電力系統(tǒng)繼電保護整定計算基礎

123232323第一章 繼電保護整定計算的根底學問第一節(jié) 繼電保護整定計算的目的和任務電力系統(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。繼電保護工作類別多種多樣，諸如設計、制造、調試、安裝、運行等等。繼電保護整定計算是其中的一項重要工作。不同的部門其整定計算的目的是不同的。電力生產的運行部門，例如電力系統(tǒng)的各級調度部門，其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，依據(jù)具體電力系統(tǒng)的參數(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的協(xié)調的布署，在故障時能夠協(xié)調工作,使停電面積最小,損失最小。電力工程的設計部門，其整定計算的目的是依據(jù)所設計的電力系統(tǒng)進展計算分析，選擇和論證繼電保護的配置及裝置選型的正確性，并最終確定其技術標準，正確圓滿地完成設計任務。繼電保護整定計算的根本任務，就是要對各種繼電保護裝置給出整定值；而對電力系統(tǒng)中的全部繼電保護來說，則需編制一個整定方案。整定方案通?？砂措娏ο到y(tǒng)的電壓等級或設備來編制，并且還可按繼電保護的功能分成小的方案分別進展。例如，一個220kV電網(wǎng)的繼電保護整定方案，可分為相間距離保護方案、接地零序電流保護方案、重合閘方案、高頻保護方案、設備元件保護方案等。這些方案之間既有相對的獨立性，又有肯定的協(xié)作關系。各種繼電保護適應電力系統(tǒng)運行變化的力量都是有限的，因而，繼電保護整定方案也不是一成不變的。隨著電〔包括根本建設進展和運行方式變化繼電保護重進展整定，以滿足的運行需要。有時以降低某一個保護裝置的保護效果來改善整體保護的保護效果，也是可取的。一個整定方案由于整定協(xié)作的方法不同，會有不同的保護效果。因此，如何獲得一個最正確的整定方案，將是從事繼電保護整定計算工作的工程技術人員的爭論課題，這是個整定技巧問題。經(jīng)過不斷實踐，假設能比較嫻熟地運用各種整定原則和熟知所保護的電力系統(tǒng)運行特征時，就能作出比較滿足的整定方案。電力系統(tǒng)保護配置方案的選擇應當由簡潔到簡單,當簡潔保護原理不能滿足系統(tǒng)要求時才選擇較簡單的保護原理。例如，零序電流保護是一種原理簡潔、性能良好的接地保護裝置，但當電網(wǎng)構造比較簡單〔例如環(huán)狀網(wǎng)絡多、雙回路線多、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。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力量較強。但用于短線路〔一般約為5~10k，距離保護也難以使用，這時就需要重進展繼電保護的配置和選型。當繼電保護的配置和選型均難以滿足電力系統(tǒng)的特別需要時，必需考慮臨時轉變電力系統(tǒng)的要求或實行某些臨時措施加以解決。總之，繼電保護整定計算既有技巧問題，又有繼電保護的配置與選型問題，還有電力系統(tǒng)的構造和運行問題。因此，整定計算方法要對這些問題綜合、辯證、統(tǒng)一的考慮。得出最正確的方案。整定計算的具體任務如下：1-1；繪制電力系統(tǒng)阻抗圖，包括正序、負序、零序三個序網(wǎng)等效圖；建立電力系統(tǒng)設備參數(shù)表,1-1、1-2、1-3、1-4所示；建立電流、電壓互感器參數(shù)表如1-5、1-6所示；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。電力系統(tǒng)各點短路計算結果列表如表1-7所示；建立各種繼電保護整定計算表如表1-8所示；1繼電保護整定計算的根底學問按繼電保護功能分類，分別繪制出整定值圖如圖1-2所示；編寫整定方案報告書，著重說明整定的原則、整定結果評價、存在的問題及實行的對策等。1DL1DL3DL5DL7DL9DLQ2DL4DL6DL8DL10DL圖1-1 電力系統(tǒng)接線圖x””d20.4%Jx””d20.4%Jyuax”dJf同步電抗xd調整勵磁方式負序電抗x2時間常數(shù)Ta零序電抗x0時間常數(shù)T””d時間常數(shù)T”d備注計算承受值=額定電壓〕知名值〔基準電壓〕廠、站名稱機號額定容量600MW型式功率因素0.9(滯后)制造廠投產日期額定電壓20kV額定電壓靜額定電流19kA轉額定電流接線型式電極對數(shù)冷卻方式勵磁方式子子冷卻方式強勵倍數(shù)2電力系統(tǒng)輸電線路保護整定計算培訓班資料xx””*=〔x””/100〕?0.9?(1000/600)=dd0.204?0.9?(1000/600)=0.306記錄年月日o 量 120/120/6MVA 容量o 量 120/120/6MVA 容量比電壓比 (220±8·1.25%)/121/10.5KV相 數(shù)接 線3YNyn0d11電 流 314.9/572.58/3299.1A調壓方式型 式 SFPSZ10-/220冷卻方式 ODAF制造廠短路電壓〔高〕短路電壓〔高中〕 13.9% 低壓開路短路電壓〔中〕短路電壓〔凹凸〕 22.0%中壓開路 低〕短路電壓〔中低〕 7.64% 高壓開路 鐵 損銅 損〔高中〕 空載電流銅 損〔凹凸〕 鐵芯構造特點銅 損〔中低〕 中性點接地要求備注〔基準容量=1000高壓電抗 xX1*〔高〕=1.215， 0*〔高〕=1.1799計算承受值X1*〔中〕=-0.0567，0*〔中〕=-0.0499低壓電抗X1*〔低〕=0.6933，x0*〔低〕=0.6948記錄 計算表1-3 輸電線路參數(shù)表(舉例)線路名稱 長 度 148.335kM 運行電壓 500kV 投產日期3知名值〔基準電年 月變電站名稱變電站名稱變比投產日期壓〕中壓電--抗x日繼電保護整定計算的根底學問分段狀況導線型號、長度 4xLGJ-400/35(單回線)地線型號、長度總桿號、挨次正序xcz正序xcz0.275Ω/kM0.0138μF/kM40.8Ωr0。191Ω/kM零x0。818Ω/kM序c2。04μF/kMz124.7ΩR導線單位長度阻抗正部 X分 序 Z長度 R阻 零抗 X序Z全長阻抗 R1 3.01Ω X1 j40.7Ω Ro 28.33Ω Xo j121.34Ω及零序互感抗正序計算

