第4章 保护的整定计算原则
4.1 距离保护
距离保护是以反映从故障点到保护安装处之间阻抗大小的，阻抗继电器为主要元件，动作时限具有阶梯特性的保护装置。当故障点至保护安装处之间的实际阻抗小于整定值时，故障点发生在保护范围之内，保护动作。配上方向元件及时间元件，即组成了具有阶梯特性的距离保护装置。
当故障线路中的电流大于阻抗继电器的允许精工电流时，保护装置的动作性能与通过保护装置的故障电流大小无关。 4.1.1距离保护的整定计算
① 距离Ⅰ段的整定计算：
当被保护线路中无分支接线时，按保护范围不伸出线路末段整定（80—85%保护线路的正序阻抗计算）。即Z Ⅰdz=K k Z L (K k =0.8---0.85)。
当线路变压器组，按保护范围不伸出变压器整定。即Z Ⅰdz=K k （Z L + Z B ） K k =0.7 第Ⅰ段的动作时限为继电器本身的固有时限，通常取t dz <0.06s
当线路末段变电站为两台及以上变压器并列运行且变压器均装设有差动保护时，可以按躲开线路末段或按躲开终端变电站其它母线故障来整定计算。即： Z Ⅰdz =K k Z x1 Z Ⅰdz =K k Z xL +K kb Z'b (K k =0.8---0.85) K kb =0.75 Z'b ：并联阻抗 Z xL ：线路正序阻抗 ②距离Ⅱ段的整定计算
1） 按与相邻线路距离保护Ⅰ段整定值配合来整定。 Z Ⅱdz =K k Z L + K ˊk K fzmin Z 1dz
Z Ⅰdz :相邻线路距离保护Ⅰ段动作阻抗。 K ˊk =0.8 K k =0.8—0.85。
K fzmin :最小分支系数,取最小值。 K fzmin =(I BC /I AB ) min
A B C
I AB I BC
2）躲过相邻变压器其它侧母线故障整定。 Z Ⅱdz =K k Z zL + K b K L Z b 其中 K k =0.8---0.85 。 K b =0.7。
K L ：变压器低压侧D 母线故障时最小分支系数,一般取KL=0.5(见下图)
A B D
I AB I BD K L =(I BD /I AB ) min
3）与相邻线路距离保护Ⅰ段整定值配合来整定。 Z Ⅱdz ≤K k ×Z xL +K ′k K b Z ˊdz.Ⅱ 保护配合时间:t Ⅱ≥t ′Ⅱ+ t
4）按保证被保护范围末段短路时有足够的灵敏度整定。 Z Ⅱdz =K Lm ·Z L K Lm :灵敏系数 当L<50Km 时，K Lm ≥1.5， 当L ≥50--200Km 时，K Lm ≥1.4， 当L=200Km 时，K Lm ≥1.3。
5）距离Ⅱ段灵敏度计算K Lm = Z Ⅱdz / Z L ≥1.3-1.5
线路终端无相邻元件配合可不整定Ⅱ段，但考虑发展也可设Ⅱ段。 ③ 距离保护Ⅲ段的整定计算
1）动作阻抗按躲过最小负荷阻抗Z fhmin 整定。 对全阻抗继电器:I
K K K U Z fh zg
h
k
e
III
dz max
9.0=
对方向阻抗继电器:)cos(9.0max
ΦΦ-=
fh lm fh zg
h
k
e
III dz I
K K K U Z
K
k
=0.7，
K
h
: 返回系数，取1.15—1.25 Kzg:负荷自启动系数
Ue: 电网额定电压
φlm:灵敏角
φfh:负荷阻抗角
2）Ⅲ段的灵敏度系数
作近后备时：K
Lm = ZⅢ
dz
/ Z
L
≥1.5
作远后备时：K
lm = ZⅢ
dz
/ (Z
L
+K
zhmax
·Z
Lz
)≥1.2
K
Zhmax
：相邻线路末段短路时,实际可能的最大分支系数。
保护的动作时限为：tⅢ
dz =tⅢ
dz·xL·max
+ t
t取0.3-0.6秒。
