電氣設(shè)備繼電保護(hù)裝置的整定計算原則及方法

1、地面電氣設(shè)備繼電保護(hù)裝置的整定計算原則一、一般規(guī)定 （一）煤礦供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢驗前，必須按本規(guī)程總則的要求制定整定方案。對新裝的繼電保護(hù)裝置，如供電系統(tǒng)和負(fù)荷參量沒有改變，可按設(shè)計計算的方案整定檢驗。當(dāng)供電系統(tǒng)和負(fù)荷參量有較大變動時，應(yīng)按變動后的參量重新計算整定方案，報主管部門審批后執(zhí)行。 （二）整定計算前，應(yīng)根據(jù)所在電力系統(tǒng)提供的各種運行方式的參量，對本系統(tǒng)進(jìn)行一次短路電流計算，并繪制從地面變電所到各計算終端（包括井下終于變電所、采取變電所）的計算系統(tǒng)圖，和等價網(wǎng)絡(luò)通作為方案編制中定值計算和靈敏系數(shù)的依據(jù)。 （三）計算繼電保護(hù)裝置的動作值，應(yīng)依據(jù)使保護(hù)裝置動作達(dá)到有選擇性、快速性、靈敏

2、性和可靠性的四個基本要求為原則，綜合分析全部數(shù)據(jù)合理的確定保護(hù)動作值。1.選擇性：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護(hù)裝置只將故障設(shè)備切除，保證無故障部分繼續(xù)運行，盡量減少停電面積，要求上、下級保護(hù)之間的配合達(dá)到如下要求： 1）時間階梯差： t=t1-t2式中 t1上級保護(hù)動作時限（秒）; t2下級保護(hù)動作時限（秒）。 對定時限繼電器t取0.50.7秒，反時限繼電器t取0.61.0秒。 2）配合系數(shù)：式中：Idz.1下級保護(hù)動作電流（安）； Idz.1下級保護(hù)動作電流（安）； 3）反時限繼電器或定、反時限繼電器的上、下級配合，要通過計算，繪制出實現(xiàn)特征性曲線，在曲線上要求時限和定制均達(dá)到1）、2）項的配合條

3、件。2.快速性：保護(hù)裝置應(yīng)以足夠小的動作時限切除故障。1 / 153.靈敏性：保護(hù)裝置應(yīng)有較高的靈敏度，靈敏度用靈敏系數(shù)表示： 1）對于反映故障時參量增加的保護(hù)裝置：靈敏系數(shù)=保護(hù)區(qū)末端金屬性短路時故障參數(shù)的最小計算值/保護(hù)裝置動作參數(shù)的整定值 2）對于反映故障時參量降低的保護(hù)裝置：靈敏系數(shù)=保護(hù)裝置動作參數(shù)的整定值/保護(hù)區(qū)末端金屬性短路時故障參數(shù)的最大計算值保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)根據(jù)不利的運行方式和故障類型進(jìn)行計算，但對可能性很小的情況可不考慮。各類保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)不宜低于附表31的要求。附表31 保護(hù)裝置最小靈敏系數(shù)保護(hù)分類保護(hù)類型組成元件靈敏系數(shù)備 注主保護(hù)帶方向和不帶方向的電流保護(hù)或電

4、壓保護(hù)電流元件和電壓元件1.5個別情況下，靈敏系數(shù)為1.25零序或負(fù)序方向元件2.0距離保護(hù)任何類型的起動元件1.5線路末端短路電流應(yīng)為阻抗元件精確工作電流的1.5倍以上第二段距離元件1.25平行線路的橫聯(lián)差動方向保護(hù)和電流平衡保護(hù)電流和電壓起動元件2.0/1.5分子表示線路兩側(cè)末端斷開前，其中一側(cè)保護(hù)按線路中點短路計算的靈敏系數(shù)分母表示一側(cè)斷開后，另一側(cè)保護(hù)按對側(cè)短路計算的靈敏系數(shù)零序方向元件4.0/2.5變壓器、線路和電動機的縱聯(lián)差動保護(hù)差電流元件2.0母線的完全電流差動保護(hù)差電流元件2.0母線的不完全電流差動保護(hù)差電流元件1.5變壓器、線路和電動機的電流速斷保護(hù)電流元件2.0按短路安裝處

