時(shí)間5s。(2)電流越限啟動(dòng)輔助冷卻器。電流值一般整定為變壓器額定電流。線(xiàn)路電流、電壓保護(hù)裝置的整定計(jì)算3.1電流電壓保護(hù)裝置概述電流電壓保護(hù)裝置是反應(yīng)相間短路基本特征，并接于全電流、全電壓的相間短路保護(hù)裝置。整套保護(hù)裝置一般由瞬時(shí)段、定時(shí)段組成，構(gòu)成三段式保護(hù)階梯特性。三段式電流保護(hù)一般用于35kV及以下電壓等級(jí)的單電源出線(xiàn)上，對(duì)于雙電源輻射線(xiàn)可以加裝方向元件組成帶方向的各段保護(hù)。三段式保護(hù)的第、段為主保護(hù)段，第段為后備保護(hù)段。I段一般不帶時(shí)限，一般稱(chēng)瞬時(shí)電流速斷，其動(dòng)作時(shí)間是保護(hù)裝置固有動(dòng)作時(shí)間；段帶較小的延時(shí)，一般稱(chēng)延時(shí)電流速斷；段稱(chēng)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，帶較長(zhǎng)延時(shí)。保護(hù)裝置第段，要求無(wú)時(shí)限動(dòng)作，保護(hù)區(qū)不小于線(xiàn)路全長(zhǎng)的20，第、段靈敏度應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)程規(guī)定。對(duì)于第段除作本線(xiàn)后備外，還應(yīng)作相鄰元件的遠(yuǎn)后備。保護(hù)定值計(jì)算、靈敏度校驗(yàn)及運(yùn)行方式選擇，均采用實(shí)際可能的最大、最小(最不利)方式及一般故障類(lèi)型，不考慮節(jié)假日等特殊方式及雙重的復(fù)雜故障類(lèi)型；對(duì)于發(fā)電廠直饋線(xiàn)或接近電廠的帶較長(zhǎng)時(shí)間的保護(hù)，整定計(jì)算時(shí)要考慮短路電流衰減。對(duì)于無(wú)時(shí)限動(dòng)作或遠(yuǎn)離電廠的保護(hù)，整定計(jì)算時(shí)不考慮短路電流衰減。3.2 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)整定計(jì)算瞬時(shí)電流速斷保護(hù)(簡(jiǎn)稱(chēng)電流速斷)，在不同的線(xiàn)路上有不同的整定原則，敘述如按躲本線(xiàn)路末端母線(xiàn)故障整定。(1)當(dāng)本線(xiàn)路末端有多條出線(xiàn)或多臺(tái)變壓器時(shí)，按躲本線(xiàn)路末端母線(xiàn)故障的最大故障電流整定，以保證相鄰下一級(jí)出線(xiàn)或變壓器故障時(shí)，不致越級(jí)動(dòng)作。其公式計(jì)算為 (3-1)式中 Iop電流速斷一次定值，A；Ib線(xiàn)路所在電壓級(jí)基準(zhǔn)電流，A；Krel可靠系數(shù)(電磁型保護(hù)取Krel=1.21.3，感應(yīng)型保護(hù)取Krel=1.51.6)； Z1.max保護(hù)裝置背后，系統(tǒng)最大方式下正序短路阻抗，以標(biāo)么值表示；Z1本線(xiàn)路正序阻抗，以標(biāo)么值表示。(2)按與變壓器速動(dòng)保護(hù)配合整定。當(dāng)線(xiàn)路無(wú)其他出線(xiàn)，僅有變壓器時(shí)，如果變壓器速動(dòng)保護(hù)(差動(dòng)或電流速斷)有跳閘自保持、線(xiàn)路保護(hù)有自動(dòng)重合閘裝置，則有條件增加該線(xiàn)路保護(hù)的速動(dòng)保護(hù)區(qū)，并按與變壓器速動(dòng)保護(hù)配合整定。這樣整定，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，可由其速動(dòng)保護(hù)自保持跳閘，而線(xiàn)路的電流速斷保護(hù)可能會(huì)出現(xiàn)非選擇性動(dòng)作，但可由自動(dòng)重合閘糾正其非選擇性，恢復(fù)對(duì)正常變壓器的供電。1)當(dāng)線(xiàn)路末端為一臺(tái)變壓器，其主保護(hù)為差動(dòng)保護(hù)時(shí)，按與差動(dòng)保護(hù)配合整定，即 (3-2)式中 Krel 可靠系數(shù)，取Krel=1.31.4；I(3)d.max變壓器中壓或低壓側(cè)最大三相短路電流，換算至線(xiàn)路保護(hù)所在電壓級(jí)。2)當(dāng)線(xiàn)路末端為一臺(tái)變壓器，其主保護(hù)為瞬時(shí)電流速斷時(shí)，按與瞬時(shí)電流速斷配合整定，即 (3-3)式中 Krel可靠系數(shù)，取KK=1.1；Iop被配合變壓器電流速斷保護(hù)定值。(3)按躲背后母線(xiàn)故障整定。對(duì)于雙電源聯(lián)絡(luò)線(xiàn)電流速斷，一般不希望帶方向，以避免出現(xiàn)方向元件電壓死區(qū)，但背后故障不能誤動(dòng)，故需躲開(kāi)背后母線(xiàn)最大故障電流，即 (3-4)式中 Krel可靠系數(shù)，取Krel=1.21.3；Id.max背后母線(xiàn)故障，流經(jīng)保護(hù)的最大短路電流。