繼電保護整定計算實用手冊

繼電保護整定計算實用手冊實用手冊電保護整定計算的基本任務和要求算的目的定計算的基本任務整定計算的要求及特點算的步驟和方法采用標么制計算時的參數(shù)換算的參數(shù)短路電流計算實例數(shù)的分析與應用的基本原則通用整定方法定值計算整定計算運行方式的選擇原則保護整定計算的運行方式依據(jù)發(fā)電機、變壓器運行變化限度的選擇算的選取算計算計算算定度整定整定“T”接變壓器的線路符號xnpbrN接線繼電保護整定計算保護整定計算的基本任務和要求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，沒有繼電保護的電力系統(tǒng)是不能運行的。繼電保護要達到及時切除故障，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的目的，需要進行多方面的工作，包括設計、制造、安裝、整定計算、調試、運行維護等，繼電保護整定計算是其中極其重計工作都離不開整定計算，不同部門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)中已經配置安裝好的各種繼電保護計算的基本任務。能力都是有限的，因而，繼電保護整定整定方案的評價，是以整體保護效果的優(yōu)劣來衡量護效果。必須指出，任何一種保護裝置的性能都是電力系統(tǒng)的適應能力都是有限的。當電力系統(tǒng)的要(一)繼電保護整定計算的具體任務和步驟(1)繪制電力系統(tǒng)一次接線圖。(2)根據(jù)一次接線圖繪制系統(tǒng)阻抗圖，包括正序、負序、零序網(wǎng)。(3)建立電力系統(tǒng)設備參數(shù)表：包括一次設備的基礎參數(shù)，二次設備的規(guī)范及保(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(5)確定繼電保護整定需要滿足的電力系統(tǒng)規(guī)模及運行方式變化限度，各級母線的綜合阻抗(最大、最小方式)。(6)電力系統(tǒng)各點的短路計算結果。(7)根據(jù)整定原則，選取保護裝置整定值。(8)建立各種繼電保護整定計算表。(9)按保護功能分類，分別繪制出整定值圖。則問題、整定結果評價、存在問(二)整定方案說明書(1)方案編制時間、電力系統(tǒng)概況。(2)電系統(tǒng)運行方式選擇原則及變化限度。(4)方案存在的問題及對策。改變定值、改變使用要求以及對運(6)方案的評價及改進方向。(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擇性。實現(xiàn)選擇性必須滿足兩個條件：一(2)靈敏性。在保護裝置的保護范圍內發(fā)生的故障，保護瓜的靈敏程度叫靈敏性，習慣上叫做作靈敏度。靈敏度用靈敏系數(shù)來衡量，用K表示。靈敏系數(shù)在保證安sen，但在保證可靠動作的基礎上規(guī)定了下限值作為衡量(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(4)可靠性。繼電保護的可靠性主要由配置結構合理，質量優(yōu)良和技術性能滿足程要求的運行維護和管理來保證。為保證保護的可靠1)保護裝置的邏輯環(huán)節(jié)要盡可能少。2)裝置回路接線要簡單，輔助元件要少，串聯(lián)觸點要少。3)運行中的操作變動要少，改變定值要少。4)原理設計合理。5)安裝質量符合要求。靈敏性、選擇性，但裝置復雜，相對可靠性就差一(1)地區(qū)電網(wǎng)服從主系統(tǒng)電網(wǎng)。2)三繞組變壓器(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)保證重要用戶的供電。