零序標么值〔基準容量=1000MVA,基準電壓= 知名值〔基準電壓〕525KV，基準阻抗=275.626Ω〕承受值

正序 0.011+j0.148零序 0.103+j0.44備注記錄計算年月日表1-4 電抗器參數(shù)表額定電壓相型備數(shù)式注安裝地點額定電流投產日期制造廠4電力系統(tǒng)輸電線路保護整定計算培訓班資料標么值〔基準容量〕標么值〔基準容量〕知名值〔基準電壓〕計算承受值記錄年月 日表1-5 電流互感器參數(shù)表廠〔站〕名稱廠〔站〕名稱型式額定電壓主設備名稱備 注記錄年月 日表1-6 電壓互感器參數(shù)表廠〔站〕名稱廠〔站〕名稱額定電壓準確等級安裝地點型式投產日期備 注年月日表1-7 電力系統(tǒng)故障計算表故障點名稱故障點名稱計算方式或編號故障類型基準電流、電壓各分支、各序電流及電壓序號計算年月日表1-8 ××××保護整定計算表5繼電線路名稱全線阻抗值線路名稱全線阻抗值斷路器號保護安裝處保護型式段數(shù)運行變動要求ⅠⅡⅢⅣⅤ年月日選用整定值變流比變壓比一次二次時限方向性1234123 41234120s×1550A0sMNPMNP1DL2DL3DL4DL3 →2428A0s×1830A0s- 1580A1180A1s→1300A0.5s- 1090A1s→810A0.5s800A2.5s1.56s→760A2.5s1.4s→450A2.5s1.89s→460A3s1.8s×380A4s3.28s→523A4.5s4.03s→300A3.5s2.43s→330A5s2.5s×圖1-2零序電流保護定值圖舉例1－動作量；2－時間；3－靈敏系數(shù)；4－方向性注其次節(jié) 整定計算用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)確定好運行方式的根底上，在不影響繼電保護的保護效果前提下，為提高繼電保護對運行方式變化的適應力量而進一步選擇的，特別是有些問題主要是由繼電保護方面考慮打算的。例如，確定變壓器中性點是否接地運行，當變壓器絕緣性能沒有特別規(guī)定時，則應依據(jù)改善零序電流保護性能來打算。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。確定運行方式變化的限度，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根底，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：必需考慮檢修與故障兩種狀態(tài)的同時消滅，但不考慮多種重迭；時，這些極少見的特別方式可實行臨時的特別措施加以滿足。一、發(fā)電機、變壓器運行變化限度的選擇原則6電力系統(tǒng)輸電線路保護整定計算培訓班資料發(fā)電機、變壓器運行變化限度有如下選擇原則：一個發(fā)電廠有兩臺機組時，一般應考慮全停方式，即一臺機組在檢修中，另一臺機組又消滅故障；當有三臺以上機組時，則應選擇其中兩臺容量較大機組同時停用的方式。對水力發(fā)電廠的機組，還應結合水庫運行特性選擇，如調峰、蓄能、用水調整電力等。較高，檢修與故障重迭同時消滅的機率很小。但對于發(fā)電機變壓器組來說，則應聽從于發(fā)電機的投入和停運變化。二、中性點直接接地系統(tǒng)中變壓器中性點接地的選擇原則中性點真接接地系統(tǒng)中變壓器中性點接地的選擇原則是：發(fā)電廠及變電站低壓側有電源的變壓器，中性點均應接地運行，以防止消滅不接地系統(tǒng)的工頻過電壓；自耦型和有絕緣要求的其他型變壓器，其中性點必需接地運行；〔3〕T接于線路上的變壓器，以不接地運行為宜。當T接變壓器低壓側有電源時，則應實行防止工頻過電壓的措施；〔4〕考慮。三、線路運行變化限度的選擇線路運行變化限度的選擇應考慮以下幾點：一個廠、站母線上接有多條線路，一般應考慮一條線路檢修，另一線路又遇故障的方式；雙回線一般不考慮同時停用。四、流過保護的最大、最小短路電流計算所用運行方式的選擇〔一〕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消滅在最大方式下，即選擇全部機組、變壓器、線路全部投入運行的方式。而最小短路電流，則消滅在最小運行方式下。對于雙側電源的網(wǎng)絡，一般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。〔二〕零序電流保護〔一〕中所述。只是要留意變壓器接地點的變化。對于雙側電源的網(wǎng)絡及環(huán)狀網(wǎng)，同樣也參照〔一〕中所述。其重點也是考慮變壓器接地點的變化。五、選取流過保護最大負荷電流的方法按負荷電流整定的保護，需要考慮各種運行方式變化時消滅的最大負荷電流，一般應考慮到以下的運行方式的變化：備用電源自動投入引起的負荷增加；并聯(lián)運行線路的削減，負荷轉移；環(huán)狀網(wǎng)絡的開環(huán)運行，負荷轉移；對于兩側電源的線路，當一側電源突然切除發(fā)電機，引起另一側增加負荷。7繼電保護整定計算的根底學問第三節(jié) 時間級差的計算與選擇相鄰的上、下兩級保護間，為取得選擇性，應使其動作有時間級差。時間級差一般按下式計算：M N P11DL2DL(a)ttttb(1)tb(2)(b)ltb(2)tb(1)tt(c)t(c)tb(1)ttb(2)tl(d)1-3保護整定協(xié)作的時間級差圖〔〕〔b〕定限時保護的時間級差；〔〕d〕反時限保護時間級差1-3定限時階梯時間特性分析得t t t t t t t t 〔1-1〕bh(1) bh(2) s(1) s(2) dt(2) y bh(2)tt t t t t t 〔1-2〕bh(1) bh(2) s(1) s(2) dt(2) y式中t t ——12的整組動作時間，是指從保護動作到出口發(fā)跳閘脈沖的時間bh(1) bh(2)t t ——12的時間繼電器的正、負誤差；s(1) s(2)t ——2的斷路器跳閘時間；dt(2)8電力系統(tǒng)輸電線路保護整定計算培訓班資料ty0.05s。

