繼電保護(hù)整定計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)講義稿課件

1、繼電保護(hù)整定計(jì)算 基礎(chǔ)知識(shí) 主講人:XXX 20XX年XX月繼電保護(hù)裝置基本要求速動(dòng)性故障發(fā)生時(shí)能快速切除故障，防止事故蔓延擴(kuò)大可靠性保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障，能準(zhǔn)確動(dòng)作；保護(hù)范圍外發(fā)生故障，能可靠不誤動(dòng)選擇性有選擇地切除故障，使故障或事故影響范圍盡量減小靈敏性保證可靠動(dòng)作的能力這些功能和要求都是保護(hù)裝置通過(guò)不同的定值整定來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)保證系統(tǒng)運(yùn)行安全和保護(hù)設(shè)備不受傷害起到很大的作用,所以說(shuō)繼電保護(hù)整定計(jì)算很重要、責(zé)任也很大。繼電保護(hù)整定計(jì)算工作的基本內(nèi)容詳細(xì)了解一次系統(tǒng)的主接線及設(shè)備參數(shù)詳細(xì)了解每臺(tái)設(shè)備的保護(hù)配置及裝置的工作原理與有關(guān)部門(一般是網(wǎng)調(diào))共同確定運(yùn)行方式,繪制系統(tǒng)阻抗圖,計(jì)算最大、最小

2、運(yùn)行方式下的短路電流,為整定保護(hù)、校驗(yàn)靈敏度提供依據(jù)編制繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算原則根據(jù)整定計(jì)算原則具體進(jìn)行每套保護(hù)裝置的定值計(jì)算填寫保護(hù)定值通知單及定值臺(tái)帳將整定計(jì)算原則、短路電流計(jì)算過(guò)程、定值計(jì)算過(guò)程的全部原始底稿整理成冊(cè)，妥善保存繼電保護(hù)整定計(jì)算包括兩大部分短路電流計(jì)算：計(jì)算系統(tǒng)在最大、最小運(yùn)行方式下的短路電流另外還有，廠用負(fù)荷自起動(dòng)電流電壓計(jì)算，其中啟動(dòng)電流可以實(shí)測(cè)繼電保護(hù)裝置定值整定1、發(fā)電機(jī)保護(hù)2、變壓器保護(hù)3、發(fā)變組保護(hù)4、線路保護(hù)短路電流計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)一、基本假設(shè)：短路電流精確計(jì)算是復(fù)雜的，也是不可能的，為了方便計(jì)算作為工程應(yīng)用一般都作以下假設(shè)1、在短路過(guò)程中認(rèn)為發(fā)電機(jī)的電勢(shì)相位一致

3、，頻率不變2、假定各元件中的磁路不飽和，參數(shù)恒定不變。計(jì)算時(shí)可以用疊加原理3、變壓器的勵(lì)磁電流忽略不計(jì)短路電流計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)一、基本假設(shè)4、系統(tǒng)各元件電阻及分布電容忽略不計(jì)（只有在元件的電阻值大于電抗值的1/3以上時(shí)，該元件才用阻抗值表示）5、三相系統(tǒng)始終是對(duì)稱的，可用單相等值電路進(jìn)行計(jì)算6、正常負(fù)荷電流一般忽略不計(jì)7、短路是金屬性的，一般不考慮過(guò)度電阻短路電流計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)二、標(biāo)幺制標(biāo)幺制可以使復(fù)雜的關(guān)系和過(guò)程簡(jiǎn)單化，使計(jì)算工作變得簡(jiǎn)單容易標(biāo)幺值=可以看出，標(biāo)幺值是相對(duì)值，是為了計(jì)算時(shí)消除電壓等級(jí)障礙而采用的一種簡(jiǎn)化方法，計(jì)算結(jié)果必須還原成有名值后才能應(yīng)用短路電流計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)三、主要電氣元件的標(biāo)