说明：本系统中有一条平行线BC,Ⅱ、Ⅲ段整定时间要考虑相继动作情况，精工电
流校验K
jg =I
dmin
/I
jg
≥2及阻抗继电器二次动作阻抗和分接点选择。
4.2 相差高频保护
相差高频保护的基本原理是比较保护线路两侧电流的相位。该保护由三部分组成：操作元件，使高频讯号能真正代表工频电流的相位；比较元件，用于比较线路本侧与对侧电流的相位；启动元件，具有高、低两个定值，其中低定值元件在故障时启动发讯，高定值元件用于跳闸。为了保证三相对称短路时保护可靠动作，装设了反映三相短路的专用元件，此元件采用阻抗元件或接于相电流的电流继电器。因此，整定计算项目主要有启动元件的动作值，复合电流滤过器的K值，相位闭锁角φb三部分。
4.2.1 启动元件动作值的整定计算
①不对称短路启动元件的整定计算
1）当高定值(不灵敏)启动元件只采用负序电流元件I
2
，其整定值按两条件考虑,且选用最大值。
A 按躲过最大负荷状态下的不平衡电流整定：
I
dz·j =K
k
·I
2·bp·max
= K
k
0.02 I
fh·max
/n
L
(K
k
=2.5)
B躲过线路一侧充电,由于断路器三相不同期出现负序电流的稳态值I
zc
：
I dz ·j =K k LI zc /n L (K k =1.5-2) I zc ：线路充电时每公里负序电容电流。 其灵敏度：K Lm = I 2·min / I m2·ne ≥2 2）低定值(灵敏)启动元件按下式整定： I dz ·Lmj =I dz·j /K k (K k =2)
② 对称短路启动元件的整定
按躲过线路最大负荷电流整定，即断开相邻线路后能可靠返回。 I dz·j = K k ·I fhmax / K f · n L K k ：可靠系数，取1.2 K f ：返回系数，取0.85 n L ：CT 变比
I fhmax ：可能最大负荷电流
为了防止当外部对称故障电流很大时，一侧由于负序滤过器不平衡启动，而一侧未启动，可能引起误跳闸，因此，必须满足：I dz ≤I zq /K k I zq ：负序滤过器的饱和电流(K k =1.5)。
其灵敏度：K Lm = I 3d·min / I dz ·n L ≥2。I 3d·min：三相短路时，流经保护的最小短路电流。
低定值元件不校验灵敏度，其整定与高定值相配合I dz·mj = 1.5I fh ·max / n L 。 当采用阻抗继电器，其动作阻抗应按躲过最小负荷阻抗整定，即：Z dz =K k ·Z fh·min (K k =4.7)， K Lm = Z dz / Z L ≥2。 4.2.2 操作滤过器K 值的选择
选择K 值时，要保证在任何不对称短路时，都不能使í1+í2=0。
① 按线路末段BC 相短路时，（í1/í2）比值最大运行方式计算，正序电流与负序电流比较K ≥1.5|I 1/I 2|。
② 线路两侧保护应取相同的K 值。
③ K 值应大于I 的正值，一般取K=6或K=8，只有当CT 误差很大时，取K=4；较小的K 值可减少外部故障时，由于CT 误差引起的滤过器出口电压相位的变化。 4.2.3 闭锁角的整定
线路外部故障时，由于各种误差及传送信号延时，相位比较元件信号输出（即
两侧电流相位不为180°）可能导致保护误动；为了使外部故障时保护可靠不误动，而内部故障时，保证保护有足够的灵敏度，相位闭锁角:
φb=φCT+φf+φk+α
其中:
φCT ：电流互感器角度误差7°
φf：复合电压滤过器误差角,取φf=15°
φk ：裕度角,取φk=15 °;
α : 延迟角,取α=ωt=6。/100ι, 一般设有50°、60°、70°三个分接位置。
4.3零序电流保护
统计数据表明，在中性点直接接地系统的线路中，接地故障占故障次数的70%以上。因此，接地短路保护是高压输电线路的重要保护之一。接地短路的保护可以采用带零序电流补偿的接地距离保护或高频保护，也可以采用零序电流保护。
