繼電保護整定計算簡述

繼電保護整定計算簡述1繼電保護整定計算的目的和任務繼電保護工作類別：設計、制造、調試、安裝、運行需要整定計算的部門：設計、調試、運行。各部門進行整定計算的目的和要求不同。

2繼電保護整定計算的目的和任務部門目的：設計部門―――其目的是按照電力系統(tǒng)的設計參數(shù)和典型的運行方式進行故障計算，制定全系統(tǒng)繼電保護的配置方案和裝置選型，并進行整定，校驗能否滿足四性的要求，滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，論證配置方案、裝置選型和定值選擇的可行性和正確性。一般要制定多個方案，多套定值進行比較，確定一個在經(jīng)濟技術上最佳的方案。3調試部門―――基建部門安裝完保護裝置后，要進行72小時的試運行，以驗證保護裝置的完好性，接線的正確性和安裝的質量。為此要進行故障計算和整定。也可按調度給出定值進行整定和調試。4運行部門―――是直接應用繼電保護保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，向用戶可靠供電的部門，有直接的責任，因此對整定計算的全面性，正確性和精度要求最高。所謂全面性是指不只是考慮每個裝置的保護效果是否最佳，還要考慮各個裝置之間的協(xié)調配合是否正確，全系統(tǒng)的保護效果是否最佳。不僅考慮正常運行狀態(tài)下發(fā)生各種故障時保護的性能，還要考慮故障后狀態(tài)下保護的性能5保護設計一般規(guī)定電力系統(tǒng)繼電保護的設計與配置是否合理直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行，如果設計與配置不合理，保護將可能誤動或拒動。合理地選擇保護方式和正確地整定計算，對保證電力系統(tǒng)的安全運行具有非常重要的意義。選擇保護方式時，希望能全面滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。6

設計各種電氣設備的保護應綜合考慮2.故障出現(xiàn)的機率及可能造成的后果；3.電力系統(tǒng)近期的發(fā)展情況；4.經(jīng)濟上的合理性；5.成熟的經(jīng)驗。1.電力設備和電力系統(tǒng)的結構特點和運行特性；7繼電保護整定計算的基本任務基本任務：就是要對各種繼電保護給出整定值。整定計算方案：可按電力系統(tǒng)的電壓等級或設備來編制、還可按繼電保護的功能劃分方案分別進行。例如：一個220KV電網(wǎng)的繼電保護整定方案，可以分為縱差保護方案、相間距離保護方案、接地零序電流保護方案、重合閘方案、高頻保護方案、設備保護方案等等。8各種繼電保護適應電力系統(tǒng)運行變化的能力都是有限的，隨著電力系統(tǒng)運行情況的變化（建設發(fā)展、運行方式變化），當超出預定的適應范圍時，就需要對全部或部分繼電保護重新進行整定，以滿足新的運行需要。例如：舉例來說，零序電流保護是一種原理簡單、性能良好的接地保護裝置，但當電網(wǎng)結構比較復雜（例如環(huán)狀網(wǎng)路多、雙回線路多、短線路多、有零序互感的線路多等等），運行方式變化又很大時，零序電流保護的靈敏度將變得很低，動作時間將很長，保護效果大為降低。此時，即使選取最佳整定方案也難以改善保護效果。又如：距離保護裝置較電流保護裝置性能優(yōu)異，適應運行方式變化的能力較強。但用于短線路（一般約為5～10km）或短路電流較?。ǘ沃狄话慵s為8～10A）的情況時，距離保護也難以使用，這時就需要重新進行繼電保護的配置和選型，以滿足電力系統(tǒng)對繼電保護的要求。9當繼電保護的配置和選型均難以滿足電力系統(tǒng)的特殊需要時，必須考慮暫時改變電力系統(tǒng)的需要或采取某些臨時措施加以解決。繼電保護整定計算即有自身的整定問題，又有繼電保護的配置與選型問題，還有電力系統(tǒng)的結構和運行問題。整定計算要綜合、辯證、統(tǒng)一的運用。10整定計算具體任務與步驟：1、繪制電力系統(tǒng)接線圖；基本任務―――按照繼電保護的目的和要求，進行故障計算，選定系統(tǒng)中各個保護裝置的定值。11整定計算具體任務與步驟：2、繪制電力系統(tǒng)阻抗圖；包括正序、負序、零序三個序網(wǎng)。正序阻抗圖，如圖所示。123、建立電力系統(tǒng)設備參數(shù)表；134、建立電流、電壓互感器參數(shù)表；146、電力系統(tǒng)各點短路計算結果列表；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；157、建立各種繼電保護整定計算表168、按繼電保護功能分類，分別繪制出整定值圖；如圖為零序保護定值圖（圖中表示的是四段式保護）

