低壓電網(wǎng)繼電保護整定計算

1、前 言 隨著長治地區(qū)經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和電力需求的不斷增長，用戶對電能質(zhì)量尤其是針對低壓電網(wǎng)提出了非常高的要求。應(yīng)對的辦法只有一個運用先進(jìn)的保護裝置，依靠廣大掌握新技術(shù)、新原理的繼電保護工作者的共同努力，確保電網(wǎng)充足、安全、經(jīng)濟和穩(wěn)定的運行，提供優(yōu)質(zhì)高效的電能，并最終實現(xiàn)我們對電力用戶的服務(wù)承諾。從近幾年全區(qū)低壓電網(wǎng)繼電保護速寫計算工作來看，無論是系統(tǒng)內(nèi)還是社會用戶，都缺乏一套完整、實用的繼電保護整定計算指導(dǎo)教材，尤其是低壓輸電線路和配電變壓器以及小電廠發(fā)電機的繼電保護整定計算和參數(shù)配置，無論是在專業(yè)人員的知識面上，還是實現(xiàn)運行中間問題都比較多。鑒于此，依據(jù)分公司2005年培訓(xùn)教育計劃安排，由繼電

2、保護所專業(yè)人員編寫了該教材。該書從電機學(xué)和電工學(xué)的基本原理出發(fā)，根據(jù)低壓電網(wǎng)的運行特點，以基礎(chǔ)、實用的計算方法和簡單、貼近的實例，詳盡闡述了低壓電網(wǎng)中針對不同繼電保護裝置的整定計劃方法。希望各支公司、發(fā)電廠以及大用戶的繼電保護專責(zé)人認(rèn)真學(xué)習(xí)掌握，并能在實際工作當(dāng)中貫徹執(zhí)行，從而最終確保全區(qū)低壓電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的運行。目 錄第一章 繼電保護整定計算的目的和基本任務(wù)11 繼電保護整定計算的目的12 繼電保護整定計算的基本任務(wù)23 整定計算的準(zhǔn)備工作3第二章 繼電保護整定計算的目的和基本任務(wù)51 采用標(biāo)么制計算時的參數(shù)換算52 三相短路電流計算實例7第三章 繼電保護速寫計算的特點和要求111 繼

3、電保護整定計算的特點112 繼電保護整定計算的要求11第四章 整定系數(shù)的分析與應(yīng)用141 可靠系數(shù)142 返回系數(shù)153 分支系數(shù)164 靈敏系數(shù)175 自起動系數(shù)186 非周期分量系數(shù)19第五章 整定配合的基本原則211 各種保護的通用整定方法212 階段式保護的整定214 繼電保護的二次定值計算24第六章 610KV輸電線路繼電保護整定計算261 610KV輸電線路的過電流保護整定計算262 610KV線路的電流速斷保護整定計算303 普通三相重合閘整定計算304 計算實例31第七章 610KV電力變壓器繼電保護整定計算361 反時限過電流保護的整定計算362 定時限過電流保護的整定計算3

4、73 電弧爐用電力變壓器保護整定計算394 計算實例40第八章 電動機保護整定計算431 電動機的反時限過電流保護整定計算432 電動機的定時限過電流保護整定計算453 電動機的失壓保護整定計算454 電動機的單相接地保護整定計算465 計算實例47第九章 小型發(fā)電機保護整定計算491 BCH2型發(fā)電機差動保護的整定計算492 電壓元件閉鎖的過電流保護和過負(fù)荷保護整定計算513 定子繞組接地保護整定計算544 計算實例55第一章 繼電保護整定計算的目的和基本任務(wù)1 繼電保護整定計算的目的繼電保護裝置屬于二次系統(tǒng)，它是電力系統(tǒng)中的一個重要組成部分，它對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行起著極為重要的作用，電力

5、系統(tǒng)一時一刻也不能離開繼電保護、沒有繼電保護的電力系統(tǒng)是不能運行的。繼電保護要達(dá)到，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的目的，需要進(jìn)行多方面的工作，其中包括設(shè)計、制造安裝、整定、調(diào)試、運行維護等系統(tǒng)環(huán)節(jié)，繼電保護整定計算是其中極其重要的一項工作。電力生產(chǎn)運行工作和電力工程設(shè)計工作都離不開整定計算。不同的部分整定計算的目的是不同的。電力運行部門整定計算的目的是對電力系統(tǒng)中已經(jīng)配置安裝好的各種繼電保護按照具體電力系統(tǒng)參數(shù)和運行要求，通過計算分析給出所需的各項整定值，使全系統(tǒng)中各種繼電保護有機協(xié)調(diào)地布置、正確地發(fā)揮作用。電力工程設(shè)計部門整定計算的按照所設(shè)計的電力系統(tǒng)進(jìn)行分析計算、選擇和誰繼電保護裝置的配置和乖

6、巧的正確性，并最后確定其技術(shù)規(guī)范。同時，根據(jù)知足計算結(jié)果選擇一次設(shè)備的規(guī)范。2 繼電保護整定計算的基本任務(wù)繼電保護整定計算的基本任務(wù)，就是要對各種繼電保護給出整定值，而對電力系統(tǒng)中的全部繼電保護來說，則需編制出一個整之下 方案。繼電保護整定計算既有自身的整定技巧問題，又有電保護的配置與造型問題，還有電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行問題。因此，整定計算要綜合、辨正、統(tǒng)一地運用。整定計算的具體任務(wù)有以下幾點：維持電力系統(tǒng)接線圖繪制電力系統(tǒng)阻抗圖建立系統(tǒng)參數(shù)表建立電流、電壓互感器參數(shù)表確定繼電保護整定需要滿足的電力系統(tǒng)規(guī)模及運行方式變化電力系統(tǒng)各點短路計算建立各種繼電保護整定表如圖所示電力系統(tǒng)接線圖正序阻抗圖3