4.3.1 运行方式及中性点的选择
零序电流的分布只取决于零序网络，零序电流的大小则与正、负序网络有关。在计算零序电流的大小时，尤其要注意中性点运行方式和接地点的选择。计算的运行方式及中性点接地原则前面已经提及，现在只提出平行线路零序互感的问题。
①当d点发生接地短路时，第Ⅰ、Ⅱ回线零序电流方向相同，可见产生零序互感磁通是起助磁作用的，其线路零序电抗都要增大。
②平行线路内部故障
当d点发生故障时，第Ⅰ、Ⅱ回电流方向相反，这时，零序磁通是起去磁作用的，故其线路零序电抗均要减少。
由此可见，求I
0max 时，应取I
1kbmin
，并具体问题具体分析对待。
4.3.2 零序电流保护Ⅰ段的整定计算
① 零序保护Ⅰ段的使用与整定原则
零序保护瞬时段的使用，可以有两个方式：其一是非全相运行的最大零序电流大于区外故障零序电流的1.3倍情况下，设置两个不同整定值的瞬时段。其中，定值较大的称为零序不灵敏Ⅰ段，按躲过两相运行或断路器三相不同期合闸出现的最大零序电流整定；而定值较小的称为灵敏Ⅰ段，按躲过区外故障最大三倍零序电流整定。不灵敏Ⅰ段确认在线路第一次故障或重合于永久性故障线路时，都瞬时动作切除故障；灵敏Ⅰ段由在第一次故障时动作，在单相重合闸时退出运行，在三相重合闸时，动作带延时，一般取1.5秒，以防止两相运行或三相重合过程中因出现非全相运行的零序电流而误动作。其二是对某些短线路在非全相运行最大零序电流大于区外故障最大零序电流时，可只装设一个第Ⅰ段，其动作电流按躲过区外故障最大三倍零序电流整定，重合闸前或后，以及两相运行过程中的均瞬时动作。
② 动作电流的整定计算
1）按躲开区外接地短路的最大零序电流整定。
max 003I K I k dz ?= 其中3.1=k K
一般情况下，区外接地故障流过保护的零序电流为最大的故障点在线路两侧的母线A 或B 上。因此，选取母线A 或B 发生故障时的最大零序电流值。
计算max 0I 时，应采取等值正序阻抗∑1Z 最小运行方式。
这样，当z z ∑∑>01 时，采用两相接地短路的电流，否则选单相接地短路的电流 2）按躲开非全相运行时的三倍零序电流：
DF k
dz I K I 30?'=Ⅰ 2.1='k K I DF ：非全相运行时的最大零序电流。当最大电势角按180考虑时，1.1='k
K 。 非全相运行时的最大零序电流的选择，应比较多种运行方式而取其最大值。一般应选择与本线路相关连的起关键联系作用的一回线路停运行检修的运行方式。
z Z Z E
I
∑
∑∑+=
201)1.1(0
//33∑
∑+=
01)1(0
233Z Z E I
如上图，当断路器通一相时：
当断路器通三相时： 3）保护范围的确定
通常用图解法可决定，应不小于线路全长的15%---20%。
曲线1：最大零序电流3I d0=f(ι) 曲线2：最小零序电流3I :0=f(ι) 曲线3：零序电流Ⅰ段动作电流 L 0min ：最小保护范围 L 0max ： 最大保护范围
I dz : 零序Ⅰ段动作时间,只考虑继电器本身的动作时限小于0.06秒. 4.3.3 零序电流保护Ⅱ段的整定
①与相邻线路零序电流保护Ⅰ段相配合,
即:min 00/??=fz dz k dz K I K I Ⅰ
Ⅱ
其中，1.1=K K
∑
∑+-01112Z Z E DF ∑
∑+-=
01112Z Z E E I DF
Ⅰdz I 0：相邻线路Ⅰ段电流定值(若有两个Ⅰ时，应取不灵敏Ⅰ段)
min ?fz K
：分支系数，相邻Ⅰ段末端接地短路时，流过线路与被保护线路的零序电流之比。即：()min min /AB BK fz I I K =?