——裕度時間。一般對定時限保護取0.1s，對反時限保護0.3s。對微機保護精度較高，裕度時間可取表1-9 電磁型與晶體管型時間繼電器誤差表延時范圍〔s〕0.1～1.30.25～3.50.5～90.2～10.5～21～3.53～9允許誤差〔s〕±0.05±0.1±0.15±0.015±0.03±0.04±0.18型式DS型系列BS型式DS型系列BS型系列表1-10 幾種斷路器跳閘時間數(shù)據(jù)表型號型號330kV、SN1-1G SN10-10 DW2-35SW3-35DDW3-110SW3-110SW6-110SW6-220KW6-220 500kV斷路器跳閘時間〔s〕0.10.060.050.080.04≯0.070.040.04≯0.04≯0.04表1-11 各種保護協(xié)作的時間級差表保護協(xié)作方式保護協(xié)作方式相協(xié)作的 電磁型時間保護類型 繼電器Δt〔s〕電流、電壓保護 0.4～0.5橫差、平衡保護 0.3～0.40.4～0.50.5～0.6晶體管時間繼電器Δt〔s〕0.25～0.30.25～0.350.3～0.40.4～0.5備注延時段與瞬時段相協(xié)作距離保護考慮相繼動作時間距離保護一段經(jīng)過切換護相協(xié)作或距離保護0.35～0.50.2～0.3護相協(xié)作過電流保護0.70.6時間級差是指在定時限保護范圍末端處與反時限的Δt當延時段保護與相鄰下一級瞬時段保護〔即無時限保護段，標稱0s段〕協(xié)作整定時，時間級差計算式為tt t t t 〔1-3〕bh(2) s(1) dt(2) y瞬時段保護動作時間t ，即為該保護裝置的固有動作時間，不同原理的保護裝置其固有動作時間是不同的。bh(2)0.1s~0.2s；晶體管型、集成電路型及微機型保護的固有動作時間約為0.01~0.05s。時間級差應依據(jù)時間繼電器的精度選擇，一般可按表1-11選擇。9繼電保護整定計算的根底學問第四節(jié) 各種整定系數(shù)的依據(jù)與應用繼電保護的整定值一般通過計算得出，為使整定值符合電力系統(tǒng)正常運行及故障狀態(tài)的規(guī)律，滿足選擇性的要求，到達正確整定的目的，在計算公式中需要引入各種整定系數(shù)。整定系數(shù)應依據(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。一、牢靠系數(shù)由于計算、測量、調試及繼電器等各項誤差的影響，使保護的整定值可能偏離預定數(shù)值而引起誤動作，為此，整定計算公式中需引入牢靠系數(shù)。牢靠系數(shù)用K表示。k1DL和下級線路斷路器2DL均裝設電流保護時，其整定協(xié)作公式為I KIdz(1) kdz(2)式中I ——所整定上級保護的動作電流；dz(1)I ——所整定保護的下一級保護的動作電流；dz(2)K——1。k1DL2DL均裝設電壓保護時，則動作電壓的整定協(xié)作公式為UU dz(1)