7、 整定計算的準(zhǔn)備工作首先了解掌握電力系統(tǒng)情況并建立技術(shù)檔案（建立發(fā)電機、變壓器、輸電線路及保護用的電流、電壓互感器技術(shù)檔案）。了解掌握繼電保護情況和圖紙資料。需要掌握的繼電保護內(nèi)容主要有：原理展開圖、有關(guān)的二次回路、盤面布置圖、繼電保護的技術(shù)說明書等等。繪制阻抗圖。阻抗圖一般分為正序、負(fù)序、零序阻抗圖三部分、阻抗圖一般是采用標(biāo)么值。確定電力系統(tǒng)運行方式，研究確定電力系統(tǒng)運行方式是繼電保護整定計算的先決條件。就是要確定可能出現(xiàn)的最大、最小運行方式（以下簡稱最大、最小方式），另外還要掌握電力系統(tǒng)的潮流分布情況，特別是最大負(fù)荷電流。第二章 繼電保護整定計算的目的和基本任務(wù)1 采用標(biāo)么制計算時的參數(shù)換

8、算采用標(biāo)么制計算時，通常先將給定的發(fā)電機、變壓器、線路等元件的原始參數(shù)，按事實上基準(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)么植，然后才能進(jìn)行計算。標(biāo)么制計算中，基準(zhǔn)條件一般選基準(zhǔn)容量Sj=100MVA,基準(zhǔn)電壓Uj=Up(UP為電網(wǎng)線電壓平均值)。當(dāng)SjUj確定后，對應(yīng)的基準(zhǔn)電流為Ij=、基準(zhǔn)阻抗為Z j=。當(dāng)Sj=100MVA時，Uj 、Sj、Z j值如下Uj(KA)0.46.310.537115230Ij(KA)1449.165.51.560.5020.251Zj()0.00160.3971.10313.69132.3529發(fā)電機等旋轉(zhuǎn)電機的換算，即式中：基準(zhǔn)條件下

9、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 SjSe基準(zhǔn)容量、額定容量（MVA）變壓器短路電壓Uk%的換算，即 式中：短路電壓，其它符號含義同前。根據(jù)定義，短路電壓是變壓器短路電流等于額定電流時產(chǎn)生的相電壓降與額定相電壓之比的百分值，即每相阻抗（電阻可忽略不計）歐姆值將有名值換算到以變壓器額定容量為基準(zhǔn)的標(biāo)么值，則即變壓器的短路電壓標(biāo)么值等于其短路電抗標(biāo)么值。線路阻抗換算。線路阻抗一般用有名值表示，Z=R+jX，當(dāng)R<X時，計算中可取X=jX式中：、基準(zhǔn)條件下的阻抗電抗標(biāo)么值， 、線路阻抗、電抗有名值（） 其它符號同前電抗器百分電抗的換算，即：因此：，一般給出、%式中：電抗器額定電流

10、，額定電壓下的阻抗標(biāo)么值百分?jǐn)?shù)、電抗器額定電流（KA），額定電壓（KV）2 三相短路電流計算實例如霍家溝發(fā)電廠，兩臺容量為6000千瓦的氣輸發(fā)電機，電機為6.3KV，cos=0.8次暫態(tài)電抗=0.1239。一臺容量為20000KVA升壓變壓器，額定電壓為38.522.5%KV、6.3KV，結(jié)線組別為YN.，阻抗電壓7.94%。經(jīng)35KV線路，在西白兔110KV站35KV母線并網(wǎng)，線路導(dǎo)線型號為LGJ240，長度為2KM。系統(tǒng)至西白兔110KV站35KV母線短路標(biāo)么阻抗為=0.31708 =0.4694如圖所示參數(shù)換算及繪制阻抗圖選基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓=37KV，換算各元件在基準(zhǔn)條件

11、下的標(biāo)么值。發(fā)電機變壓器線路將上述各元件標(biāo)么值阻抗按接線圖，繪出標(biāo)么阻抗圖。短路電流計算點三相短路電流經(jīng)1F發(fā)電機的短路電流為點三個短路電流經(jīng)B升壓變壓器的短路電流為經(jīng)35KV線路的短路電流為第三章 繼電保護速寫計算的特點和要求1 繼電保護整定計算的特點整定計算工作在繼電保護的生產(chǎn)工作中占很重要的位置，這是因為保護裝置的配置與使用正確與否，直接關(guān)系到確保電力系統(tǒng)安全與對重要用戶的連續(xù)供電問題，同時與電網(wǎng)的經(jīng)濟指標(biāo)、調(diào)度運行、設(shè)計、調(diào)試等多方面有密切的聯(lián)系，因此要求有全面的觀點。對繼電保護的技術(shù)要求，四性的統(tǒng)一要全面考慮。由于電網(wǎng)運行方式、裝置性能等原因，不能兼顧四性時，就合理取舍，執(zhí)行從下原則

12、;(1) 地區(qū)電網(wǎng)服從主系統(tǒng)電網(wǎng)；(2) 下一級電網(wǎng)服從上一級電網(wǎng)；(3) 局部問題自行消化；(4) 盡可能照顧地區(qū)電網(wǎng)和下一級電網(wǎng)的需要；(5) 保證重要用戶的用電。2 繼電保護整定計算的要求根據(jù)繼電保護在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)的任務(wù)，繼電保護裝置必須滿足以下四個基本要求，即選擇性、快速性、靈敏性、可靠性。一般情況下，作用于斷路器跳閘的繼電保護裝置，應(yīng)當(dāng)同時滿足這四個要求，而反應(yīng)不正常運行狀態(tài)并作用于信號的繼電保護裝置，則某一部分要求（如快速性）可以適當(dāng)降低一些。（1）選擇性電力系統(tǒng)中某一部分發(fā)生故障時，繼電保護的作用只能斷開有故障的部分，保留無故障部分繼續(xù)運行，這就是選擇性。實現(xiàn)選擇性必須滿足兩個