min ?fz K
②当与与相邻线路零序电流保护Ⅰ段相配合灵敏度达不到要求时,可按与下一条线路零序电流保护Ⅱ段相配合整定。即：
min 00/???=fz xl dz k dz K I K I Ⅱ
Ⅱ
③躲过相邻线路非全相运行时流过本线路的零序电流。即：
()
1.1180
2.1311010===?=?k k f k dz K E E K I K I 时，ⅡⅠ
Ⅱ ④按躲过相邻线路非全相运行时整定。
f k dz I K I 0103?=Ⅱ
⑤按与相邻线路的纵联保护配合来整定。
()3.13max 00=?=k k dz K I K I ⅠⅡ
Ⅰmax 0I ：相邻线路末端短路时流过本保护的最大零序电流。
⑥灵敏度的计算。
：最小方式下流过末端的最小零序电流。 ⑦动作时间。t t t
dz ?+=?ⅡⅡ
max 0
Ⅱmax 0?dz t ：等于相邻线路零序电流Ⅱ段最大时间。否则，
t t ?=Ⅱ
。
4.3.4 零序电流保护Ⅲ段的整定
Ⅲ段主要作为本线路和相邻元件接地短路的后备保护，在本线路Ⅰ、Ⅱ段拒动时或相邻线路母线上、变压器元件保护或断路器拒动或经大过渡电阻接地故障时，靠Ⅲ段最终切除故障时，在最末端线路上有时也用Ⅲ段作为线路接地故障的主保护。
①与相邻线路零序电流保护Ⅱ段相配合整定。min 00/??=fz xl dz k dz K I K I ⅡⅢ
Ⅱdz
lm I I K 0min 0/3=min
0I
②按与相邻线路零序电流保护Ⅲ段相配合整定。()1.1/min 00==??k fz xl dz k dz K K I K I Ⅲ
Ⅲ
min ?fz K ：分支系数。取相邻线路末端故障时的最小值。
③按躲开相邻线路始端三相短路时，电流互感器二次侧的最大不平衡电流来整定。
()3max 0bp k dz I K I =Ⅲ 25.1=k K
()()3max 3max d wc tx fzq bp I K K K I ???=
fzq K ：非周期分量系数。采用后加速时取1.5---2；
()3max
d I ：相邻线路始端三相短路电流； tx K ：电流互感器同型系数，同型取
0.5，不同型取1。
④灵敏系数的计算
作近后备时：5.13.1/30min 0--≥=Ⅲ
dz lm I I K
作远后备时：()
2.1/3max 0min 0≥?=?Ⅲ
Ⅲfz dz lm
K I I K
其动作时间按阶梯形延时特性确定。
4.3.5 双回平行线路零序电流保护Ⅰ段整定原则
①双回线运行，要躲开在本线路两侧母线接地故障时通过本线路的最大零序电流。
②双回线运行时，对于非全相运行不退出工作的零序电流保护Ⅰ段（一般为不灵敏Ⅰ段）要躲开当本线路一相断线，而两侧电源等价电动势角为按动稳定计算的可能最大值的情况下，通过本线路的最大零序电流。
③要躲开双回线运行当另一回线出口或末端短路时，且在该侧三相断路器完全断开的情况下，通过本线路的最大零序电流。
④双回线中单回线运行，且另一回线在两端同时挂地线接地情况下，要躲开在本线路两侧母线接地故障时通过本线路的最大零序电流。
⑤双回线中单回线运行，且另一回线在两端同时挂地线接地情况下，对非全相运行时，不退出工作的零序电流保护Ⅰ段（一般为不灵敏Ⅰ段）要躲开当本线路一相断线，而两侧电源等价电动势角为按动稳定计算的可能最大值的情况下，通过本
线路的最大零序电流。
⑥对非全相运行时，不退出工作的零序电流保护Ⅰ段（一般为不灵敏Ⅰ段）要躲开双回线运行，本线路为非全相运行， 另一回线路一相断线，而两侧电源等价电动势角为按动稳定计算的可能最大值的情况下，通过本线路的最大零序电流。零序电流保护的不灵敏Ⅰ段应按上述各项中的最大值来整定，且一般不带方向性。
零序电流保护的灵敏Ⅰ段为了降低启动值，提高内部故障的灵敏度，一般应带方向性。因为带方向性后，可不考虑躲开本线路非全相运行以及本侧母线接地短路时的最大零序电流。
4.3.6 双回平行线路零序Ⅱ段的整定原则
在双回线中，特别是对有较大互感的平行线，为了改善平行线零序Ⅰ段和Ⅱ段之间的相互配合，提高第Ⅱ段在平行线内部故障时的灵敏度，零序Ⅱ段一般都带方向性。这是因为当第Ⅱ段装设方向元件后在与双回线中的另一回中零序Ⅰ段配合时，可不考虑另一回线非全相运行的情况。
4.3.7 双回平行线路其它零序电流保护段的整定
双回平行线路中第Ⅲ、Ⅳ段零序保护，可以与双回线中的另一回线的零序ⅡⅢ段保护配合，对于双回线外的相邻线路，如果整定时间允许时，可以与其非全相运行中保留运行的第Ⅲ段配合，如果整定时间较短时，可以按躲开双回线外的相邻线路非全相运行时的最大零序电流整定。
4.4 平行线零序横差保护的整定
平行线零序横差保护装设在平行线路上，且有灵敏度高，时间短的优点（因为利用功率方向元件判别故障线路）。在双回线运行时，该保护反映内部的接地故障，能保证有选择性地切除故障，接线调整比较简单。 4.4.1 电流启动元件的整定
① 应躲过双回线运行时的最大总负荷电流。
f fh k dz K I K I /max ??= )85.0,3.12.1(=-=f k K K ②躲过外部短路时的最大不平衡电流。
()bp bp
k bp k dz I I K I K I ''+'?=?=?max )25.1(=k K bp
I '：由于电流互感器误差引起的不平衡电流。
bp
I ''：由两回线阻抗不等引起的不平衡电流。 ()2,5.0,1.02/)3(max ===??='???q fz tx wc d q fz tx wc bp K K f I K K f I ()()2121)3(max /l l l l d q fz bp Z Z Z Z I K K I +-=?=''??