3.3 瞬時(shí)電流閉鎖電壓速斷保護(hù)整定計(jì)算由分析可知，瞬時(shí)電流速斷保護(hù)裝置有時(shí)保護(hù)性能很差，保護(hù)區(qū)可能為零或很小，以至影響與相鄰線(xiàn)路保護(hù)的配合。此時(shí)，需改用瞬時(shí)電流閉鎖電壓速斷保護(hù)裝置以改善保護(hù)性能。整定計(jì)算原則：按躲本線(xiàn)路末端母線(xiàn)故障整定。當(dāng)本線(xiàn)路末端在多條線(xiàn)路或多臺(tái)變壓器時(shí)，為保證這些設(shè)備故障，線(xiàn)路保護(hù)不致越級(jí)動(dòng)作，應(yīng)按躲開(kāi)本線(xiàn)路末端母線(xiàn)故障整定。對(duì)于瞬時(shí)電流閉鎖電壓速斷保護(hù)中的電流元僻(一般起閉鎖作用)，按保證本線(xiàn)路末端故障有足夠靈敏度整定；對(duì)于電壓元件(控制保護(hù)區(qū)，保證選擇性)，按躲本線(xiàn)路末端母線(xiàn)故障整定。整定公式如下電流元件定值 （3-5）電壓元件定值（3-6）以上二式中 線(xiàn)路末端故障最小兩相短路電流，A；線(xiàn)路末端故障保護(hù)安裝處母線(xiàn)最小殘壓標(biāo)么值，當(dāng)計(jì)算點(diǎn)為近距離短路點(diǎn)時(shí)，尚應(yīng)取衰減后最低殘壓，以防短路電流衰減引起電壓降低而誤動(dòng)；Ksen靈敏系數(shù)，取Ksen=1.5;Krel可靠系數(shù)，取Krel=1.3; ZL.min系統(tǒng)最小方式下，保護(hù)背后電源至保護(hù)安裝處母線(xiàn)短路阻抗，以標(biāo)么值表示；ZL線(xiàn)路標(biāo)么阻抗；Ib保護(hù)所在電壓級(jí)基準(zhǔn)電流，A。電壓元件定值為標(biāo)么值，乘以額定電壓即得有名值(以下同)。3.4 延時(shí)電流速斷保護(hù)整定計(jì)算延時(shí)電流速斷保護(hù)屬第段，應(yīng)保護(hù)全線(xiàn)，并與相鄰下一級(jí)線(xiàn)路(簡(jiǎn)稱(chēng)相鄰線(xiàn))保護(hù)I段(配合有困難時(shí)與段)相配合。對(duì)段按主保護(hù)要求，其靈敏度應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)定。根據(jù)其相鄰線(xiàn)保護(hù)的具體情況，整定計(jì)算原則如下。3.4.1 與相鄰線(xiàn)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)配合整定一、定值計(jì)算當(dāng)相鄰線(xiàn)被配合段保護(hù)區(qū)末端故障時(shí)，該保護(hù)應(yīng)具有選擇性，其定值為 (3-7)式中Krel可靠系數(shù)，Krel=1.11.2：Kbr.max最大分支系數(shù)，Kbr.max= ；Iop。I相鄰線(xiàn)瞬時(shí)電流速斷定值，A。保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為 （3-8）式中tI相鄰線(xiàn)I段保護(hù)整定時(shí)間，對(duì)無(wú)時(shí)限電流速斷tI=0s;t時(shí)間級(jí)差。3.4.2 與相鄰線(xiàn)瞬時(shí)電流閉鎖電壓速斷保護(hù)配合整定延時(shí)電流速斷保護(hù)與相鄰線(xiàn)瞬時(shí)電流閉鎖電壓速斷保護(hù)的電流、電壓元件均應(yīng)配合，以保證最大、最小方式下均有配合。與電流元件定值配合的計(jì)算公式與式(3-7)相同，與電壓元件定值配合計(jì)算 （3-10）式中Krel可靠系數(shù)，取1.11.2；Uop相鄰線(xiàn)電壓元件定值(標(biāo)么值)；ZL1.max、ZL最大方式下S1電源阻抗、線(xiàn)路阻抗(均為標(biāo)么值)。由式(3-7)、式(3-10)計(jì)算結(jié)果中取較大者作為保護(hù)定值。3.4.3 按保證本線(xiàn)路末端故障靈敏度整定 （3-11）式中I(2)d.min本線(xiàn)路末端最小兩相短路電流；Ksen靈敏度，應(yīng)滿(mǎn)足靈敏度表格的規(guī)定；ZL。min、ZL系統(tǒng)最小方式下至保護(hù)安裝處的短路阻抗及線(xiàn)路阻抗(均為標(biāo)么值)。當(dāng)不按式(3-11)取值，而按其他原則選取定值時(shí)，也應(yīng)校驗(yàn)本線(xiàn)路末端故障最小靈敏度，并應(yīng)滿(mǎn)足靈敏度表格的規(guī)定。靈敏度校驗(yàn)公式為 (3-12)式中 Iop最后選取的整定值。3.5 過(guò)電流保護(hù)整定計(jì)算過(guò)電流保護(hù)是階段式保護(hù)的后備段，除對(duì)本線(xiàn)故障有足夠靈敏度外，對(duì)相鄰