13、條件：一是相信的上下級在時限上有配合；二是相鄰的上下級保護在保護范圍上有配合。綜合來說，就是從故障點向電源方向的各級保護，其靈敏度逐級降低，動作時限逐級增長。（2）靈敏性在保護裝置的保護范圍內(nèi)發(fā)生的故障，保護反應(yīng)的靈敏程度叫靈敏性。習(xí)慣上叫作靈敏度。靈敏度用靈敏系數(shù)來衡量，用來表示。靈敏系數(shù)在保證安全性的前提下，一般希望越大越好，但在保護可靠動作的基礎(chǔ)上規(guī)定下限值做為衡量的標(biāo)準(zhǔn)。（3）速動性短路故障引起電流的增大，電壓的降低，保護裝置快速地斷開故障，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，并列運行的穩(wěn)定性。（4）可靠性繼電保護的可靠性主要由配置結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量優(yōu)良和技術(shù)性能滿足運

14、行要求的保護裝置及符合有關(guān)規(guī)程要求的運行維護和管理來保證。為保證保護的可靠性，應(yīng)注意以下幾點：a 保護裝置的邏輯環(huán)節(jié)要盡可能少；b 裝置回路接線要簡單，輔助元件要少，串聯(lián)接點要少；c 運行中操作變動要少，改變定值要少；d 原理設(shè)計合理；e 安裝質(zhì)量符合要求；f 調(diào)試正確、加強定期檢驗；g 加強運行管理。要達(dá)到繼電保護“四性”的要求，不是由一套保護完成的。就一套保護而言，它不能同時完全具備“四性”的要求。如電流保護簡單可靠，具備了可靠性、選擇性、但裝置復(fù)雜，相對可靠性就差一些。因此，要實現(xiàn)繼電保護“四性”的要求，必須由一個保護系統(tǒng)去完成，這就是保護系統(tǒng)概念。對保護“四性”要求的標(biāo)準(zhǔn)，要根據(jù)具體的

15、電力系統(tǒng)情況而定，掌握以下原則：嚴(yán)格的選擇性，需要的速動性，足夠的靈敏性，必保的可靠性。第四章 整定系數(shù)的分析與應(yīng)用繼電保護的整定值一般通過計算公式計算得出。為使整定值符合電力系統(tǒng)正常運行及故障狀態(tài)下的規(guī)律，達(dá)到 正確整定的目的，在計算公式中需要引入各種整定系數(shù)。整定系數(shù)應(yīng)根據(jù)保護裝置的構(gòu)成原理、檢測精度、動作速度、整定條件以及電力運行特性等因素來選擇。1 可靠系數(shù)由于計算、測量、測試及繼電器各項誤差的影響，使保護的整定值偏離預(yù)定數(shù)值，可能引起誤動作。為此，整定計算公式中需引入可靠系數(shù)?？煽肯禂?shù)用表示，如系統(tǒng)圖所示：斷路器1DL和2DL均裝設(shè)電流保護時，其整定配合公式為式中所整定保護的動作電流

16、所整定保護的下一級保護的動作電流可靠系數(shù)可靠系數(shù)的聚會與各種因素有關(guān)：按知足電流整定的無時限保護，應(yīng)選用較大的系數(shù)。按與相信保護的整定值配合整定的保護，應(yīng)選用較小的系數(shù)。保護動作速度較快時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。不同原理或不同類型的保護之間整定值配合時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。感應(yīng)型反時限電流、電壓保護，因惰性較大，應(yīng)選用較大的系數(shù)。如感應(yīng)型反時限保護可靠系數(shù)為1.3-1.5瞬時段或速斷電流保護 1.25-1.3與相鄰?fù)愋瓦^電流保護為1.1-1.22 返回系數(shù)按正常運行條件量值整定的保護，例如按最大負(fù)荷電流整定的過電流保護，在受到故障量的作用動作時，當(dāng)故障消失后不能返回到正常位置將發(fā)生誤動作。因此，整

17、定公式中引入返回系數(shù)，返回系數(shù)用表示。對于按故障量值和按自起動量值整定的保護，則不考慮返回系數(shù)。返回系數(shù)的定義為=返回值、動作量，于是可得，過量動作的繼電器<1，欠量動作中的繼電器>1，它們的應(yīng)用是不同的。例如過電流保護整定公式為：式中可靠系數(shù)返回系數(shù)最大負(fù)荷電流返回系數(shù)的高低與繼電器類型有關(guān)。電磁型繼電器的返回系數(shù)約為0.85，晶體管型、集成電路型以及數(shù)字微機型繼電器（保護）返回系數(shù)較高，約為0.85-0.95。3 分支系數(shù)多電源的電力系統(tǒng)中，相信上、下兩級保護間的整定配合，還受到中間分支電源的影響，將使上一級保護范圍縮短或伸長，整個公式中要引入分支系數(shù)。分支系數(shù)用表示。如圖在D