5、短路計算后備保護(hù)遠(yuǎn)后備保護(hù)電流、電壓和阻抗元件1.2按相鄰保護(hù)區(qū)末端短路計算零序或負(fù)序方向元件1.5近后備保護(hù)電流、電壓和阻抗元件1.25零序或負(fù)序方向元件2.0輔助保護(hù)電流速斷正常運行方式下保護(hù)范圍不應(yīng)小于被保護(hù)線路的15204.可靠性：保護(hù)裝置在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生應(yīng)該動作的故障時，應(yīng)可靠的動作。不應(yīng)該動作時，不應(yīng)該誤動作。計算時綜合各種因素的影響用可靠系數(shù)表示： Kk= Idz.j/ IJS式中 Idz.j繼電器動作電流； IJS計算采用的設(shè)備額定電流、線路最大負(fù)荷電流或短路電流。 一般情況下： 過流保護(hù)：Kk取1.151.25；速斷保護(hù)：DL繼電器Kk取1.21.3，GL繼電器Kk取1.51

6、.6。（四）保護(hù)裝置的動作電流一般采用如下計算公式：式中 Idz.j繼電器動作電流； Kk可靠系數(shù)； KJX接線系數(shù)； Kf繼電器返回系數(shù)； nl電流互感器變比； Ijs計算采用的設(shè)備額定電流、線路最大負(fù)荷電流或短路電流。二、2260千伏線路（一）2260千伏線路保護(hù)裝置的整定計算原則：1.三段過流保護(hù)I段無時限電流速斷：1）按躲過被保護(hù)線路末端最大三相短路電流計算動作值；2）核算保護(hù)范圍。II段帶時限電流速斷；1）按以下條件選取較大者計算動作值；（1）躲過相鄰元件無時限電流速斷；（2）躲過相鄰元件末端的最大三相短路電流。2）時限取0.5秒；3）已被保護(hù)線路末端的最大三相短路電流。III段定時

7、限過流：1）按躲過被保護(hù)線路最大計算負(fù)荷電流計算動作值；2）以被保護(hù)線路末端最小二相短路電流核算靈敏系數(shù)。以遠(yuǎn)后備計算點最小二相短路電流核算遠(yuǎn)后備靈敏系數(shù)；3）按階梯差配合原則，確定整定時限；4）考慮供電導(dǎo)線安全載流量及與上級保護(hù)間的配合。2.方向過電流保護(hù)1)按躲過最大工作電流計算動作值。對環(huán)形供電網(wǎng)路的最大工作電流應(yīng)考慮斷開某些線路而引起本線路突然增加的工作電流；2)與相鄰線路保護(hù)裝置整定值要配合，即沿著同一個方向保護(hù)裝置的動作電流應(yīng)該從離電源最遠(yuǎn)處開始逐級增大；3）保護(hù)裝置的時限按階梯原則配合；4）以保護(hù)線路末端最小兩相短路電流核算靈敏系數(shù)。3.平行線路橫聯(lián)差動方向電流保護(hù)1）按以下三個

8、原則選取較大者計算動作值：（1）躲過外部短路時流過保護(hù)裝置的最大不平衡電流； （2）躲過單回線運行時的最大負(fù)荷電流； （3）躲過當(dāng)相繼切除線路的兩項及單項短路時流經(jīng)保護(hù)處的故障相電流。2）以保護(hù)靈敏度相等點最小兩相短路電流核算兩側(cè)保護(hù)的靈敏系數(shù)。以一側(cè)斷路器斷開，核算另一側(cè)線路末端相繼動作區(qū)兩項最小短路時的靈敏系數(shù)。4.平衡線路的電流平衡保護(hù)按躲過正常負(fù)荷時的最大不平衡電流計算動作值。5.平衡線路的縱聯(lián)差動保護(hù)按躲過外部斷路時的最大不平衡電流計算動作值。6.距離保護(hù)I段瞬時段。按躲過對側(cè)母線計算動作值。II段配合段。按與相鄰線路距離保護(hù)的第一段相配合計算動作值時應(yīng)大于相鄰線路第I段保護(hù)一個時間