9、編寫整定方案報告書，著重說明整定原則問題、整定結果評價、存在的問題及采取的對策。17整定計算的步驟

11、按繼電保護功能分類擬定短路計算的運行方式，選擇短路類型、分支系數(shù)的計算條件；2、進行短路故障計算，錄取結果；3、按同一功能的保護進行整定計算（如按零序電流保護、距離保護等分別進行整定計算）。選取整定值并做出定值圖，圖18整定計算的步驟

24、對整定結果分析比較，以選出最佳方案；最后應歸納出存在的問題，并提出運行要求；應包括對運行方式的要求及繼電保護運行改變的要求。5、畫出定稿的定值圖；19整定計算的步驟3說明書內(nèi)容：1）方案編制時間、電力系統(tǒng)概況；2）電力系統(tǒng)運行方式選擇原則及變化限度；3）主要的、特殊的整定原則；4）方案存在的問題及對策；5）繼電保護的運行規(guī)定，如保護的停、投，改變定值、改變使用要求以及對運行方式的限制要求等；6）方案的評價及改進方向。6、編寫整定方案說明書。20主保護、后備保護和輔助保護反應短路故障的保護應有主保護和后備保護，必要時還要增設輔助保護。主保護應能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定及電力設備安全的要求，有選擇地切除被保護設備和全線路故障的保護。后備保護在主保護或斷路器拒動時，用以切除故障的保護。輔助保護是彌補主保護和后備保護的不足而增設的簡單保護。21對繼電保護裝置的基本要求可靠性是指被保護設備區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時，保護裝置能可靠動作；系統(tǒng)正常運行或在區(qū)外故障時，保護應不動作。選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，僅由故障的保護裝置將故障設備切除。靈敏性是指保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)故障的反應能力。速動性是指保護裝置應快速切除故障。22系統(tǒng)運行方式的考慮要求：在選擇保護方式及對其整定計算時，都必須考慮系統(tǒng)運行方式變化帶來的影響，所選用的保護方式，應在各種系統(tǒng)運行方式下，都能滿足選擇性和靈敏性的要求。運行方式最大運行方式最小運行方式正常運行方式23最大運行方式：根據(jù)電力系統(tǒng)最大負荷的需要，電力系統(tǒng)中的發(fā)電設備都投入運行以及選擇的接地中性點全部接地的系統(tǒng)運行方式稱為最大運行方式。對繼電保護而言，是指短路時流過保護的短路電流最大的運行方式。最小運行方式：根據(jù)系統(tǒng)最小負荷，投入與之相適應的發(fā)電設備且系統(tǒng)中性點只有少部分接地的運行方式稱為最小運行方式。對繼電保護而言，是指短路時流過保護的短路電流最小的運行方式。正常運行方式：根據(jù)系統(tǒng)正常負荷的需要，投入與之相適應數(shù)量的發(fā)電機、變壓器和線路的運行方式。24運行方式的選擇原則

繼電保護整定計算用的運行方式，是在電力系統(tǒng)確定好運行方式的基礎上，在不影響繼電保護的保護效果的前提下，為提高繼電保護對運行方式變化的適應能力而進一步選擇的，特別是有些問題主要由繼電保護方面考慮決定的。