18、點發(fā)生短路時，假設(shè)1DL及2DL繼電器的過流保護均剛起動，即他們都處在靈敏度相等喪失狀態(tài)下，則有如下關(guān)系式：式中 電流分支系數(shù)的定義，是指在相鄰線路短路時，流過本線路的短路電流占流過相鄰線路短路電流的份數(shù)。對過電流保護來說，在整定配合上應(yīng)選取可能出現(xiàn)的最大分支系數(shù)。低電壓保護的分支系數(shù)與過電流保護的分支系數(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)的變化范圍隨電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不同而不同，其值一般在0-2之間。4 靈敏系數(shù)在繼電保護的保護范圍內(nèi)發(fā)生故障，保護裝置反應(yīng)的靈敏程度稱為靈敏度。靈敏度用靈敏系數(shù)表示。靈敏系數(shù)指在被保護對象的某一指定發(fā)生故障時，故障量與整定值之比。靈敏系數(shù)一般分為主保護

19、靈敏系數(shù)和后備保護靈敏系數(shù)兩種。前者是被保護對象的全部范圍而言，后者則是被保護的相鄰保護對象的全部范圍而言。靈敏系數(shù)在保證安全性的前提下，一般希望愈大愈好，但在保證可靠動作的基礎(chǔ)上規(guī)定了下限值作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)。不同類型保護的靈敏系數(shù)要求不同。如電流元件和電壓元件，靈敏系數(shù)為1.3-1.5。變壓器、發(fā)電機的差動保護的靈敏系數(shù)為2，由于電流互感器接線形式的不同以及接入保護的同，反映的靈敏度也不同。對于各個檢測元件構(gòu)成的整套保護裝置，因為各個檢測元件擔(dān)任的任務(wù)不同，對它們靈敏度的要求也不同，一般應(yīng)滿足。閉鎖元件的>起動元件的>測量元件的例如方向過電流保護，要求方向元件的，電流測量元件的1.

20、31.5。對整套保護裝置的靈敏系數(shù)，則應(yīng)以各元件中最小的靈敏系數(shù)來代表。選擇計算靈敏系數(shù)的運行方式和短路類型是至關(guān)重要的。選擇的是否恰當(dāng)與否直接影響對保護效果的評價。因此，一般 應(yīng)以選擇常見的不利運行方式為原則。5 自起動系數(shù)按負(fù)荷的保護，必須考慮負(fù)荷電動機自動起狀態(tài)的影響。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障并被切除后，電動機將產(chǎn)生自起動過程，出現(xiàn)很大的自起動。負(fù)荷端電壓降低的時間愈長，電動機轉(zhuǎn)數(shù)下降愈多，自起動電流愈大。極限狀態(tài)是電動機由靜止?fàn)顟B(tài)起動起來，自起動電流達(dá)到最大值。一般考慮自起動系數(shù)就考慮這種極限狀態(tài)。自起動電流比負(fù)荷電流大許多倍，而且延續(xù)時間長，故按負(fù)荷電流的保護整定公式中，需要引入自起動系數(shù)

21、。自起動系數(shù)等于自起動電流與之比，用表示。單臺電動機在滿載全電壓下起動時，一般約為48，綜合負(fù)載（包括動力負(fù)荷與恒定負(fù)荷）的約為1.52.5，純動力負(fù)荷（多臺電動機的綜合）的約為23.選擇自起動系數(shù)時應(yīng)注意以下幾點：動力負(fù)荷比重大時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。電氣距離較遠(yuǎn)（即多級變壓或線路較長者）的動力負(fù)荷，應(yīng)選用較小的系數(shù)。切除故障時間較長或負(fù)荷斷電時間較長時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。6 非周期分量系數(shù)在電力系統(tǒng)短路的暫態(tài)過程中，短路電流含有非周期分量，其特征是偏移于時間軸的一邊，并隨時間的延長而衰減。非周期分量對保護的正確工作有很大影響，反映在電流數(shù)值上增大了有效值，使電流互感器產(chǎn)生飽和，增大了差動保護

22、的差電流以及使某些保護產(chǎn)生測量誤等。為了清除它的影響，除在保護裝置原理中采取措施加以清除外，在整定計算中還需采取加大定值的措施。在整定計算公式中引入非周期分量系數(shù)。非周期分量系數(shù)等于含有非周期分量的全電流有效值與周期分量電流有效值之比。非周期分量系數(shù)用表示。對帶有躲非周期分量特性的差動保護，例如BCH型差動繼電器，取=1.3；對不帶躲非周期分量特性的差動保護，例如DL型電流繼電器取=1.52。對于電流速動保護，其非周期分量系數(shù)一般在可靠系數(shù)中加以考慮。第五章 整定配合的基本原則 電力系統(tǒng)中的繼電保護是按斷路器配置裝設(shè)的，因此，繼電保護必須按斷路器分級進(jìn)行整定。繼電保護的分級是按保護的正方向來劃

23、分的，要求按保護的正方向各相鄰的上下級保護之間實現(xiàn)配合協(xié)調(diào)，以達(dá)到選擇性的目的。這是繼電保護整定配合的總原則。 1 各種保護的通用整定方法根據(jù)保護裝置的構(gòu)成原理和電力系統(tǒng) 運行特點，確定其整定條件及整定公式中的有關(guān)系數(shù)。按整定條件進(jìn)行初選整定值。按電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最小運行方式校驗靈敏度，其靈敏系數(shù)應(yīng)滿足要求，在滿足要求之后即可確定為選定的整定值。若不滿足要求，就須重新考慮整定條件和最小運行方式的選擇是否恰當(dāng)，再進(jìn)一步還可考慮保護裝置的配置和選型問題，然后，經(jīng)過重新計算直到選出合適的整定值。2 階段式保護的整定相鄰上下級保護之間的配合有三個要點：第一，時間上應(yīng)有配合。即上一級保護的整定時間應(yīng)比