dz(2)Kk式中U ——被整定保護的動作電壓；dz(1)U ——被整定保護的下一級保護的動作電壓；dz(2)K——牢靠系數(shù)。按規(guī)程選擇，應大于1。k牢靠系數(shù)的取值與各種因素有關，整定計算時參照規(guī)程選擇，同時應考慮以下狀況：按短路電流整定的無時限保護，考慮到暫態(tài)的影響應選用較大的牢靠系數(shù)；按與相鄰保護的整定值協(xié)作的保護，應選用比〔1〕小的系數(shù)；保護動作速度較快時，應選用較大的系數(shù)，理由同1；不同原理或不同類型的保護之間整定協(xié)作時，應選用較大的系數(shù)；荷電動機自起動時的計算；在短路計算中，當有零序互感時，因難以準確計算，故應選用較大的系數(shù)；10電力系統(tǒng)輸電線路保護整定計算培訓班資料整定計算中有附加誤差因素時，應選用較大系數(shù)，例如用曲線法進展整定協(xié)作時誤差將增大；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)。1-12表格1-12 各種保護整定協(xié)作牢靠系數(shù)表保護類型 保護段 整定配合條件

可靠系數(shù)感應型反時限保護按不伸出變壓器差動保護范圍整定時限保護按不伸出變壓器差動保護范圍整定1.3～1.41.8～2按躲線路末端短路或躲背后短路整定1.25～1.31.5～1.6與相鄰電流速動保護協(xié)作〔前加速〕整定1.1～1.151.2～1.3按躲振蕩電流或殘壓整定1.1～1.2按不伸出變壓器差動保護范圍整定1.2～1.3與相鄰同類型電流〔電壓〕保護協(xié)作整定1.1～1.15與相鄰不同類型電流〔電壓〕保護協(xié)作整定1.2～1.3與相鄰距離保護協(xié)作整定1.2～1.3電壓〕速動保護〕時限速動保護

瞬時段延時段

敏度相等整定，均取同一系數(shù)與相鄰同類型電流〔電壓〕保護協(xié)作整定，不管按電流元件或電壓元件協(xié)作整定，均取同一系數(shù)與相鄰不同類型電流〔電壓〕保護協(xié)作整定，不

1.25～1.31.1～1.21.2～1.3帶低電壓〔復合電壓〕閉鎖，按額定電流元件帶低電壓〔復合電壓〕閉鎖，按額定電流元件1.15～1.25〔負荷〕電流整定電壓元件1.1～1.15不帶低電壓閉鎖，按自起動電流整定1.2～1.3與相鄰保護〔同類或不同類〕協(xié)作整定1.1～1.2按躲線路末端整定Ⅰ段

相間保護接地保護相間保護接地保護

0.8～0.850.70.7～0.750.70.85距離保護

相鄰線路局部0.8本線路局部0.85相鄰線路局部0.7～0.75本線路局部相鄰線路局部0.8本線路局部0.85相鄰線路局部0.7～0.75本線路局部0.85相鄰線路局部0.7～0.75本線路局部0.85Ⅲ段與相鄰電流(電壓)保護協(xié)作整定

本線路局部

0.80.8511繼電保護整定計算的根底學問相鄰線路局部相鄰線路局部按躲負荷阻抗整定按躲電流互感器二次斷線時的額定電流整定元件〔設備〕差動保護瞬時段按躲勵磁涌流整定有躲非周期重量特征無躲非周期重量特征母線差動保護瞬時段按躲外部故障的不平衡電流整定按躲外部故障的不平衡電流整定0.75～0.80.7～0.81.31.33～51.31.3～1.51.3～1.5注1.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。牢靠系數(shù)按計算條件的準確程度有上下限。距離保護用的牢靠系數(shù)小于1，與大于1的系數(shù)用法相反。二、返回系數(shù)按正常運行條件整定的保護，例如按最大負荷電流整定的過電流保護和最低運行電壓整定的低電壓保護，在受到故障量的作用而動作，當故障消逝后保護不能返回到正常位置將發(fā)生誤動作。因此，整定公式中引入返回系數(shù)，返回系數(shù)用Kf