4.4.2 灵敏度的校验
①在线路中间发生接地故障时，线路任一侧断路器断开前，其中一侧的灵敏度
2≥lm k ，对方向元件则4≥lm k 。
②线路中间发生接地短路时，线路任一侧断路器断开后，另一侧的灵敏度
5.1≥lm k ，对方向元件（相继动作）则5.2≥lm k 。 4.4.3 相继动作区计算
在对侧母线附近短路时，流入本侧保护的电流（I 1－I 3）很小，保护拒动，而流入对侧保护的电流（I 2+I 3）则很大,对侧保护会动作。当对侧保护动作跳闸后,短路电流重新分配，而本侧保护才能动作。从而形成“相继动作”。见下图：
其中，整定A 侧：dB dz A xj I l I l /?=?
dB I ：取母线B 短路时的最小短路电流。 整定B 侧：dA dz B xj I l I l /?=?
另外，当电流启动元件的灵敏度不满足要求时，可采用过电流低电压复合启动元件。其电压元件的动作电压按躲开系统最低工作电压整定。即：
25.1=r K 1.1=k K
()r
k e
r k g dz K K U K K U U ?--=
?=95.09.0min
U：系统额定工作电压。
e
4.5 CSL101B型高压输电线路保护装置整定计算
4.5.1 距离保护定值清单
表4-1 距离保护定值清单
4.5.2 整定
1）电流比例系数：IBL由厂家给定，当LB并联一个电阻（精确工作电流范围）时：电流规格为5A，IBL=0.009；电流规格为1A，IBL=0.018；当LB
0.1-20I
N
并联两个电阻（精确工作电流范围0.2-40I
）时，电流规格为5A，IBL=0.045；
N
电流规格为1A，IBL=0.09。
2）电压比例系数：VBL由厂家给定，V
=0.028。
BL
3）启动元件电流定值：220KV系统启动元件电流定值见表4-2。
表4-2启动元件电流定值表
4） 无电流判别元件定值：IWI 的作用是发出跳闸命令后，判别故障是否切除；判断断路器是否
已合上。以便程序进入后加速状态，开始阻抗或电抗计算。整定原则按躲开本线路电容电流的稳态及最小运行方式下末端故障应有足够的灵敏度。220KV 系统推荐IWI 整定值见表4-3。 表4-3：IWI 整定值推荐表
5） 健全相电流差突变量元件定值可参照启动元件电流定值整定。
6）零序电抗补偿系数：X X X
KX 1
1
3-=
7）电阻补偿系数：R
R R KX 1
1
3-=
8）DBL 整定：KTA
KTV X L DBL ?=
9）静态破坏相电流元件定值：按躲过最大负荷电流整定。 10） 阻抗特性电阻分量的定值：
RL
RS 21=
220KV 线路推荐RL 取值见表4-4。 表4-4：RL 值表
11） XD1-XD3、 YX1-YX3整定：
12） 线路阻抗角定值：线路阻抗角共分三档：650、750、850。 13） 开入量控制字KGL ：第0-15位二进制数表示反映保护投退。
一、电动机综合保护整定原则 1、差动电流速断保护 按躲过电动机空载投入时最大暂态电流引起的不平衡电流最大外部以及短路时的不平衡电流整定整定 一般取： I dz=KI e/n 式中：I dz：差电流速断的动作电流 I e：电动机的额定电流 K：一般取8~10 2、纵差保护 1）纵差保护最小动作电流的整定最小动作电流应大于电动机启动过程中时的不平衡电流 I dz.min=K KΔmI e/n 式中： I e：电动机的额定电流 n：电流互感器的变比 K K：可靠系数，取3~4 Δm：由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，一般取0.1 在工程实用整定计算中可选取I dz.min=（0.3~0.6）I e/n。 2）比率制动系数K 按最大外部短路电流下差动保护不误动的条件，计算最大制动系数 K =K K K fzq K tx K c 式中： K tx：电流互感器的同型系数，K tx=0.5 K K：可靠系数，取2~3 K c：电流互感器的比误差，取0.1 K fzq：非周期分量系数，取1.5~2.0 计算值K max=0.3，但考虑电流互感器的饱和和暂态特性畸变的影响，在工程实用整定计算中可选取K=0.3~0.6 3、电流速断保护 整定原则：躲过电动机启动时的产生的最大电流，但在正常运行中又要有足够的灵敏度； 1）Izd = K K.Istart K为可靠系数,一般地Kk=1.3 Istart为电动机启动的最大电流，该电流值可以通过启动电机时记录保护中记录的最大电流取得；或根据动机标称启动电流得到；