24、其相配合的下一級保護的整定時間大一個時間級差t；第二，在保護范圍上有配合。即對同一故障點而言，上一級保護的靈敏系數(shù)應(yīng)低于下一級保護的靈敏系數(shù)；第三，上下級保護的配合一般是按保護正方向進(jìn)行的，其方向性一般由保護的方向特性或方向元件來保證。多段保護的整定應(yīng)按保護段分段進(jìn)行。第一段（一般指無時限保護段）保護通常按保護范圍不伸出被保護對象的全部范圍整定。其余的各段均按上下級保護的對應(yīng)段進(jìn)行整定配合。所謂對應(yīng)段是指上一級保護的二段與下一級保護的一段相對應(yīng)。 3 時間級差的計算與選擇相鄰的上下級保護間，為取得選擇性，其條件之一是保證保護動作有時間級差。時間級差一般按下式計算+t為時間級差，為時間繼電器的正

25、負(fù)誤差。對DS型系列時間繼電器在±0.05-±0.15。為裕度時間。一般對定時限保護取0.1S，對反時限保護取0.3S。為被保護斷路器跳閘時間。SN10-10型斷路器跳閘時間約為0.06-0.08S。單側(cè)電源輻射型電網(wǎng)中，定時限過電流保護的配置及延時特性。如圖所示保護裝置動作時間的選擇，必須滿足以下條件，即>>=+t=+t=2t+這種選擇保護裝置時間的方法，叫做選擇時間的階梯原則。反時限電流保護的整定特點當(dāng)通過保護裝置的短路電流大于其動作電流時，保護裝置就動作。保護裝置的動作時間與短路電流的大小成反比。具有這種延時特性的過電流保護，叫做反時限過電流保護。反時限過

26、電流保護的動作時間與其工作電流的倍數(shù)K值有關(guān)，兩者呈反時限曲線關(guān)系。K值等于流入繼電器的電流與整定的動作電流之比K=/-流入繼電器的工作電流-繼電器的動作電流反時限保護的整定值，除了應(yīng)給出動作電流和時間外，還必須給出在指定點的K值下的動作時間。4 繼電保護的二次定值計算繼電保護的定計算一般是在同一電壓等級上以一次值進(jìn)行的。在整定方案選定后需要換算至二次值（經(jīng)電流、電壓互感器變比換算）。由一次定值換算至二次定值，需要引入接線系數(shù)，應(yīng)予注意。如電流保護=/式中-二次動作電流-一次動作電流-接線系數(shù)。變流器接線為時，取;變流器接線為Y時，取1，變流器接線為兩相差接時，取。-電流互感器變比第六章 61

27、0KV輸電線路繼電保護整定計算1 610KV輸電線路的過電流保護整定計算a 時限過電流的繼電器動作電流計算為式中-可靠系數(shù)，取1.2-1.3。-返回系數(shù)，取0.85。-自起動系數(shù)，可根據(jù)計算、試驗或?qū)嶋H運行數(shù)據(jù)來確定。-電流互感器接線系數(shù)。對于兩項兩繼電器保護式接線方式，=1；對于兩相單繼電保護式接線方，=。-電流互感器變比-流過線路的最大負(fù)荷電流。b 反時限過電流保護繼電器定值計算感應(yīng)型（GL）電流繼電器的特性。繼電器具有反時限部分及無時限部分，前者由感應(yīng)原理構(gòu)成，后者由電磁原理構(gòu)成。反時限部分：繼電器由電流線圈及轉(zhuǎn)動的鋁盤構(gòu)成。當(dāng)繼電器通入的電流為動作電流值的20-30%時，繼電器的轉(zhuǎn)動部

28、分（鋁盤）開始轉(zhuǎn)動，但此時繼電器不會動作。而當(dāng)電流達(dá)到動作電流值時，繼電器即以電流平方成反比的反時限特性而動作。為了整定繼電器的動作電流，電流線圈設(shè)有插頭，改變插頭的位置即可得到不同的動作電流值。若需改變動作特性曲線，可以改變標(biāo)度盤上的螺桿，進(jìn)行動作時間特性的調(diào)整。無時限電流元件：繼電器設(shè)有按電磁原理構(gòu)成的無時限電流速段元件。當(dāng)通入繼電器的電流達(dá)到一定倍數(shù)的動作電流時，繼電器既可以無時限地動作，其動作時間大約為0.050.1S。感應(yīng)型反時限電流繼電器的整定配合計算。當(dāng)電網(wǎng)中裝有感應(yīng)型電流繼電器時，由于其動作具有反時限特性，故與上下相鄰保護之間的相互配合比較復(fù)雜。下圖示出電網(wǎng)電流保護間的特性配合

29、說明。電流保護的特性配合感應(yīng)型（GL）繼電器反時限特性曲線圖中保護A為三段式定時限過電流保護，保護B、C為反時限電流保護。當(dāng)需要整定保護B的動作電流及時限特性時，按以下步驟進(jìn)行：a)動作電流，即式中-保護B的繼電器動作電流-線路最大負(fù)荷電流-可靠系數(shù)，取1.3。-電流互感器接線系數(shù)-電流互感器變比-自起動系數(shù)，一般取1.21.5選取接近于計算的繼電器插頭作為整定分接頭。b）計算保護B的動作時限特性。 根據(jù)相鄰A的延時電流速斷保護的動作電流，計算出電流倍數(shù)/。以此動作電流倍數(shù)在保護B的繼電器動作時間特性曲線組中，查出當(dāng)動作時限為t=t-t的曲線，即為所需的保護B的動作特性曲線，其中t為保護A第段