表示。對于按故障量值和按自動起量值整定的保護，則可不考慮返回系數(shù)。返回系數(shù)的定義為Kf它們的應用是不同的。

=返回量∕動作量。于是可得，過量動作的繼電器Kf

<1，欠量動作的繼電器Kf

>1，例如，過電流保護整定公式為KI kId Kf式中

fhmax

〔1-6〕K——牢靠系數(shù)；kK ——返回系數(shù)；fI ——最大負荷電流。fhmax而低電壓保護整定公式為UU dz K

minKk f式中 U ——最低運行電壓；minKK ——分別為牢靠系數(shù)和返回系數(shù)。k f返回系數(shù)的凹凸與繼電器類型有關。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〕的返回系數(shù)較高，約為0.85~0.95，最高的可達0.99。帶有助磁特性的繼電器返回系數(shù)較低，12電力系統(tǒng)輸電線路保護整定計算培訓班資料0.5~0.65。三、分支系數(shù)多電源的電力系統(tǒng)中，相鄰上、下兩級保護間的協(xié)作，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，整定公式中需要計入分支系數(shù)。分支系數(shù)用K 表示。fz〔一〕電流保護1-4D1DL2DL所裝設的過電流保護均剛剛起動，即它們都處在靈敏度相等的狀態(tài)下，則有如下關系式M N P1DL2DLI(1) Z(1)ZD(2)(2)IIdz(2)I dz(1)

I(1)

II II I(1)(1)(2)I

dz(2)

KIfzdz(2)I

1-4分支系數(shù)計算圖〔1-8〕〔1-9〕Kfz

——分支系數(shù)， Kfz

I(1)

(1)

(2)12對故障的選擇性時，必需使上一級保護1的保護范圍縮短，結合〔1-4〕式可得。I KKI 〔1-10〕dz(1) k fzdz(2)式〔1-10〕對電力設備的計算也是適用的。對過電流保護來說，在整定協(xié)作上應選取可能消滅的最大分支系數(shù)。〔二〕電壓保護[I I[I I(1) (2) (2)]Z I[I I ]ZZ(1) (1) (2) (2)Udz(1)Udz(2)I[I I ]Z(1) I[I I ]Z(1) (1)Z(1)(2) (2)13繼電保護整定計算的根底學問UUdz(1)1I Z[I I ]Z(1) (1)Udz(2)1KZfzZ(1)Udz(2)〔1-12〕(1)(1) (2)(2)式中K

——分支系數(shù)， K fz fz

I(1)

I(1) ≤1I(2)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，在整定協(xié)作上應選取可能消滅的最小值?！踩尘嚯x保護1-41DL2DL1DL處的距離保護測量阻抗UclUcl MUI(1) (1)Z [II ]Z(1) (2) (2)IIcl(1)I(1)cl(1)I (1) I (1) (2)I(1)Z Z(2)(1)1KfzZ(2)(1)式中

Z KZ(1) zz (2)——助增系數(shù)， K zz zz K

≥1。fz助增系數(shù)等于電流分支系數(shù)的倒數(shù)。助增系數(shù)將使距離保護測量的阻抗增大，保護范圍縮短。在整定協(xié)作Kzz

<1Kzz

>1的狀況剛好相反，但在整定協(xié)作上汲出系數(shù)也應選取可能的最小值?！菜摹酬P于分支系數(shù)的爭論分支系數(shù)的變化范圍隨電網(wǎng)構造的不同而不同，其值一般在0~2之間。例如，單回線對雙回線的分支系數(shù)可能到達2。在構造簡單的電網(wǎng)中也可能大于2關；但對于環(huán)狀電網(wǎng)及雙回線的狀況，分支系數(shù)值則隨短路點的轉變而變化。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與之協(xié)作的相鄰線路保護范圍的末端。分支系數(shù)是個復數(shù)值，為簡化計算，一般取其確定值。四、靈敏系數(shù)在繼電保護的保護范圍內發(fā)生故障，反映保護裝置反響的靈敏程度稱為靈敏度。靈敏度用靈敏系數(shù)K 表lm〔反響故障量增大而動作的保護，如過電流保護，或整定值與故障量之比〔反響故障量減小而動作的保護，如低電壓保護。靈敏系數(shù)一般分為主保護靈敏系數(shù)和后備保護靈敏系數(shù)兩種。前者是對被保護對象的全部范圍而言；后者則對被保護對象的相鄰保護對象的全部范圍而言。依據(jù)保護范圍的概念，保護范圍末端的靈敏系數(shù)應等于1。靈敏系數(shù)在保證安全性的前提下，一般期望愈大愈好，但在保證牢靠動作的根底上規(guī)定了下限值做為衡量的標準。不同類型保護的靈敏系數(shù)要求不同，在規(guī)程中都有規(guī)定，見表1－13。由于電流互感器接線形式的不同以及接入保護的相數(shù)不同，反響的靈敏度也不同，規(guī)程中也規(guī)定了選擇校驗靈敏度的短路類型及最小短路電1－14。14電力系統(tǒng)輸電線路保護整定計算培訓班資料一般應滿足：閉鎖元件的Klm