9、級差。III段后備段。1）按下列原則之一計算保護(hù)動作值： （1）與相鄰線路第II段配合； （2）躲過最大負(fù)荷； （3）當(dāng)III段為電流起動時，按過流保護(hù)原則。三、310千伏變（配）電所受入及饋出線（一）310千伏變（配）電所受入線過流保護(hù)裝置的整定計算原則：1.按躲過最大負(fù)荷電流計算動作值。礦井變電所當(dāng)有兩回線路供電時，每路均應(yīng)按全礦總負(fù)荷電流計算；2.以保護(hù)最遠(yuǎn)點二相短路電流核算靈敏系數(shù)；3.考慮與上級變電所饋出線保護(hù)間的配合。（二）310千伏變（配）電所饋出線路保護(hù)裝置的整定計算原則：1.速斷保護(hù)1）按躲開線路末端最大三相短路電流計算動作值；2）以保護(hù)安裝處最小二相短路電流校核靈敏系數(shù)；3

10、）考慮與上級保護(hù)的配合；4）校核最小保護(hù)范圍。被保護(hù)線路實際長度應(yīng)大于保護(hù)線路最小允許長度。5）當(dāng)不能滿足配合要求時，允許速斷保護(hù)定值伸入線路末端，可與下級保護(hù)無選擇的動作，以確保動作的可靠性。2.過流保護(hù)1)按躲開最大負(fù)荷電流計算動作值。向井下個水平中央變（配）電所和主排水泵房的供電線路，按其中一回路停止供電時，其余回路能擔(dān)負(fù)全部負(fù)荷電流計算；2)以保護(hù)區(qū)末端最小二相短路電流核算靈敏系數(shù)，以遠(yuǎn)后備計算點最小二相短路電流核算遠(yuǎn)后備靈敏系數(shù)；3）時限按末端相鄰元件保護(hù)動作時限增加一個階梯差；4）考慮供電導(dǎo)線（或電纜）的安全載流量與上下級保護(hù)間的合理配合。3.電流閉鎖電壓速斷保護(hù)1）按躲過線路末端

11、短路計算動作值。通常按某一主要運行方式下使電流元件和電壓元件的保護(hù)范圍相等計算；2）以保護(hù)線路末端短路時，保護(hù)裝置安裝處的最大殘余電壓，核算電壓元件的靈敏系數(shù)，以保護(hù)線路末端最小兩相短路電流核算電流元件靈敏系數(shù)。4.縱聯(lián)差動電流保護(hù)1）按被保護(hù)線路穿越性短路時，流過保護(hù)裝置的最大不平衡電流計算動作值；2）被保護(hù)線路始端最小兩項短路電流核算靈敏系數(shù)。5.平行線路橫聯(lián)差動電流保護(hù)1）按躲過穿越性短路時最大不平衡電流計算動作值；2）已被保護(hù)線路末端最小兩相短路電流核算靈敏系數(shù)。6.接地（漏電）保護(hù)1）使用LJ型零序電流互感器與DL11/0.2型電流繼電器時，最小一次動作電流為10安；2）使用LJ型零

12、序電流互感器與DD11/60型接地電流繼電器時，最小一次動作電流為1安；3）使用FL2型零序電流互感器與ZD4型小電流接地信號裝置時，最小一次動作電流為0.5安；4）使用LLZ76型零序電流互感器與BLD3型高壓漏電繼電器時，最小一次動作電流為150毫安。四.310千伏變（配）電所母線及母線開關(guān)（一）310千伏變（配）電所母線保護(hù)裝置的整定計算原則：1.帶時限電流閉鎖電壓速斷保護(hù)1）閉鎖元件起動電流按母線最小二相短路時，靈敏系數(shù)不低于1.5計算動作值；2）電壓速斷元件的動作電壓按低于配出線電抗器從短路時最小殘余電壓計算動作值；3）時限一般取0.5秒。2.不完全差動保護(hù)1）電流速斷保護(hù)按母線最小

13、二相短路時，靈敏系數(shù)不低于2計算動作值；2）過電流保護(hù)按躲過母線最大工作電流計算動作值。以母線最小二相短路電流核算靈敏系數(shù)。以配出線末端最小二相短路電流核算后備保護(hù)靈敏系數(shù)；3）動作時限取配出線中時限較大的一路時限加一個時限階梯差。（二）310千伏變（配）電所母聯(lián)開關(guān)保護(hù)裝置的整定計算原則：1.電流速斷保護(hù)1）按躲過電流互感器4倍額定電流計算動作值；2）按上條原則計算之靈敏系數(shù)達(dá)不到要求時，可按母線最小二相短路時靈敏系數(shù)不低于2計算動作值。2.過流保護(hù)1）按躲過母線最大工作電流計算動作值；2）以母線最小二相短路電流核算靈敏系數(shù)；以配出線末端最小二相短路電流核算后備保護(hù)靈敏系數(shù)。五、變壓器（一）