驟和方法采用標么制計算時的參數(shù)換算采用標么制計算時，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)，按一定基準條件(即基準容量和基準電壓)進行換算，換算為同一基準條件下的標么值，標么制計算中，基準條件一般選基準容量S=100MVA，基準電壓U=U(U為電網(wǎng)bbavav線電壓平均值)。當S、U確定后，對應的基準電流為bbbbbSbbbbSbI=b電壓、電流、阻抗對應表337115230Ub(kV)(kA)Zb(Ω)d式中X——基準條件下的電抗標么值；*bdbN(2)變壓器短路電壓U%的換算，即k1)雙繞組變壓器Uk 路阻抗換算(線路阻抗一般用有名值表示，Z=R＋jX，當R＜X中可取Z=3(4)電抗器百分電抗的換算，即X*bX阻抗標么值百分數(shù)；*NNNbb電抗X″=6。一臺容量為40000kVA升壓變壓器,額定電壓為±2×%)kV，聯(lián)結組別d型號為LGJ-240，長度為3km。系統(tǒng)至該X=。試計算k1點三相短路流經35kV線路、max(1)參數(shù)換算及繪制阻抗圖。bb1)發(fā)電機G1、G22)變壓器3)線路(2)短路電流計算。K點三相短路電流1數(shù)的分析與應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，達到正確整定的目的，在計算公式中需引入各種整定系數(shù)。整定系數(shù)應根據(jù)保護裝置的構成原理、檢測精度、動作速度、整定條件以及電力系統(tǒng)運行特可能引起誤動作。為此，整定計算公式中需引入可靠系數(shù)用K表示，如圖1-5所示。relI——所整定保護的下一級保護的動作電流；op(2)K——可靠系數(shù)。rel可靠系數(shù)的取值與各種因素有關:(2)按與相鄰保護的整定值配合整定的保護，應選較小的系數(shù)。(3)保護動作速度較快時，應選用較大的系數(shù)。(4)不同原理或不同類型的保護之間整定值配合時，應選用較大的系數(shù)。(5)感應型反時限電流、電壓保護，因惰性較大，應選用較大的系數(shù)。如感應型反時限保護可靠系數(shù)為~；瞬時段或速斷電流保護為~；與相鄰同類型過電流保護為~。r返回值返回系數(shù)的定義K=，于是可得過量動作的繼電器K＜1，欠量動作中的r動作值rrr電路型以及數(shù)字微機型繼電器(保護)返回系數(shù)較高，為~。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Kr設則對距離保護的影響與K＞1剛好相反，但在配合整定上汲出系數(shù)也應選取可能的最小用靈敏系數(shù)K表示。靈敏系數(shù)是指在被保護對象的某一指定點發(fā)生故障時，故障量與靈敏系數(shù)兩種。前者是被保護對象的大越好，但在保證可靠動作的基礎上類型保護的靈敏系數(shù)要求不同。由于電流互感器接同，反應的靈敏度也不同。對于各個檢測元件構成擔任的任務不同，對它們靈敏度的要求也不同，一般應滿足：閉鎖元件的K＞啟動元件的K＞測量元件的K。sensensen和短路類型是至關重要的。選擇的恰當與否直接影響對保常見的不利運行方式為原則。短路保護的最小靈敏保護分類保護分類200km以上線路，不小于；50~帶方向和不帶方~200km線路，不小于；50km以下保護式線路，不小于零序或負序方向元件負序和零增量或啟距離保護第三段動作區(qū)末端幫動4相電流突變量元障，大于元件件電流和阻抗元件線路末端短路電流應阻抗元件精線路，不小于；50~200km線距離元件平行線路的橫聯(lián)電流和電壓啟動元件保護按線路中點短路電流元件和電壓元件平行線路的橫聯(lián)差動方向保護和保護類型組成元件靈敏系數(shù)距離保護保護保護備注~聯(lián)保護障的測流流件元件件，其中一側路計算計算線路末端短路計算(短路電流應為陰搞元件精確工作電流倍以上)，可考慮相算護安裝處短路電動機自啟動狀態(tài)的影響。