>起動元件的，起動元件的Klm

>測量元件的K 。lm例如方向過電流保護，要求方向元件的K ≥2，電流測量元件K ≥1.3~1.5。對整套保護裝置的靈敏系數(shù)，lm lm則應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)的運行方式是至關重要的。選擇的恰當與否直接影響對保護效果的評價。因此，一般應以選擇常見的對靈敏度最不利的運行方式為原則。校驗靈敏度應留意以下問題：算；選取不利的短路類型；保護動作時間較長時，應計及短路電流的衰減；對于有兩側電源的線路保護，應考慮保護相繼動作對靈敏系數(shù)的影響，可能會提高或降低靈敏系數(shù)；經(jīng)Y∕Δ接線變壓器之后的不對稱短路，各相中短路電流分布將發(fā)生變化。接于不同相別、有電流互感器的相數(shù)不同〔兩相式或三相式〕的保護，其靈敏度也不一樣；在保護動作的全過程中，靈敏系數(shù)均需滿足規(guī)定的要求。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〕等狀況下都應滿足規(guī)定的靈敏系數(shù)要求。五、自起動系數(shù)按負荷電流整定的保護，必需考慮負荷電動機自起動的影響。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障并被切除后，電動機將〔即切除故障的時間愈長，電動機的轉數(shù)下降愈多，自起動電流也愈大。極限狀態(tài)是電動機由靜止狀態(tài)起動起來，自起動電流到達最大值。一般考慮自起動就選擇這種極端狀態(tài)。自起動電流比負荷電流大很多倍，而且連續(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)等于自起動電流與額定負荷電流之比，用K

zqd

表示。單臺電動機在滿載全電壓下起動，一般K

zqd

4~8，綜合負載〔包括動力負荷與恒定阻抗負荷〕的K

zqd1.5~2.5，純動力負荷〔多臺電動機的綜合〕的K表1-13 保護的最小靈敏度

zqd

2~3。保護分類保護分類保護類型組成元件靈敏系數(shù)備注帶方向和不帶方電壓保護電流元件和電壓元件200km1.3；50～1.3～1.5 200km1.4；50km以下線路不小于1.5護保主零序或負序方向元件2.0距離保護起動元件負序和零序增量或負序重量元件4距離保護第三段動作區(qū)末端故障靈敏系數(shù)大于215保護整定計算的根底學問電流和阻抗元件

1.5

繼電線路末端短路電流應為阻抗元件2倍以上。200km1.3；50～200km距離元件

1.3～1.5 1.4；50km以下線路1.51.5s電流平衡保護

零序方向元件

2.01.54.02.53.0

分子表示線路兩側均未斷開前，其中一側保護按線路中點短路計算的靈敏系數(shù)。分母表示一側斷開后，另一側保護按對側短路計算的靈敏系數(shù)高頻方向保護 跳閘回路的阻抗元件高頻相差保護跳閘回路的阻抗元件發(fā)電機、變壓器、

2.01.52.01.5

個別狀況下靈敏系數(shù)可為1.3縱聯(lián)差動保護母線的完全線路和電動機的電流速斷保護

差電流元件 2.0差電流元件2.0差電流元件1.5電流元件2.0按保護安裝處短路計算遠后備保護

1.2 計算〔短路電流應為阻抗元件后備保護

1.51.32.0

2倍以上〕按線路末端短路計算按正常運行方式下保護安裝處關心保護 電流速斷保護

1.2

短路計算表1-14 不同接線不同相數(shù)電流保護檢驗靈敏度用的最小短路電流和短路類型流過保護的最小短路電流及短路類型序號

不經(jīng)變壓器的短路及經(jīng)Y，y變壓器的短路狀況

變壓器的短路狀況變壓器另一側保護中電流 兩相與三相短路流過保護的電流比16電力系統(tǒng)輸電線路保護整定計算培訓班資料1 (2)d

3I(3)2 d

d

I(3)d

一樣1:1A B C2 I(2)d

3I(3)2 d

d

I(3)d

一樣1:1A B C

形側D(2)或在星形側AB 1/3時機33 2)

I(3)

D(2)時另一側1 1

0.5:12/3時機A B C

d 2 d

BC 3

I(2)d

I(3)2d

1.15:1在側D(2)與D(2)一樣，在D(2)與D(2)一樣AB BC

BC CA4 (2)