例如確定變壓器中性點的接地方式。除了保證至少有一個接地點以防止產(chǎn)生過電壓外，還要保證零序保護的靈敏度。。如變壓器中性點是否接地運行，變壓器絕緣性能有否特殊規(guī)定。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，也會影響繼電保護配置和選型的正確性。25運行方式的選擇原則

確定運行方式的限度，就是確定最大和最小運行方式，它應以滿足常見運行方式為基礎，在不影響保護效果的前提下，適當加大變化范圍。其一般原則如下：1）必須考慮檢修與故障兩種狀態(tài)的重疊出現(xiàn)，但不考慮多種重疊。2）不考慮極少見的特殊方式。必要時，可采取特殊措施加以解決。26一、發(fā)電機、變壓器運行方式選擇的原則

1）一個發(fā)電廠有兩臺機組時，一般應考慮全停方式，一臺檢修，另一臺故障。當有三臺以上機組時，則選擇其中兩臺容量較大機組同時停用的方式。對水電廠，還應根據(jù)水庫運行方式選擇。2）一個發(fā)電廠、變電站的母線上無論接幾臺變壓器，一般應考慮其中容量最大的一臺停用。因為變壓器運行可靠性較高，檢修與故障重迭出現(xiàn)的幾率小。27二、

變壓器中性點接地選擇原則1）發(fā)電廠、變電所低壓側有電源的變壓器，中性點均要接地。以防止出現(xiàn)不接地系統(tǒng)的高頻過電壓。

2）自耦型和有絕緣要求的其他變壓器，其中性點必須接地。

3）T接于線路上的變壓器，以不接地運行為宜。

4）為防止操作過電壓，在操作時應臨時將變壓器中性點接地，操作完畢后再斷開，這種情況不按接地運行考慮。28三、

線路運行方式選擇原則

1）一個發(fā)電廠、變電站母線上接有多條線路，一般考慮選擇一條線路檢修，另一條線路又故障的方式。2）雙回路一般不考慮同時停用。

29四、

流過保護的最大、最小短路電流計算方式的選擇

1．相間保護

對單側電源的輻射形網(wǎng)絡，流過保護的最大短路電流出現(xiàn)在最大運行方式（所有設備全部投入運行），而最小短路電流，則出現(xiàn)在最小運行方式。對于雙電源的網(wǎng)絡，一般（當取x1=x2時）與對側電源的運行方式無關，可按單側電源的方法選擇。對于環(huán)狀網(wǎng)絡中的線路，流過保護的最大短路電流應選開環(huán)運行方式，開環(huán)點應選在所整定保護線路的相鄰下一級線路上。而對于最小短路電流，則應選閉環(huán)運行方式。同時再合理地停用該保護背后的機組、變壓器及線路。

30四、

流過保護的最大、最小短路電流計算方式的選擇

2．零序電流保護

對于單側電源的輻射形網(wǎng)絡，流過保護的最大零序短路電流與最小零序電流，其選擇方法可參照相間短路中所述，只需注意變壓器接地點的變化。對于雙電源的網(wǎng)絡及環(huán)狀網(wǎng)絡，同樣參照相間短路中所述。其重點也是考慮變壓器接地點的變化。

。

31五、

選取流過保護的最大負荷電流的原則選取流過保護的最大負荷電流的原則如下：1）備用電源自動投入引起的增加負荷。2）并聯(lián)運行線路的減少，負荷的轉移。3）環(huán)狀網(wǎng)絡的開環(huán)運行，負荷的轉移。4）對于雙側電源的線路，當一側電源突然切除發(fā)電機，引起另一側增加負荷。32定時限時間級差的選擇1

不同原理的保護裝置，其固有動作時間是不同的：電磁型保護固有動作時間為0.1～0.2S。微機保護的固有動作時間為0.02～0.05S。各種保護整定配合的時間級差可按下表選擇：33定時限時間級差的選擇2