當電力系統(tǒng)發(fā)生動過程，出現(xiàn)很大的自啟動電流。負荷端電壓降低自啟動電流越大。極限狀態(tài)是電動機由靜止狀態(tài)啟。流與額定負荷電流之比，用K表示。zqd單臺電動機在滿載全電壓下啟動時，一般K為4~8，綜合負載(包括動力負荷與ast恒定負荷)的K為~，純動力負荷(多臺電動機的綜合)的K為2~3。astast過程中產生的非周期分量對保護的正確工作影響很大，一方面使電流的式中引入非周期分量系數(shù)K。apapK=~2。ap對電流速斷保護，在K系數(shù)中考慮非周期分量的影響，不再單獨考慮K。relap合的基本原則級上下級保護之間實現(xiàn)配合協(xié)調，以達到選擇性的目的。這是繼電保護整定配合的總原護的通用整定方法就須重新考慮整定條件和最小運行方式的選擇是否恰當，再配置和選型問題，然后，經過重新計算直到選出合適的整定的整定時間大一t的靈數(shù)。第三，上下級保護的配合一般是按保護正方向進保護段分段進行。第一段(一般指無時限保護段)保護通常按保圍整定。其余的各段均按上下級保護的對應段進行整性，其條件之一是保證保護動作有時間級差。時sdlyt——時間繼電器的正負誤差，對DS型系列時間繼電器在±~±；st——被保護斷路器跳閘時間，SNl0-10型斷路器跳閘時間為~；lt——裕度時間，一般對定時限保護取，對反時限保護取。y變換。式中I——繼電器二次動作電流；op．jI——繼電器一次動作電流；opK——TA二次接線系數(shù)(TA二次接線為三角形時，K=3；TA二次接線為星形conconKconconTA式中Z——繼電器二次動作阻抗，Ω／相；op．jZ——繼電器一次動作阻抗，Ω／相；opTATVK——接線系數(shù)(方向阻抗繼電器接人相電壓conconK=1；接人相間電壓、兩相電流時，K=1；全阻抗繼電器接入相concon整定計算運行方式的選擇原則護整定計算基礎，整定計算用的運行方式選擇合理與否，不僅影響繼電保護的保護效果，也會影響繼電保護的配置和選型的正確性，因此要特別重化了絕發(fā)電機、變壓器運行變化限度的選擇原則時另一臺發(fā)生(2)一個廠、站母線上無論接有幾臺變壓器，一般應考慮其中容量最大的一臺停用，因變壓器的運行可靠性很高。但對于發(fā)電機一變壓器組應服從于發(fā)電機的投停變化。選擇原則止出現(xiàn)不接地措在操作時應臨時將變壓器中性點接地，操作完畢后再斷開，這路電流計算方式的選擇雙側電源的網(wǎng)路，一般與對側電源的運行方變化無關，可按單側電源的方法選環(huán)狀網(wǎng)路的線路，流過保護的最大短路電流壓選擇開環(huán)運行方式，開環(huán)點應選在相間保護來說，一般情況下，最大短路電流可取三相短路電流，最小短路電流可的綜合零序阻抗和綜合正序阻擊的比值有關。綜合零序阻抗小于綜，單相接短路電流小于兩相接地短路電流；綜合零序阻抗大于綜合正序阻取運行方式變化日出現(xiàn)的最大負荷電流，一般變壓器保護整定計算壓器保護的配置原則或流保護)。器差動保護整定計算式動作特性的動作方程dop．oI≥S(I—+dresdI≤resI>resI——制動電流。resI=K(K+U+m)In(2-3)NTANTANTAK——可靠系數(shù)，取~；relrU定值的最大值(百分數(shù))。在實用計算中可選取I=~I，一般不小于I。op,minNNrst.0N變壓器差動保護回路最大不平衡電流I計算公式。unb．max=(KKK+△U+△m)I／n(2-5)apccerk．maxTAccccK——非周期分量系數(shù)，兩側同為TP級電流互感器??