2）若Istart不好确定时，可根据下面推荐进行计算Istart； 单鼠笼: Istart=(6~7)Ie 双鼠笼: Istart=(4~5)Ie 绕线式: Istart=(3~4)Ie Idz=K*Izd 电动机启动过程中K=1，启动结束后K=0.5； 即当电动机启动完成后速断定值自动降低为原定值的50％。可有效地防止启动过程中因启动电流过大引起的误动，同时还能保证正常运行中保护有较高的灵敏性。 3）速断动作时间tsd 根据现场运行经验，一般取取tsd =0.05s 4、电动机启动时间tqd 按电动机的实际启动时间并留有一定裕度整定，可取tqd =1.2倍实际启动时间。（10-15S） 5、负序过流保护 负序动作电流I2dz，按躲过正常运行时允许的负序电流整定 一般地： 保护断相和反相等严重不平衡时，可取I2dz =（0.6~0.8）Ie 作为灵敏的不平衡保护时，可取I2dz =（0.2~0.4）Ie 6、接地保护 保护装置的一次动作电流，按躲过被保护分支外部单相接地故障时，从被保护元件流出的电容电流及按最小灵敏系数1.25整定 Idz ≥Kk Icx Idz ≤(Ic∑-Icx)/1.25 式中： Icx：被保护线路外部发生单相接地故障时，从被保护元件流出的电容电流 Ic∑：电网的总单相接地电容电流 Kk：可靠系数，可取Kk=4~5 7、过热保护 动作判据： (1) 电动机发热时间常数 I1 电动机实际运行电流的正序分量 I2 电动机实际运行电流的负序分量 Ie 电动机实际额定电流 Ieq 电动机实际运行电流的等效电流，计算方法动作见（2）； t 电动机过热实际时间，计算方法见动作判据（1）；
定值整定原则及公式 一.定值整定原则 1.以下整定原则与公式均取系统容量Sj=1000MV A，参考书籍为《工业与民用配电设计手册》第三版，相应参考页码标注均取与此。 二.系统阻抗以及各元件阻抗 （1）电缆P133 表4-12 ZR-YJV型系统阻抗Sj=1000MV A时，每千米阻抗标幺值X: 150mm2 0.080 185mm2 0.077 电缆阻抗X=X*L L-电缆长度 （2）变压器P128 表4-2 X=(Uk%/100)*(Sj/Sr) Uk%-变压器短路阻抗基准容量Sj=1000MV A Sr-变压器额定容量（3）系统阻抗（由天津滨海供电分公司提供） 110kV入口处系统阻抗最大运行方式下0.5357 最小运行方式下0.9880 下一电压等级的系统阻抗均为入口处的阻抗加上相应的线路以及变压器的阻抗。 三.基准电压基准电流P127 表4-1 基准容量Sj=1000MV A 基准电压Uj 系统标准电压Un 系统基准电流Ij Un(kV) 0.38 6 35 110 Uj(kV) 400 6.3 37 115 Ij(kV) 1443 91.6 15.6 5 四.短路电流计算P134 4-13 短路点三相短路电流Ik=Ij/X Ij为所在电压级别额基准电流 X为短路点的系统阻抗 短路点两相短路电流为此短路点三相短路电流的0.866倍 一般三相短路电流用来计算速断值,两相短路电流用来核算灵敏度. 五.定值计算公式 定值计算中用到的各个系数的取值及符号定义 可靠系数Krel P336 用于过负荷计算时作用与发信号取1.05 作用与跳闸取1.2 用于过流计算时取 1.1
微机保护装置定值整定原则 一、线路保护测控装置 装置适用于10/35kV的线路保护，对馈电线，一般设置三段式电流保护、低周减载、三相一次重合闸和后加速保护以及过负荷保护，每个保护通过控制字可投入和退出。为了增大电流速断保护区，可引入电压元件，构成电流电压连锁速断保护。在双电源线路上，为提高保护性能，电流保护中引入方向元件控制，构成方向电流保护。其中各段电流保护的电压元件和方向元件通过控制字可投入和退出。 （一）电流速断保护（Ⅰ段） 作为电流速断保护，电流整定值I dzⅠ按躲过线路末端短路故障时流过保护的最大短路电流整定，时限一般取0～0.1秒，写成表达式为： I dzⅠ=KI max I max =E P/(Z P min+Z1L) 式中:K为可靠系数，一般取1.2～1.3; I max为线路末端故障时的最大短路电流; E P 为系统电压； Z P min为最大运行方式下的系统等效阻抗； Z1为线路单位长度的正序阻抗； L为线路长度 （二）带时限电流速断保护（Ⅱ段）