時間級差應根據(jù)時間繼電器的精度選擇。選擇時間級差時應注意的一些問題：

1)時間繼電器的整定范圍愈大，誤差也愈大。隨著保護整定時間的加長，時間級差應選擇較大者。

2）當保護裝置中的時間繼電器（元件）精度較高時，可選擇較小的時間級差。

3）當相鄰一級保護在故障情況下可能產(chǎn)生相繼動作，可選擇較小的時間級差。4）保護裝置的工作邏輯不論如何復雜，其整定時間均指整套保護從動作開始至發(fā)出跳閘脈沖的全部時間。

5）時間級差是指上一級某一級保護相對于下一級與其配合整定的保護段的整定時間而言。34整定系數(shù)的分析與應用1繼電保護的整定值一般通過計算公式得出，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，計算公式中需要引入各種整定系數(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)運行特性等因素來選擇。

35由于測量、計算、調試及繼電器等各種誤差的影響，使保護的整定值偏離預定數(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)。一、可靠系數(shù)（Krel）取值整定系數(shù)的分析與應用236可靠系數(shù)的取值與各種因素有關，整定計算時參照下表選擇：

整定系數(shù)的分析與應用337整定系數(shù)的分析與應用4注1.表中可靠系數(shù)除距離III段按負荷阻抗整定時已包括返回系數(shù)外，其余均未計入其他任何系數(shù)（如返回系數(shù)、分支系數(shù)等），須在計算公式中另計。2.可靠系數(shù)按計算條件的準確程度有上下限。距離保護用的可靠系數(shù)小于1，與大于1的系數(shù)用法相反。381、按短路電流整定的無時限保護，考慮到暫態(tài)的影響應選較大的系數(shù)。2、按與相鄰保護的整定值配合的保護，應選用較小的系數(shù)。3、保護動作較快時，考慮到暫態(tài)的影響應選用較大的系數(shù)。4、不同原理或不同類型的保護之間整定配合時，應選用較大的系數(shù)?？煽肯禂?shù)的取值還同時應考慮以下情況：

整定系數(shù)的分析與應用539可靠系數(shù)取值6、在短路計算中，當有零序互感時，困難以精確計算，應選用較大的系數(shù)。7、整定計算中有附加誤差因素時，應選用較大的系數(shù)，例如用曲線法進行整定配合將增大誤差。5、運行中設備參數(shù)有變化或計算條件難以準確計算時，應選用較大的系數(shù)。例如變壓器參數(shù),一般不準確及考慮負荷電動機自起動時的計算；

整定系數(shù)的分析與應用640返回系數(shù)：按正常運行條件量值整定的保護，在受到故障量的作用起動時，當故障消失后保護不能返回到正常位置將發(fā)生誤動作。因此，整定計算公式中引入返回系數(shù)。對于按故障量值和按自起動量值整定的保護，則可不考慮返回系數(shù)。二、返回系數(shù)（Kre）取值41按正常運行條件量整定的保護，在受到故障量的作用動作時，當故障消失后保護不能返回到正常位置將發(fā)生誤動作。因此，整定計算公式中引入返回系數(shù)，返回系數(shù)用Kre表示。返回系數(shù)的定義為Kre＝返回量／動作量。于是可得，過量動作的繼電器Kre<l，欠量動作的繼電器Kre＞l。返回系數(shù)的高低與繼電器類型有關。電磁型繼電器的返回系數(shù)約為0．85；微機保護的返回系數(shù)較高，為0．85～0．95。二、返回系數(shù)（Kre）取值42圖動作電流、返回電流和最大負荷電流的關系返回電流＝返回系數(shù)*最大負荷電流，動作電流≥返回電流/返回系數(shù),當返回系數(shù)<1。動作電流≥（可靠系數(shù)/返回系數(shù)）×最大負荷電流，434445分支系數(shù)：多電源的電力系統(tǒng)中，相鄰上、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，整定公式中需引入分支系數(shù)。三、分支系數(shù)（Kb）取值46三、分支系數(shù)（Kb）取值1．電流保護

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比例。對過電流保護來說，在整定配合上應選取可能出現(xiàn)的最大分支系數(shù)。