3I(3)

星形側D(2)與D(2)一樣，AB CA

1/3時機0:12/3時機3 d 2 3

3I(2)

I(3)

側D(2)，

0.866:1A B C

D(2)

時2I(2)

d 2 d ABCA d d

在星形側D(2)I2)0BC d5 2I(2)

3I(2)

0.866:1d d d 2dA B C6 D(2)時，A，C相中BC3 3I(2) I3 3

3I(2)

0.866:1d 2 d

d 2dB相中2I(2) 3I(3)A B C d d注：1.I(3)I(2)分別表示三相及兩相短路時短路點的相電流。2.D(2)D(2)D(2)AB，BC，CA相別的兩相短路d d AB BC CA〕Y/-11(國家舊標準)順便指出，在實際運行中，某些負荷因其工藝流程要求不允許自起動狀態(tài)，所以在負荷端電壓低到規(guī)定值時，便自動切除一局部電動機，例如低電壓釋放裝置在電壓低于保護工作電壓時即自動斷開電動機。這樣，在17繼電保護整定計算的根底學問電力系統(tǒng)故障過程中已切除了一局部負荷，使自起動電流減小，必要時可計及這一因素。選擇自起動系數(shù)應留意以下幾點：動力負荷比重大時，應選用較大的系數(shù)；電氣距離較遠〔即經(jīng)過多級變壓或線路較長者〕的動力負荷，應選用較小的系數(shù)；切除故障時間較長或負荷斷電時間較長時，應選用較大的系數(shù)。六、非周期重量系數(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重量，其特征是偏于時間軸一側，并隨時間的延長而衰減。非周期重量對保護的正確工作有很大影響，反響在電流數(shù)值上增大了有效值，使電流互感器產生飽和，增大了差動保護的差電流以及使某些保護產生測量誤差等。為消退它的影響，除在保護裝置原理中實行濾波措施加以消退外，在整定計算中還需實行加大定值的措施來躲開，亦即在整定公式中引入非周期重量系數(shù)。非周期重量系數(shù)等于含有非周期重量的全電流有效值與周期重量電流有效值之比，用K