30、保護動作時間。c）對于保護C（反時限特性的電流保護）的動作電流及時限特性，計算如下： 保護C的繼電器動作電流計算為式中，為保護C的動作電流，其他符號同上。保護C的動作時間特性：計算出C母線上短路時的最大短路電流I，分別計算保護B、C的動作電流倍數(shù)，為在保護B的特性曲線上找出相應(yīng)于時的保護動作時間t 。根據(jù)及t即可得到保護C的動作特性曲線。d）保護的靈敏度計算對于定時限及反時限過電流保護的靈敏度均計算為式中-最小方式下，相鄰線路末端故障時流過繼電器的最小短路電流-繼電器的動作電流-靈敏系數(shù)，要求不小于1.22 610KV線路的電流速斷保護整定計算 對不具有電抗器的發(fā)電機或大型變電站重要用戶的6-

31、10KV引出線上，應(yīng)裝設(shè)無時限的電流速斷保護裝置，動作電流計算為：式中-繼電器動作電流-可靠系數(shù)，取1.21.3-接線系數(shù)-電流互感器變比-被保護線路末端或在配合點的故障時，流過保護處的最大短路電流。3 普通三相重合閘整定計算單側(cè)電源三項重合閘整定a 重合閘動作時間的整定對于不對應(yīng)起動方式，其重合閘動作時間整定為式中-重合閘整定時間-消弧及去游離時間-裕度時間，一般取0.10.15S-斷路器合閘時間對于保護起動方式，其重合閘動作時間整定為式中-重合閘整定時間-斷路器跳閘時間b 重合閘后加速繼電器復(fù)歸時間的選擇：該時間應(yīng)按自動或手動重合閘至穩(wěn)定性故障上時，保護所加速的保護置來得及動作切除故障線路

32、的條件進(jìn)行整定。其復(fù)歸時間應(yīng)于所加速保護的動作時間和斷路器跳閘時間之和，即一般整定為0.30.4S。4 計算實例某變電站一條10KV出現(xiàn)線路，在線路不同地點帶有三臺變壓器，其容量分別為560KVA兩臺，1000KVA一臺。線路變壓器參數(shù)如圖所示。線路開關(guān)1DL裝設(shè)定時限三段式過電流保護。電流互感器變比為200/5，其上一級斷路器處裝設(shè)定時限過流保護，動作時間為2S。試計算線路兩相式三段（速段、限時速段、過電流）電流保護定值。其一次系統(tǒng)接線圖及阻抗圖如下由題可知，保護方式為定時限過流保護，選用繼電器為DL-10系列型。a 短路電流計算由系統(tǒng)阻抗圖知，系統(tǒng)阻抗線路阻抗為：=0.516×3

33、.2×100/10.5=1.497=0.516×10×100/10.5=4.68=0.516×6×100/10.5=2.808=0.607×1.2×100/10.5=0.66=0.607×2×100/10.5=1.1變壓器阻抗為：=(5/100)×(100/0.56)=8.92=(6.2/100)×(100/1)=6.2=(5.3/100)×(100/0.56)=9.46當(dāng)變壓器B1高壓側(cè)短路時，最大故障電流為 =5500/(0.6+1.497+0.66) =5500/2.7

34、57 =1994.9A當(dāng)變壓器B1低壓側(cè)短路時，最大故障電流為 5500/(0.6+1.497+0.66+8.92) =5500/11.677 =471A當(dāng)變壓器B2低壓側(cè)短路時，最大故障電流為 5500/(0.6+1.497+0.66+1.1+6.2) =5500/14.077 =390.7A當(dāng)變壓器B3低壓側(cè)兩相短路時，最小故障電流為 = =245A當(dāng)變壓器B3高壓側(cè)兩相短路時，最小故障電流為 = =477Ab 保護動作電流計算速斷保護動作電流整定為 = =59.8A t=0”折算至一次側(cè)為 ×200/5=2392A限時速斷動作電流整定為 = =14A t=0.5”折算至一次側(cè)為

35、 過電流動作電流整定為 取1.2時，為綜合自起動系數(shù) 折算至一次側(cè)為 過電流保護動作時間整定計算本保護過流時限與上一級過流保護有一個時間級差。由題可知上一級過流保護時限為2S，本保護過流時限取1.5S。 過電流保護靈敏系數(shù)整定計算 因定時限過電流保護靈敏系數(shù)要求在本線路最小短路故障時應(yīng)大于1.5倍，此保護靈敏系數(shù)為2.4倍，故可采用。第七章 610KV電力變壓器繼電保護整定計算610KV電力變壓器均為小型變壓器，一般裝設(shè)有過電流保護。當(dāng)容量在800KVA及以上時，應(yīng)裝有瓦斯保護。1 反時限過電流保護的整定計算a 反時限元件動作電流的整定計算其動作電流計算為式中返回系數(shù)，取0.8變壓器額定電流可

36、靠系數(shù)，取1.3接線系數(shù)電流互感器變比負(fù)荷自起動系數(shù)，一般為1.21.5取接近計算值得繼電器整定分接頭檔。b 確定繼電器二倍反時限動作電流的時間整定值。原則上，應(yīng)使其保護均能與上級電源斷路器處的保護及低壓側(cè)出線斷路器處的保護進(jìn)行配合。故要求反時限特性曲線在變壓器低壓側(cè)為最大短路電流時有0.50.8的動作時限（以便與低壓側(cè)出線保護配合），而且要與上一級斷路器處的保護至少有0.5S的時限級差。一般情況下，兩倍反時限動作電流的時限取為11.5S即可。c 電流速斷元件動作電流的整定計算（折合為反時限動作電流的倍數(shù)）其動作電流按躲過變壓器低壓側(cè)的三相短路電流整定，即 式中可靠系數(shù)，取1.5電流互感器接線