4、幺計(jì)算( )1、發(fā)電機(jī)2、變壓器3、電抗器4、電纜短路電流計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)四、繪制等值電抗圖及化簡(jiǎn)根據(jù)基本假設(shè)可以畫出簡(jiǎn)化的電氣一次圖，對(duì)應(yīng)為用電抗表示的等值電抗圖，電氣元件經(jīng)過(guò)標(biāo)幺計(jì)算后標(biāo)在對(duì)應(yīng)的電抗旁邊。對(duì)稱電路、若干等值電源可以歸并短路電流計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)五、三相短路電流計(jì)算1、無(wú)限大電源供電無(wú)限大電源定義：是指當(dāng)電力系統(tǒng)的電源的距短路點(diǎn)的電氣距離較遠(yuǎn)時(shí)，由短路引起的電源送出的那部分容量遠(yuǎn)小于本身的容量，稱該電源為無(wú)限大電源。實(shí)際電力系統(tǒng)，供電電源的內(nèi)電抗不超過(guò)短路回路總電抗的10%時(shí)，可認(rèn)為該電源為無(wú)限大電源短路電流計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)五、三相短路電流計(jì)算無(wú)限大電源的特點(diǎn)：1）、短路過(guò)程中電源頻率是不

5、變的2）、短路過(guò)程中電源的端電壓是不變的3）、短路過(guò)程中，短路電流的周期分量保持不變，即短路電流不衰減短路電流計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)五、三相短路電流計(jì)算2、發(fā)電機(jī)供電支路的短路計(jì)算在發(fā)電機(jī)供電支路發(fā)生短路時(shí)，發(fā)電機(jī)的電勢(shì)是隨時(shí)間t變化的，因此從起始次暫態(tài)短路電流到穩(wěn)態(tài)短路電流也是隨時(shí)間變化的。為了便于計(jì)算，我國(guó)目前采用運(yùn)算曲線。求出計(jì)算電抗在運(yùn)算曲線上查短路電流標(biāo)幺值，乘以相應(yīng)發(fā)電機(jī)的額定電流即可得到該分支短路電流周期分量的有名值短路電流計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)六、不對(duì)稱短路電流計(jì)算在系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，正常運(yùn)行的對(duì)稱三相系統(tǒng)受到破壞，電氣元件的零序、負(fù)序保護(hù)就是利用這種情況下的故障量構(gòu)成的保護(hù)，這時(shí)就需要采用對(duì)

6、稱分量法進(jìn)行計(jì)算對(duì)稱分量法：將短路后三相不對(duì)稱的電流、電壓分解成三組對(duì)稱的序電流、序電壓，然后利用計(jì)算對(duì)稱短路的方法，分別求出各序分量的電流電壓值，最后再合成各相的全電流、全電壓值短路電流計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)六、不對(duì)稱短路電流計(jì)算對(duì)任意的不對(duì)稱的三相全電流 分解成三組對(duì)稱的序電流：正序電流：短路電流計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)六、不對(duì)稱短路電流計(jì)算負(fù)序電流：零序電流：同樣電壓的對(duì)稱分量法也是這樣計(jì)算，比如常用的零序電壓：繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算一、幾個(gè)常用系數(shù)的意義1、可靠系數(shù)：為了避免計(jì)算中出現(xiàn)的誤差、互感器測(cè)量誤差、繼電保護(hù)裝置本身的誤差以及調(diào)試等的誤差，使保護(hù)間的保護(hù)范圍不配合而引起保護(hù)誤動(dòng)作，保護(hù)的動(dòng)作值與實(shí)際短

7、路電流或與配合的動(dòng)作值之間應(yīng)有一定的裕度，以取得選擇性而引入了一個(gè)系數(shù)可靠系數(shù)可靠系數(shù)的選用要考慮整定計(jì)算條件的不同，繼電器類型不同，保護(hù)方式不同而有所區(qū)別繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算一、幾個(gè)常用系數(shù)的意義2、返回系數(shù)：按正常運(yùn)行額定數(shù)值整定的保護(hù)定值，由于定值比較接近正常運(yùn)行值，在故障斷開或短時(shí)間超額定而恢復(fù)正常的過(guò)程中，保護(hù)不能可靠及時(shí)返回就有可能發(fā)生誤動(dòng)，為避免這種情況引入返回系數(shù) 過(guò)流保護(hù)取0.85 低電壓保護(hù)取1.2繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算一、幾個(gè)常用系數(shù)的意義3、非周分量系數(shù)：短路起始的暫態(tài)過(guò)程中，短路電流含有很大的非周期變化的分量，特征是偏于時(shí)間軸的一邊（近似直流），而且隨時(shí)間衰減（與電路的