带时限电流速断保护的电流定值I dzⅡ应对本线路末端故障时有不小于1.3～1.5的灵敏度整定，并与相邻线路的电流速断保护配合，时限一般取0.5秒，写成表达式为： I dz.Ⅱ=KI dzⅠ.2 式中:K为可靠系数，一般取1.1～1.2; I dzⅠ.2为相邻线路速断保护的电流定值 （三）过电流保护（Ⅲ段） 过电流保护定值应与相邻线路的延时段保护或过电流保护配合整定，其电流定值还应躲过最大负荷电流，动作时限按阶梯形时限特性整定，写成表达式为： I dz.Ⅲ=K max｛I dzⅡ.2 ,I L｝ 式中:K为可靠系数，一般取1.1～1.2; I dzⅡ.2为相邻线路延时段保护的电流定值; I L 为最大负荷电流 （四）反时限过流保护 由于定时限过流保护（Ⅲ段）愈靠近电源，保护动作时限愈长，对切除故障是不利的。为能使Ⅲ段电流保护缩短动作时限，第Ⅲ段可采用反时限特性。 反时限过电流保护的电流定值按躲过线路最大负荷电流条件整定，本线末端短路时有不小于1.5的灵敏系数，相邻线路末端短路时,灵敏系数不小于1.2,同时还要校核与相邻上下一级保护的配合情况。
变压器综合保护整定原则 1、差动电流速断保护 按躲过变压器空载投入时励磁涌流和外部短路时流入保护的最大不平衡电流整定一般取：dz e I KI n = 式中：dz I ：差动电流速断的动作电流 e I ：变压器的额定电流 K ：倍数 6300KVA 及以下 712: 630031500KVA : 4.57.0: 40000120000KVA : 3.0 6.0: 120000KVA 2.0 5.0: 2、纵差保护 1）纵差保护最小动作电流的整定 最小动作电流应大于变压器额定负载时的不平衡电流.min ()dz K c e I K K U m I n =+?+? 式中：e I ：变压器的额定电流 n ：电流互感器的变比 K K ：可靠系数，取1.3 1.5: c K ：电流互感器的比误差，10P 型取0.032?，5P 型和TP 型取0.012? U ?：变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值 m ?：由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，一般取0.05 在工程实用整定计算中可选取().min 0.30.5dz e I I n =:
2）比率制动系数K 的整定 纵差保护的动作电流应大于外部短路时流过差动回路的不平衡电流。 .max ()bph fzq tx c K I K K K U m I n =+?+? 式中：tx K ：电流互感器的同型系数， 1.0tx K = .max K I ：外部短路时，最大穿越短路电流周期分量 fzq K ：非周期分量系数，两侧同为TP 级电流互感器取1.0，两侧同为 P 级电流互感器取1.5 2.0:。 U ?：变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值 m ?：由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，一般取0.05 K K ：可靠系数，取1.3 1.5: 差动保护的动作电流 .max .max dz K bph I K I = 最大制动系数 max .max .max dz zd K I I = 当.max .max zd K I I =时，max .max .max K bph K K K I I = 式中：.max K I ：最大短路电流 在工程实用整定计算中可60o 选取0.3 1.0K =: 3）二次谐波制动比的整定 一般取：15%20%: 4）涌流间断角的整定 闭锁角可取：6070o o :
距离保护整定计算例题 题目：系统参数如图，保护1配置相间距离保护，试对其距离I 段、II 段、III 段进行整定，并校验距离II 段、III 段的灵敏度。取z1=0.4/km ，线路阻 抗角为75 ，Kss=1.5，返回系数Kre=1.2，III 段的可靠系数Krel=1.2。要 求II 段灵敏度 1.3~1.5，III 段近后备 1.5，远后备 1.2。 解： 1、计算各元件参数，并作等值电路 Z MN =z 1l MN =0.430=12.00 Z NP =z 1l NP =0.460=24.00 Z T = 100% K U T T S U 2=1005 .105 .311152 =44.08 2、整定距离I 段 Z I set1=K I rel Z MN =0.8512=10.20 t I 1=0s Z I set3=K I rel Z NP =0.85 24=20.40 t I 3=0s 3、整定距离II 段并校验灵敏度 1)整定阻抗计算 (1)与相邻线路I 段配合