37、系數(shù)電流互感器變比變壓器低壓側(cè)三相短路電流的最大值將計算所得電流折算至反時限動作電流的倍數(shù)，即為電流速斷元件動作電流整定時所采用的倍數(shù)。2 定時限過電流保護的整定計算a 電流速斷保護的動作電流計算電流速斷保護的動作電流整定計算為： 式中變壓器低壓側(cè)三相短路電流的最大值可靠系數(shù)，取1.3接線系數(shù)電流互感器變比b 定時限過電流保護電流定值計算動作電流按下述條件計算按躲變壓器最大負(fù)荷電流整定，即 式中可靠系數(shù)，取1.21.3返回系數(shù)，取0.80.85負(fù)荷自起動系數(shù)，一般為1.21.5變壓器額定電流按與上下級保護裝置定值相配合計算：即 式中可靠系數(shù)，取1.11.2上級保護斷路器處過電流保護一次動作電流

38、（應(yīng)折合至610KV側(cè)）下級保護斷路器處過電流保護一次動作電流（應(yīng)折合至610KV側(cè)）按靈敏度要求計算，即 式中變壓器低壓側(cè)故障時的靈敏度，一般要求不小于1.31.5變壓器低壓側(cè)故障時的最小兩相短路電流定時限過電流保護的元件時間整定計算其動作時間應(yīng)比上一級定時限過電流保護的動作時間小一個時間級差（一般時間級差為）。3 電弧爐用電力變壓器保護整定計算由于電弧爐在電弧引燃以及在冶煉時的電流較大（一般為額定電流的1.21.5倍），持續(xù)時間均在3.5S左右，繼電器應(yīng)滿足這一特點。電弧爐變壓器有一定的過載能力，但繼電器保護動作電流最大一般不超過額定電流的33.5倍。一般電弧爐變壓器均應(yīng)采用反時限過電流保

39、護。a 反時限過電流保護動作電流整定計算其動作電流計算為 式中過載系數(shù)，取為12，有變壓器而定兩倍反時限動作電流時的繼電器動作時間整定計算，一般按3.5S左右整定。b 電流速斷元件動作電流整定計算其動作電流計算為 式中可靠系數(shù)，取1.5變壓器低壓側(cè)的最大三相短路電流4 計算實例某變電所裝設(shè)容量為560KVA變壓器一臺，其電壓為6.3/0.4KV，額定電流為51.3/807A，短路阻抗為5%，裝設(shè)反時限過電流保護，電流互感器變比為100/5，其上一級斷路器處裝設(shè)定時限過電流保護，定值為（一次值），動作時間為2S。試計算變壓器兩相式過電流保護的定值。其一次系統(tǒng)接線圖及阻抗圖，如圖所示：由題知，保護

40、方式為反時限的過電流保護，選用繼電器為GL21/10型。短路電流的計算有系統(tǒng)阻抗圖知：系統(tǒng)阻抗為，；線路阻抗為，變壓器阻抗為當(dāng)D點發(fā)生三相短路時，最大故障電流為 =9.16/(0.7+3+8.92) =0.726KA當(dāng)D點發(fā)生三相短路時，最小故障電流為 =9.16/(1+3+8.92) =9.16/12.92 =0.71KA保護動作電流計算反時限過電流保護動作電流整計算為 實際反時限動作電流取為6A。折算至一次側(cè)為 電流速斷元件的動作電流整定計算為 =1.51726/(100/5) =54.5A取8倍反時限動作電流作為速斷元件的動作電流即 折算至一次側(cè)（6KV側(cè)），則保護動作時間整定計算兩倍反

41、時限動作電流的時間整定：為了能與變壓器低側(cè)出線繼路器處的保護有一時間級差，當(dāng)在變壓器低壓側(cè)為最大短路電流時，本保護應(yīng)有0.5S的時限，計算出最大短路電流與反時限動作電流之比為： 查GL21/10型繼電器的反時限特性曲線，在6倍動作電流倍數(shù)時其時間為0.5S的曲線，查得該曲線在兩倍反時限動作電流值時的動作時間為1.1S。上述定值也能與上一級定時限過電流保護定值，t=2S。第八章 電動機保護整定計算1 電動機的反時限過電流保護整定計算 考慮到大多數(shù)電動機都運行在中性點非直接接地系統(tǒng)中，因此，保護裝置可按兩相式接線構(gòu)成，并采用單系統(tǒng)接線方式，即利用一只電流繼電器接在兩相電流之差上。當(dāng)應(yīng)用單系統(tǒng)接線方

42、式不能滿足靈敏度要求時，改用兩系統(tǒng)接線方式。a 反時限過電流保護整定計算反時限動作電流：按躲最大負(fù)荷電流整定，即 式中 可靠系數(shù) 繼電器接線系數(shù) 繼電器返回系數(shù) 最大負(fù)荷電流，按電動機負(fù)載情況決定 電流互感器變比b 兩倍反時限動作電流的時間整定： 繼電器反時限部分的動作時間都要大于電動機起動電流的持續(xù)時間。一般高電壓電動機起動電流的持續(xù)時間為： 鼠籠式電動機空載起動，起動電流持續(xù)時間為5S； 繞線式電動機起動電流持續(xù)時間約為1015S。 兩倍反時限動作電流時間可按下述方法求出：先將電動機起動電流折算到二次側(cè)，并算出電動機起動電流與繼電器反時限動作電流之比的倍數(shù)（如為4倍）。若起動電流持續(xù)時間為