8、時(shí)間常數(shù)有關(guān)，一般0.1-0.2秒可衰減下去），對(duì)差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作有較大的影響，外部短路時(shí)差動(dòng)保護(hù)各側(cè)CT通過(guò)的短路電流大小可能不同，加上非周期分量的影響，其飽和程度必然不同，因而產(chǎn)生很大的不平衡電流，這對(duì)差動(dòng)保護(hù)是不利的繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算一、幾個(gè)常用系數(shù)的意義4、靈敏系數(shù)：保護(hù)裝置對(duì)在它的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)的反映能力稱保護(hù)裝置的靈敏性（或靈敏度），用靈敏系數(shù) 表示。 不同的保護(hù)裝置所要求的靈敏系數(shù)是不同的，部頒有關(guān)規(guī)程有統(tǒng)一規(guī)定，比如：規(guī)定縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)不小于2；過(guò)流保護(hù)靈敏系數(shù)不小于1.5等等繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算二、發(fā)變組保護(hù)整定計(jì)算1、發(fā)電機(jī)保護(hù)主要

9、配置：（1）發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)（2）發(fā)電機(jī)過(guò)流、過(guò)負(fù)荷保護(hù)（3）發(fā)電機(jī)負(fù)序過(guò)流、過(guò)負(fù)荷保護(hù)（4）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組過(guò)流、過(guò)負(fù)荷保護(hù)（5）發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)（6）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)（7）發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)（8）發(fā)電機(jī)低勵(lì)失磁保護(hù)（9）發(fā)電機(jī)過(guò)壓保護(hù)（10）發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算二、發(fā)變組保護(hù)整定計(jì)算2、變壓器保護(hù)主要配置：（1）變壓器差動(dòng)保護(hù)（2）主變零序差動(dòng)保護(hù)（3）主變過(guò)激磁保護(hù)（4）變壓器復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)（5）變壓器瓦斯保護(hù)3、發(fā)變組公用保護(hù)（1）發(fā)變組縱差保護(hù)（2）發(fā)變組低阻抗保護(hù)（3）非全相運(yùn)行保護(hù)繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算三、大型機(jī)組的差動(dòng)保護(hù)1、CT的選擇（1）5P+5P 只

10、能反映穩(wěn)態(tài)情況下一次電流?，F(xiàn)在存在這樣的問(wèn)題，外部發(fā)生故障，暫態(tài)時(shí)間很短0.05-0.1s，而非周期分量很大衰減慢（最大0.5s），分流作用很大，影響CT，使CT有剩磁，二次不能正確反映一次，就有可能誤動(dòng)。在整定計(jì)算中，5P級(jí)CT的非周期分量系數(shù)取的較大1.5-2,用以躲過(guò)引起的不平衡電流（2）TPY+TPY T表示暫態(tài)，P表示保護(hù)用，現(xiàn)在大型機(jī)組及高壓線路差動(dòng)保護(hù)都用TPY型，能很好的消除暫態(tài)非周期分量的影響，非周期分量系數(shù)取的較?。?）變壓器CT怎樣消除不平衡電流： 1）保證兩側(cè)CT型號(hào)一樣 2）保證一二次電纜阻抗一樣繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算2、差動(dòng)保護(hù)原理分析這種是帶比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)原

11、理曲線，一般許繼公司產(chǎn)品用的多。整定原則：繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算導(dǎo)則：確定差動(dòng)保護(hù)的最小動(dòng)作電流I0P.0 即A點(diǎn)縱坐標(biāo)（按負(fù)荷狀態(tài)下保護(hù)不誤動(dòng)要求整定）： I0P.0 = Krel 2 0.03% Ign/na 式中：Krel -可靠系數(shù)，取1.5 Ign -發(fā)電機(jī)額定一次電流實(shí)際可?。篒0P.0 =（0.100.30）Ign/na 一般宜選用I0P.0 =（0.100.20）Ign/na 2) 確定制動(dòng)特性的拐點(diǎn)B，也即最小制動(dòng)電流Ires.0。定子電流等于或小于額定電流時(shí)，差動(dòng)保護(hù)不必具有制動(dòng)特性，因此，B點(diǎn)橫坐標(biāo)： Ires.0 = （0.81.0）Ign/na繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算3)