；兩側同為P級電流互感器apK、△U、n的含義同式(2-3)，但K=。erTAerI=KIrelunb．maxIK=op.maxresmaxIIIIS=op.maxop.minII動比可整定為15％~20％。流的過電流繼電器。設置差動速斷元件的主要原因是為防止在較高短路電流水平I=KIopNn或I=KINK量和系統(tǒng)電抗大小，K推薦值如下：①6300kVA及以下，7~12；AK≥。sen.變壓器后備保護的整定計算主要用于容量不大的單側電源降壓變壓器。relrKKI=KIr式中K——取~；relK——取~，靜態(tài)繼電器可取上限。rK——對單臺電動機取4~8，純動力負荷取2~3,.綜合性負荷取~。ast10kV降壓變電站，低壓6~l0kV取~，中壓35Kv取~2；220kV變電站，經驗取值~2。IK=式中I——變壓器低壓母線故障最小短路電流，計算時尚應考慮變壓器的接線、短路故障的類型過電流保護的接線方式等因素，取最嚴重情況。二、帶復合電壓閉鎖的過電流保護復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序電壓上的負序電壓繼電器組成。根據(jù)反措要求，高、中壓側過流保護均應經復合電壓閉鎖，各側復合電壓鎖應取三側電壓構成“或”門。U=U N.minKKopNK——可靠系數(shù)，取~；erlK——返回系數(shù)，取~。rUKUK=定op2N靈敏度校驗按后備保護區(qū)末端不對稱故障最低負序電壓計算K=cy.2.min要求K≥。KIKI=IopopKNKsen=Id.minI式中——變壓器低壓母線故障最小短路電流，計算時尚應考慮變壓器的接線、短路故障因素，取最嚴重的情況。r1)單側電源變壓器，負荷側后備保護動作時間與同側出線保護動作時間配合，電源側后備保護動作時間與負荷側后備保護最長動作時間配合。2)多側電源變壓器，各側的后備保護動作時間與各側KIKI=IopopKNK；relK——返回系數(shù)，取~，靜態(tài)繼電器可取上限；rI——變壓器額定電流(中間分接頭表示值)。n器氣體容積整定要求在250~300mI。范圍內可靠動作。動作流速整定值(動作流速整定值(m／s)~~~~~~~變壓器容量(kVA) 1000~75007500~1000010000以上200000以下有載調壓變壓器連接管內徑(mm)繼電器型號QJ-50QJ-50QJ-80QJ-80QJ-80QJ-80QJ-80QJ-25冷卻方式強迫油循環(huán)強迫油循環(huán)強迫油循環(huán)線路電流、電壓保護裝置的整定計算裝置是反應相間短路基本特征，并接于全電流、全電壓的相間短路保護裝置。整套保護裝置一般由瞬時段、定時段組成，構成三段式保護階梯特性。三段式V方向元件組成帶方向的各段保護。三段式保護的第Ⅰ、Ⅱ段為主保護段，第Ⅲ段為后備間；Ⅱ段帶較小的延時，一般稱延時電流速斷；Ⅲ段稱定時限過電流保護，帶較長延應滿足規(guī)程規(guī)定。對于第Ⅲ段除作本線后備外，還應作相鄰元件的遠后備。利)方式及一般故障類型，不考慮節(jié)假日等特殊方式及雙重的復雜故障類型；對于發(fā)電廠直饋線或接近電廠的帶較長時間的保護，整定計算時要考慮短路電流衰減。對于無時限動作或遠離電廠的保護，整定計算時不考慮短路電流衰減。時電流速斷保護(簡稱電流速斷)，在不同的線路上有不同的整定原則，敘述如按(1)當本線路末端有多條出線或多臺變壓器時，按躲本線路末端母線故障的最大故障電流整定，以保證相鄰下一級出線或變壓器故障時，不致越級動作。其公式計算為I=KI=Kopreld.maxrelI Z+ opbK——可靠系數(shù)(電磁型保護取K=~，感應型保護取K=~；relrelrelZ——本線路正序阻抗，以標么值表示。