43、10S，則要求繼電器反時限特性曲線在4倍動作電流處對應(yīng)的時限大于10S，并利用此曲線查出兩倍動作電流處的時間，即為整定的兩倍反時限動作電流的時間。c 速斷保護動作電流的整定：速斷保護的動作電流應(yīng)大于電動機的起動電流，即 式中可靠系數(shù)繼電器接線系數(shù)電動機起動電流周期分量的最大值。其參考值如下：單鼠籠電動機，雙鼠籠電動機，繞線式電動機。由于反時限繼電器速斷部分的返回系數(shù)僅為0.30.4，慣性又比較大，所以要考慮電動機起動電流的非周期分量，顧乘1.8的系數(shù)。對于電流速斷保護，要求在電動機出口發(fā)生金屬性兩相短路時，其靈敏度大于2。在滿足靈敏度要求的前提下，允許適當(dāng)提高速斷保護動作值。2 電動機的定時限

44、過電流保護整定計算a 電流速斷保護動作電流整定；按躲過電動機起動電流最大值整定，即 式中可靠系數(shù)，取1.5電流速斷保護的靈敏系數(shù)要求大于2。b 過負(fù)荷保護動作電流整定：按電動機額定電流整定，即 式中可靠系數(shù)，取1.051.2返回系數(shù)，取0.85電動機額定電流動作時限，大于電動機起動電流持續(xù)時間一般為1220S。3 電動機的失壓保護整定計算a 低電壓保護的用途保證重要電動機的自起動。對于電源電壓短時降低或中斷情況，根據(jù)自起動條件，必須切除部分不重要的電動機。保證工藝過程和技術(shù)保安條件，在電壓長時間下降或中斷時，切除不允許自起動的電動機。b 低電壓保護整定計算按保證電動機自起動的條件整定，即 式中

45、保證電動機自起動時，母線的允許最低電壓，一般為（0.550.65）；可靠系數(shù)電壓繼電器的返回系數(shù)按切除不允許自起動的條件整定：一般取（0.60.7）。以上兩種整定值均取0.5S的動作時限，以躲過速斷保護動作及電壓回路斷線引起的誤動作。4 電動機的單相接地保護整定計算當(dāng)接地電流大于10A時，才在電動機上裝設(shè)單相接地保護。保護裝置是借助于連接到零序變流器上的過電流繼電器來實現(xiàn)。零序變流器裝在母線的電纜始端，這樣就把電纜也包括在保護中。保護裝置動作電流一般計算為 式中保護裝置一次側(cè)起動電流該線路的電容電流可靠系數(shù)，是為了躲過弧光接地故障所產(chǎn)生的不穩(wěn)定過程短路所設(shè)。如保護裝置不帶時限，可取，如帶0.5

46、S時限，取1.52。保護裝置的靈敏系數(shù)計算為 式中保護裝置靈敏系數(shù)要求大于2該線路總的電容電流5 計算實例某工廠一臺電動機由變電所6KV母線供電，1DL是電動機斷路器，經(jīng)較短的電纜向電動機供電。電動機額定容量為440KW，電壓為6300V，額定電流為52A。電動機起動電流是額定短路電流的5.5倍。1DL斷路器裝設(shè)GL22/10型反時限電流保護，電流互感器變比為100/5，差接線。接線如圖 由于變電所內(nèi)饋線電纜長度過短，阻抗略去不計。1DL反時限過電流保護計算反時限動作電流：按電動機額定短路整定，即實際動作電流取7A，折算至一次側(cè)面動作電流為速斷動作電流：按躲過電動機自起動電流整定，即取8倍反時

47、限動作電流作速斷動作電流，即56A，折算至一次側(cè)速斷動作電流為二倍反時限動作電流的時間整定，估計該電動機起動電流持續(xù)時間在12S左右，起動電流與繼電器反時限動作電流比為查GL22/10特性曲線，找出動作電流倍數(shù)為3.5倍時對應(yīng)時間為12S的曲線，并由線曲線查出2倍動作電流時的動作時間為20S。第九章 小型發(fā)電機保護整定計算在容量為1000KW以上的發(fā)電機，按不同容量和機組特點的要求，可裝設(shè)以下保護裝置：縱聯(lián)差動保護；定子繞組接地保護；電壓元件閉鎖的電流保護；發(fā)電機過負(fù)荷保護；轉(zhuǎn)子繞組（勵磁回路）出現(xiàn)一點接地后應(yīng)投入轉(zhuǎn)子繞組兩點接地保護。1 BCH2型發(fā)電機差動保護的整定計算由BCH2型差動繼電

48、器構(gòu)成的差動保護，因有直流助磁特性，因而當(dāng)非周期分量出現(xiàn)時，繼電器的動作電流就大為增加，從而提高了躲外部短路時暫態(tài)不平衡電流的性能。這種繼電器在無直流助磁時，繼電器的動作安匝為604安匝其動作電流可在1.512A范圍內(nèi)調(diào)整。a 動作電流計算該差動保護的動作電流按以下兩個條件選擇：按躲外部故障時的最大平衡電流整定，即式中可靠系數(shù)，取1.31.5非周期分量系數(shù)，取1.0電流互感器同型系數(shù)，0.5電流互感器誤差，取0.1發(fā)電機出口三相短路電流按躲電流互感器二次回路斷線整定，即 式中可靠系數(shù)，取1.3發(fā)電機額定電流選用按上述兩條件計算得出的最大值作為選用值并折合至二次側(cè)，這樣差動繼電器動作值為 式中接線系數(shù)差動線圈匝數(shù)為 式中繼電器的動作安匝，額定值為60b 短路線圈抽頭選擇由于短路線圈的匝數(shù)越多，直流助磁作用越強，躲開非周期分量的性能也越好。但在保護范圍內(nèi)短路，故障電流初始值中也含有非周期分量，差動繼電器要等到非周期分量衰