12、按最大外部短路電流下差動(dòng)保護(hù)不誤動(dòng)的條件，確定制動(dòng)特性的C點(diǎn),并計(jì)算最大制動(dòng)系數(shù)Ires.max 。設(shè)C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最大動(dòng)作電流為Iop.max ，其值為：Iunb.max Kap Kcc Ker I（3）k.max /naIop.max Krel Iunb.max Kres.max IOP.max /Ires.max Krel Kap Kcc Ker 0.15 （為安全計(jì)，取0.30）式中：Iunb.max發(fā)電機(jī)外部短路時(shí)，差動(dòng)保護(hù)的最大不平衡電流Kap 非周期分量系數(shù)，取1.52繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算Kcc 互感器同型系數(shù)，同型時(shí)取0.5，不同型時(shí)取1.0Ker 互感器比誤差系數(shù)，取0.1I（3

13、）k.max 最大外部短路三相短路電流周期分量Iop.max對(duì)應(yīng)最大短路電流的最大動(dòng)作電流Krel 可靠系數(shù)，取1.31.5Ires.max 對(duì)應(yīng)最大短路電流的最大制動(dòng)電流Kres.max 對(duì)應(yīng)最大短路電流的最大制動(dòng)系數(shù)比率制動(dòng)特性的斜率S為： Iop.maxIop.0S （I(3)k.max/na） Ires.0繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算這種是比率制動(dòng)特性差動(dòng)保護(hù)原理曲線，南瑞、GE公司用的比較多繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算下面用一個(gè)實(shí)例講一下這種原理怎樣整定計(jì)算整定計(jì)算用短路電流外部短路(機(jī)端)最大短路電流I（3）Kmax=1/0.3341000/20=86.53 KA內(nèi)部短路(機(jī)端)最小短路電流I（2

14、）Kmin=0.86686.53=74.94 KACT型號(hào)及變比：兩側(cè)均為TYP-25000/5A1）最小動(dòng)作電流Iop.o按發(fā)電機(jī)空載條件下, 縱差保護(hù)最大不平衡電流為整定條件, 取S1=0.0519245/25000=0.0385 pu ,開機(jī)空載條件下實(shí)測(cè)不平衡電流大小。 繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算2）第一段比率制動(dòng)特性（ab直線）設(shè)定Ires1.5 puw為區(qū)內(nèi)短路范圍，第一段比率制動(dòng)制動(dòng)特性為直線oab ,其制動(dòng)系數(shù)即 oab直線斜率S1=KrelKapKccKer 式中：Krel為可靠系數(shù)，Krel1.5 Kap為暫態(tài)系數(shù)，TYP的Kap1.0 Kcc為同型系數(shù) Kcc0.5 Ker為C

15、T幅值誤差系數(shù)Ker = 0.1S1=1.51.00.50.1=0.075為防止在較小外部短路暫態(tài)過(guò)程中縱差保護(hù)誤動(dòng), 適當(dāng)增大S1, 最終選S1=0.15，當(dāng)S1和Iop.o選定后,a點(diǎn)隨之確定,不用另做整定 繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算3）最大外部短路時(shí)縱差保護(hù)不誤動(dòng)（d點(diǎn)）已知I（3）Kmax /25000=86530/25000=3.46 pu為確保縱差保護(hù)不誤動(dòng)，d點(diǎn)制動(dòng)系數(shù)Ires.max= S2 S1考慮到外部短路電流倍數(shù)不大，S2不必太大，實(shí)取S20.30 C點(diǎn)Iresc=2.5 pu 4）縱差保護(hù)靈敏系數(shù)Isen一定合格，不必校驗(yàn) 5）比率制動(dòng)特性b c段由制造廠家整定 這是大同發(fā)電公司600MW機(jī)組發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算，用的是GE公司的保護(hù)裝置。咱們廠350WM燃機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù)也是用的GE公司