1護(差動或電流速斷)有跳閘自保持、線路保護有線路保護的速動保護區(qū)，并按與變壓器速動保護配合生故障時，可由其速動保護自保持跳閘，而線路的電作，但可由自動重合閘糾正其非選擇性，恢復對正常I=KI(3)oprel式中K——可靠系數(shù)，取K=~；relrelI=KI,(3-3)oprelop式中K——可靠系數(shù)，取K=；relKI′——被配合變壓器電流速斷保護定值。I=KI式中K——可靠系數(shù)，取K=~；relrel速斷保護整定計算時，需改用瞬時電流閉鎖電壓速斷保護裝置以改善整定。對于瞬時電流閉鎖電壓速斷保護中的電流證本線路末端故障有足夠靈敏度整定；對于電壓元件(控(3-5)I(2)3I(3-5)Iop=min(Zb+Z)sensenL.min1UZ(3-6)Uop=minKrem.=K(Z1+Z)relrelL.min1K——靈敏系數(shù)，取K=;sensenK——可靠系數(shù)，取K=;relrelLb流速斷保護整定計算。瞬時電流速斷保護配合整定I(I()3Z=2K(Zb+Z)II=KKI式中K——可靠系數(shù)，K=~：relrel被配合線路故障電流I——相鄰線瞬時電流速斷定值，A。op。I(3-8)t=t+t(3-8)IIII(1U)(3-10)opKopKZ+ZrelL1.maxL式中K——可靠系數(shù)，取~；relU——相鄰線電壓元件定值(標么值)；opZ方式下S電源阻抗、線路阻抗(均為標么值)。L1 sensenL.minLK——靈敏度，應滿足靈敏度表格的規(guī)定；nZ、Z——系統(tǒng)最小方式下至保護安裝處的短路阻抗及線路阻抗(均為標么值)。L。minLIK=K式中I——最后選取的整定值。op定計算過電流保護是階段式保護的后備段，除對本線故障有足夠靈敏度外，對相鄰線也應有一定遠后備靈敏度，保護動作電流應大于本線路最大負荷電流，并在電流定值及動作開本線路最大負荷電流整定中非直饋線為KI=relIopKL.maxrKKI=relastIopKL.maxr式中K——可靠系數(shù)，K=~；relrelK——返回系數(shù)，電磁型繼電器K=；relrK——電動機自啟動系數(shù)，取K=~；astast一、本線路末端靈敏度KKsen=Id.min路，一般取二、相鄰元件故障遠后被靈敏度K′sen(1)相鄰元件是線路靈敏度為I(2)=3senI 8)式中I(2)——相鄰線路末端兩相短路，流經本線保護裝置中的最小兩相短路電流(計算時要考慮對側電源的最大助增作用)。(2)相鄰元件是Yd接線的變壓器時的靈敏度1)對于兩相兩繼電器式保護為K,=K,=2)對于兩相三繼電器式保護為K,=senId式中I(3)——Yd接線變壓器另一側三相短路。流經本線保護裝置中的最小三相短路電元件是Yy接線變壓器的靈敏度為KIdmin(3-21)senI式中I(2)——Yy接線變壓器另一側兩相短路，流經本線保護裝置中的最小兩相短路電定時限過電流保護動作時間整定值(1)單電源輻射線，一般為后備段與后備段配合，上下差一個。(2)環(huán)網(wǎng)線路，按后備段與后備段配合整定時，將產生循環(huán)配合，時間無法整定。因此，應在環(huán)網(wǎng)中選擇一個配合起點，此起點的定時限過電流保護一般與相鄰線Ⅱ段配LGJKV(基準容量100MVA)：大方式X=,小方式X=，桂34斷路器裝設微機線路保護一套(三段式電流保護)，桂*max*min解：(1)短路電流計算。X=、X=max*min1)線路阻抗標么值為2)變壓器阻抗標么值為lSU372(2)桂34斷路器保護定值整定：由式(3-1)得I=KI=KIb=1.31560=max折算至二次側為 max1*t整定=3)過電流保護整定：300/5，取最大負荷電流240A)。1s算線路三相式兩段(速斷、過電流)電流保護定值。其一次系統(tǒng)接線圖及阻抗圖分別如(1)短