14、變壓器保護(hù)裝置的整定計算原則：1.瓦斯保護(hù)1）重瓦斯動作流速整定：油侵自冷和油侵風(fēng)冷型變壓器：0.710米/秒；強迫油循環(huán)變壓器：0.91.2米/秒；2）輕瓦斯動作容積整定：一般為250300厘米。下列數(shù)據(jù)可供參考： 變壓器容量小于1000千伏安：20010厘米； 100015000千伏安：25010厘米；伏安：30010厘米；大于100000千伏安：35010厘米；2.電流速斷保護(hù)1）按躲過變壓器二次側(cè)最大三相短路電流計算動作值；2）以保護(hù)裝置安裝處最小二相短路電流核算靈敏系數(shù)。3.過電流保護(hù)1）按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流計算動作值。 當(dāng)考慮大型設(shè)備自起動，

15、在能滿足靈敏度要求時，一般取變壓器額定電流23倍；2）以二次側(cè)最小二相短路電流核算靈敏系數(shù)。以遠(yuǎn)后備計算點最小二相短路電流核算遠(yuǎn)后備靈敏系數(shù)；3）考慮與上、下級保護(hù)間的合理配合。4.過負(fù)荷保護(hù)1）動作時限一般取915秒。5.縱聯(lián)差動保護(hù)1）按躲過變壓器勵磁涌流、外部故障最大不平衡電流和電流互感器二次斷線引起的不平衡電流，取其中較大者計算動作電流；2）按動作電流值確定差動和平衡線圈匝數(shù)，選定短路（或制動）線圈匝數(shù)；3）以變壓器出口各側(cè)最小二相短路時流過相應(yīng)側(cè)繼電器線圈的電流核算最小靈敏系數(shù)。六、牽引流變壓器（一）直流600伏以上牽引整流變壓器保護(hù)裝置的整定計算原則：1.電流速斷保護(hù)1）按躲過變壓

16、器勵磁涌流計算動作值。躲過變壓器勵磁涌流值一般取變壓器額定電流的34倍；2）以最小運行方式下直流母線短路電流核算至一次側(cè)的電流值核算靈敏系數(shù)，不應(yīng)低于1.5。2.過電流保護(hù)1)按整流器額定電流換算至變壓器一次側(cè)之電流計算動作值。過負(fù)荷系數(shù)一般取1.52。 當(dāng)整流器額定電流大于變壓器二次額定電流時，按變壓器額定電流計算動作值。過負(fù)荷系數(shù)仍取1.52。2）時限要考慮與上級保護(hù)配合。3.過負(fù)荷信號1）按整流器額定電流換算至變壓器一次側(cè)之1.5倍計算動作值；2）當(dāng)整流器額定電流大于變壓器二次側(cè)額定電流時，按變壓器二次側(cè)額定電流的1.5倍計算動作值。4.直流系統(tǒng)接地保護(hù)一般取100安匝，瞬時動作。七、電

17、動機（一）電動機保護(hù)裝置的整定計算原則：1.電流速斷保護(hù)1）異步電動機按躲過起動電流計算動作值；同步電動機還應(yīng)按躲過外部最大三相短路時電動機的反饋輸出電流計算動作值。取其值較大者。2）以電動機出口處最小二相短路電流核算靈敏系數(shù)。2.過負(fù)荷保護(hù)1）按躲過電動機額定電流計算動作值；2）動作時限應(yīng)大于電動機實測起動時間；3）考慮與上級保護(hù)的配合。3.縱聯(lián)差動保護(hù)1）異步電動機按躲過由起動電流引起的不平衡電流計算動作值；同步電動機應(yīng)按躲過外部最大三相短路時電動機的反饋輸出電流引起的不平衡電流計算動作值。取其值較大者；2）以電動機出口處最小二相短路電流核算靈敏系數(shù)。4.低電壓保護(hù)1）動作電壓一般取0.7