47三、分支系數(shù)（Kb）取值2．距離保護

距離保護的助增系數(shù)等于電流保護分支系數(shù)的倒數(shù)。助增系數(shù)將使距離保護測量到的阻抗增大，保護范圍縮短。在整定配合上應選取可能出現(xiàn)的最小助增系數(shù)。48三、分支系數(shù)（Kb）取值2．距離保護

當相鄰線路有平行線路時，用引入汲出系數(shù)表示，在整定配合上應選取可能出現(xiàn)的最小汲出系數(shù)。

49三、分支系數(shù)（Kb）取值分支系數(shù)分析：

分支系數(shù)的變化范圍隨電網(wǎng)結構的不同而不同，其值一般在0~2之間。例如，單回線對雙回線的分支系數(shù)可能達到2。在結構復雜的電網(wǎng)中也可能大于2。在單電源的輻射形電網(wǎng)中，分支系數(shù)的數(shù)值與選取的短路點位置無關；但對環(huán)狀電網(wǎng)及雙回線路的情況，分支系數(shù)值隨著短路點的改變而改變。因此，分支系數(shù)計算選用的短路點，一般應選擇不利的運行方式下，在相鄰線路保護配合各段保護范圍的末端。應當指出，負荷電流產(chǎn)生的分支系數(shù)與短路電流的作用相反，在應用時應予以注意。

分支系數(shù)是個復數(shù)值，為簡化計算，一般取絕對值。

50三、分支系數(shù)（Kb）取值雙回線和環(huán)網(wǎng)的分支系數(shù)：單回線和雙回線配合的分支系數(shù)與短路點位置有關。保護1整定時的分支系數(shù)，與短路點位置有關。雙回線末端短路時＝2最大，雙回線單回運行時，＝1,最小。保護1的Ⅱ段應按最大整定，按單回運行時校驗靈敏度。KbKbKb51靈敏系數(shù)：在繼電保護的保護范圍內(nèi)發(fā)生故障，保護裝置反應的靈敏程度稱為靈敏度。靈敏度用靈敏系數(shù)Ks表示。四、靈敏系數(shù)（Ks）取值靈敏系數(shù)在保證安全性的前提下，一般愈大愈好，但在保證可靠動作的基礎上規(guī)定了下限值作為衡量的標準。不同類型保護的靈敏系數(shù)要求不同，其規(guī)定值見下表52四、靈敏系數(shù)（Ks）53計算靈敏系數(shù)注意問題：

1、計算靈敏系數(shù)，一般規(guī)定以金屬性短路作為計算條件。僅當特殊需要時，才考慮經(jīng)過渡電阻短路進行。

２、選取不利的短路類型。３、保護動作時間較長時，應計及短路電流的衰減。４、對于兩側有電源的線路保護，應考慮保護相繼動作對靈敏系數(shù)的影響。四、靈敏系數(shù)（Ks）取值54計算靈敏系數(shù)注意問題：四、靈敏系數(shù)（Ks）取值５、經(jīng)Ｙ，d11接線變壓器后不對稱短路，各相中短路電流分布將發(fā)生變化。接于不同相別、不同相數(shù)的保護，其靈敏系數(shù)也不相同。６、在保護動作全過程中，靈敏系數(shù)均需滿足規(guī)定要求。例如，發(fā)生故障時保護第一次動作跳閘，重合閘重合于故障上，或手動試送斷路器時又合于故障上，在單相重合閘過程中，非故障相再故障（故障轉換）等情況下都應滿足規(guī)定的靈敏系數(shù)要。。55五、自起動系數(shù)（KSS）自起動系數(shù)：自起動電流比負簡電流大許多倍，而且延續(xù)時間又長，故按負荷電流整定的保護整定公式中，需要引入自起動系數(shù)。自起動系數(shù)等于自起功電流與額定負荷電流之比。按負荷電流整定的保護，必須考慮負荷電動機自起功狀態(tài)的影響。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障并被切除后，