fzq

表示。BCHK

fzq

=1.3；對沒有躲非周期重量力量的保護，例如DL型電流繼電器，取K

fzq

。對于電流速斷保護，其非周期重量系數(shù)一般在牢靠系數(shù)中加以考慮，即適當加大牢靠系數(shù)。第六節(jié) 繼電保護整定協(xié)作的根本原則電力系統(tǒng)中的繼電保護是按斷路器配置的，因此，繼電保護必需按斷路器分級進展整定。繼電保護的分級是按保護的正方向〔同一方向〕來劃分的，要求按保護的正方向各相鄰的上、下級保護之間實現(xiàn)協(xié)作協(xié)調，以到達選擇性的目的。這是繼電保護整定協(xié)作的總原則。在繼電保護整定計算時，應按該保護在電力系統(tǒng)運行全過程中均能正確工作來設定整定計算的條件。舉例來說，對于相電流過流保護，其任務是切除短路故障，但它在電力系統(tǒng)運行中將會遇到各種運行狀態(tài)〔包括短路、振蕩、負荷自起動、重合閘等它都不應動作〔定計算時，就必需考慮并滿足可能遇到的各種運行狀態(tài)。當保護裝置已經(jīng)具有防止某種運行狀態(tài)下誤動作的功能時，則整定計算就不再考慮該運行狀態(tài)作為整定條件。總之，歸納起來整定計算時應考慮的運行狀態(tài)有：〔l〕短路〔三相短路、兩相短路、單相接地、兩相接地短路〕及復故障；斷線及非全相運行；振蕩；負荷電動機自起動；變壓器勵磁涌流；發(fā)電機失磁、進相運行；重合閘及手動合閘，備用電源〔設備〕自動投入；18電力系統(tǒng)輸電線路保護整定計算培訓班資料不對稱、不平衡負荷；保護的正、反方向短路。繼電保護的整定計算方法按保護構成原理分為兩種。第一種是以差動為根本原理的保護，包括發(fā)電機、變壓器、母線等差動保護，各種縱聯(lián)方式的線路保護，如高頻和光纖縱聯(lián)保護。它們在原理上具備了區(qū)分內、外部故障的力量，保護范圍固定不變，而且它們的整定值與相鄰保護沒有協(xié)作關系，具有獨立性，整定計算也比較簡潔。其次種是階段式保護，它們的整定值要求與相鄰的上、下級保護之間有嚴格的協(xié)作關系，而它們的保護范圍又隨電力系統(tǒng)運行方式的轉變而變化，所以階段式保護的整定計算是比較簡單的，整定結果的可選方案也比較多。一、各種保護的通用整定方法對各種保護的通用整定方法可作如下概括：依據(jù)保護裝置的構成原理和電力系統(tǒng)運行特點，確定其整定條件及整定公式中的有關系數(shù)；〔對保護靈敏度最嚴峻的方式〕校驗靈敏度，其靈敏系數(shù)應滿足要求，在滿足要求之后即可確定為初步選定的整定值。假設不滿足要求，就需重考慮整定條件和最小運行方式的選擇是否恰當。進一步還應考慮保護裝置的配置和選型問題以及整個系統(tǒng)的保護方案是否最優(yōu)的問題。然后，經(jīng)過重計算直到最終確定最適宜的整定值。二、各種差動及縱聯(lián)原理保護的整定這種保護〔包括差動保護及各種縱聯(lián)式保護，如導引線差動保護、各種高頻保護和光纖保護等〕的整定計算可以獨立進展。它只要滿足電力系統(tǒng)運行方式變化的限度就可確定整定值。三、階段式保護的整定〔l〕相鄰上、下級保護之間的協(xié)作有三個要點：第一，在時間上應有協(xié)作，即上一級保護的整定動作時間應比與之相協(xié)作的下一級保護的整定時間大一個時間級差t；其次，在保護范圍〔或整定值〕上有協(xié)作，即對同一故障點而言，上一級保護的靈敏系數(shù)應低于下一級保護的靈敏系數(shù)；第三，上、下級保護的協(xié)作一般是按保護正方向進展的，其方向性一般由保護的方向特性或方向元件來保證。對于電流保護，為了提高其保護的可靠性，對其中的某一段保護假設它的整定值已能與反方向相應保護段協(xié)作時，應當取消方向元件對該段保護的掌握?！?〕〔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。其余的各段均應按上、下級保護的對應段進展整定協(xié)作。所謂對應段是指上一級保護的Ⅱ段與下一級保護的Ⅰ段相協(xié)作。依此類推到其他保護段。當這樣整定的結果不能滿足靈敏度的要求時，可不按對應段整定協(xié)作，即上一級保護的Ⅱ段與下一級保護的Ⅱ段協(xié)作，或與Ⅲ段協(xié)作。同理，其余各段保護亦按此方法進展，直至各段保護均能滿足選擇性和速動性為止。應當指出，多段式保護的最終一段，還可以承受各級保護最終一段之間相協(xié)作的方法。這種方法的優(yōu)點是提高了保護的遠后備性能，作為切除故障的最終手段。缺點則是整定時間過長，甚至到達不行承受的程度。特別是在環(huán)網(wǎng)中還有循環(huán)協(xié)作無終止的弊病，以致無法取得整定結果。實際上，為了取得較好的整定方案，以上幾種整定協(xié)作方法總是穿插使用的，經(jīng)過分析比較后才能最終確定最優(yōu)的整定值。所以，這也是多段式保護整定比較簡單的緣由之一。整定取得幾個整定值，然后在幾個整定值中選取最嚴峻者作為選定的整定值。具體來說，對反映故障量增大而動作的保護，應選取其中的最大值；對反映故障量減小而動作的保護，應選取其中的最小值。保護的動作時間則19總是選取各條件中最長的時間為整定值。

繼電保護整定計算的根底學問多段式保護的整定，應以改善提高主保護性能為主，兼顧后備性。當主保護段保護效果比較好時，可以盡量提高后備保護的作用。整個電網(wǎng)中階段式保護的整定方法。首先，對電網(wǎng)中全部線路的第一段保護進展整定計算，然后，再依次進展全部線路的其次段保護整定計算，直至全網(wǎng)各段保護全部整定完畢。行協(xié)作。在特別狀況下，假設不同功能的保護同時反響了一種故障，這種狀況應防止無選擇性的越級動作。舉例來說，在線路上發(fā)生了相間短路，相鄰上一級的零序電流保護某一段因不平衡電流過大而誤動作，此時可通過提高該段保護的整定值來加以防止。判定電流保護是否使用方向元件的方法。在一條線路的兩側，取具有一樣整定時間的保護段，比較其動作電流。對于動作電流小者，應使用方向元件，動作電流大者，不使用方向元件；間級差〔沒有低一個時間級差的可選取低兩個時間級差的，余類推〕的保護段相比，兩者中動作電流小者使用方向元件，動作電流大者可不用方向元件。四、反時限電流保護的整定特點反時限電流保護的動作時間與其工作電流的倍數(shù)KK值等于流入繼電器的電流與整定的動作電流之比IK J 〔1-14〕Idz.j式中I ——流入繼電器的電流；jI ——繼電器的動作電流。dz,jK值下的動作時間，也即在指定點實現(xiàn)時間協(xié)作的時間，這是與定時限保護不同的。〔一〕反時限保護與反時限保護的協(xié)作整定1-3〔a〕1DL2DL1DL1為例，整定方法如下?！瞝〕保護1按有關整定條件進