18、倍額定電壓；2）動作時限：當(dāng)上級變電所饋出線裝有電抗器時，應(yīng)比本變電所其它饋出線短路保護(hù)大一個時限階梯差；當(dāng)上級變電所饋出線未裝電抗器時，一般比上級變電所饋出線短路保護(hù)大一個時限階梯差。一般取0.51.5秒；3）對于需要自起動，但根據(jù)保安條件要求在電源電壓長時間消失后，需從電網(wǎng)自動斷開的電動機，其低壓保護(hù)裝置的動作電壓一般取0.5倍額定電壓，時限取510秒。八、電力電容器（一）電力電容器保護(hù)裝置的整定計算原則：1.當(dāng)用熔斷器保護(hù)時，熔斷器額定電流取電力電容器額定電流的1.52.5倍。2.電流速斷保護(hù)1）按躲過電容器投入時產(chǎn)生的涌流值計算動作值。 當(dāng)采用瞬動脫扣器和電磁型繼電器時，涌流值取22.

19、5倍電容器額定電流值。 當(dāng)采用感應(yīng)型繼電器時，按躲過最大工作電壓時的電流計算動作值，時限取最小，速動元件取動作電流的23倍。2）以電容器組首端最小二相短路電流核算靈敏系數(shù)。3.差流保護(hù)按差電流大于0.30.5單臺電容器額定電流，且靈敏系數(shù)不小于2的原則計算動作值。附錄32 井下電氣設(shè)備繼電器保護(hù)裝置的整定原則一、中央變電所（一）井下中央變電所饋出線保護(hù)采用GL型繼電器時，按下述原則整定計算：1.過流保護(hù)1）按躲過最大負(fù)荷電流計算動作值。最大負(fù)荷電流應(yīng)通過實測或用額定值乘以需用系數(shù)求得。可靠系數(shù)取1.21.4；2）以線路末端（或變壓器二次側(cè)）最小二相短路電流核算靈敏系數(shù)，不應(yīng)小于1.5；3）在滿

20、足配合要求條件下，時限取最小。2.速斷保護(hù)1）按以下原則之一計算動作值，可靠系數(shù)取1.21.4：（1）躲過線路末端（或變壓器二次側(cè)）最大三相短路電流；（2）與相鄰保護(hù)速斷元件相配合。2）以保護(hù)安裝處最小二相短路電流核算靈敏系數(shù)不應(yīng)小于2；3）考慮與上下級保護(hù)的配合。（二）井下中央變電所饋出線保護(hù)采用瞬時動作過流脫扣器時，按下列原則整定計算：1.按以下原則之一計算動作值，可靠系數(shù)取1.21.4：1)躲過最大負(fù)荷電流加可能同時起動電動機的最大起動電流之和；2）與相鄰保護(hù)速斷元件相配合。2.以被保護(hù)線路末端（或變壓器二次側(cè)）最小二相短路電流核算靈敏系數(shù)，不應(yīng)小于1.5；3.考慮與上下級保護(hù)的配合。（

21、三）中央變電所饋出線失壓保護(hù)整定原則：1.失壓脫扣器線圈的釋放電壓不應(yīng)低于額定電壓的35，吸持電壓不應(yīng)高于額定電壓的85；2.按負(fù)荷的性質(zhì)和要求，失壓脫扣器有時限時，其時限在電流速斷不能保證選擇性時，應(yīng)躲過過流保護(hù)的時限。二、采區(qū)變電所（一）采區(qū)變電所、高壓隔爆配電箱采用有限反時限過流和瞬時電流速斷裝置時按下述原則整定計算：1.用于保護(hù)電動機1）速斷保護(hù)按躲過起動電流計算動作值，可靠系數(shù)取1.4。以保護(hù)安裝處最小二相短路電流核算核算靈敏系數(shù)，應(yīng)不小于2。2）過流保護(hù)按躲過額定電流計算動作值，可靠系數(shù)取1.2。時限應(yīng)大于實際的起動時間。2.用于保護(hù)變壓器1）速斷保護(hù) 按躲過變壓器二次三相最大短路電流計算動作值，可靠系數(shù)取1.2。以變壓器一次二相最小短路電流核算靈敏系數(shù)，應(yīng)不小于2。2）過流保護(hù) 按躲過變壓器一次額定電流計算動作值，可靠系數(shù)取2，時限一般可取0.5秒。以變壓器二次最小二相短路電流計算靈敏系數(shù)，應(yīng)不小于1.5.3.用于保護(hù)電纜