Z II set1=K II rel (Z MN +Kbmin Z I set3 )=0.8(12+2.0720.40)=43.38 (2)与变压器速断保护配合 Z II set1=K II rel (Z MN +Kbmin Z T )=0.7(12+2.0744.08)=72.27 取Z II set1=Min( (1),(2))=43.38 2)灵敏度校验 K II sen =MN set II Z Z 1 =43.38/12=3.62 ( 1.5)，满足规程要求 3）时限 t II 1=0.5s 4、整定距离III 段并校验灵敏度 1)最小负荷阻抗 Z Lmin Z Lmin =Lman L I U min =Lman N I U 9.0=35.03 /1109.0?=163.31 Cos L =0.866， L= 30 2）负荷阻抗角方向的动作阻抗Z act （30） Z act （30 ）= re ss rel L K K K Z min =2 .15.12.131.163??=75.61 3）整定阻抗Z III set1， set =75 (1)采用全阻抗继电器 Z III set1= Z act （30 ） =75.61， set =75 （2）采用方向阻抗继电器 Z III set1 = )cos() 30(L set act Z ??-?=) 3075(61.75?-?COS =106.94
整定计算运行方式的选择原则 继电保护整定计算用的运行方式，是在电力系统确定好运行方式的基础上，在不影响继电保护的保护效果的前提下，为提高继电保护对运行方式变化的适应能力而进一步选择的，特别是有些问题主要是由继电保护方面考虑决定的。例如，确定变压器中性点是否接地运行，当变压器绝缘性能没有特殊规定时，则应以考虑改善零序电流保护性能来决定。整定计算用的运行方式选择合理与否，不仅影响继电保护的保护效果，也会影响继电保护配置和选型的正确性。 确定运行方式变化的限度，就是确定最大和最小运行方式，它应以满足常见运行方式为基础，在不影响保护效果的前提下，适当加大变化范围。其一般原则如下： （1）必须考虑检修与故障两种状态的重迭出现，但不考虑多种重迭。 （2）不考虑极少见的特殊方式。因为出现特殊方式的几率较小，不能因此恶化了绝大部分时间的保护效果。必要时，可采取临时的特殊措施加以解决。 1发电机、变压器运行变化限度的选择原则 发电机、变压器运行变化限度有如下选择原则： 1）一个发电厂有两台机组时，一般应考虑全停方式，即一台机组在检修中，另一台机组又出现故障；当有三台以上机组时，则应选择其中两台容量较大机组同时停用的方式。对水力发电厂的机组，还应结合水库运行特性选择，如调峰、蓄能、用水调节发电等。2）一个厂、站的母线上无论接有几台变压器，一般应考虑其中容量最大的一台停用。因变压器运行可靠性较高，检修与故障重迭出现的几率很小。但对于发电机变压器组来说，则应服从于发电机的投停变化。 2中性点直接接地系统中变压器中性点接地的选择原则 中性点直接接地系统中变压器中性点接地的选择原则是： 1）发电厂及变电站低压侧有电源的变压器，中性点均应接地运行，以防止出现不接地系统的工频过电压状态。如事前不能接地运行，则应采取其他防止工频过电压措施。 2）自耦型和有绝缘要求的其他型变压器，其中性点必须接地运行。 3）T接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。当T接变压器低压侧有电源时，则应采取防止工频过电压的措施。 4）为防止操作高过电压，在操作时应临时将变压器中性点接地，操作完毕后再断开，装置情况不按接地运行考虑。 3线路运行变化限度的选择
110KV 主变压器综合保护整定原则 主变差动保护里主要包括有差动速断、比例制动差动、二次谐波系数、平衡系数等定值。主要计算过程： 1、收集主变容量、额定电压、额定电流及TA 变比等参数； 2、了解保护装置原理，确认保护是发展变化 高压还是低压侧为基准侧； 3、看图确认电流互感器的二次接线方式； 4、注意主变投运后带负荷检查电流相量。 举例说明： 变压器铭牌额定容量31.5MV A ，TA 二次额定电流5A ，高压侧额定电压110KV ，高压侧TA 变比400/5，低压侧额定电压6.3KV ，低压侧TA 变比3000/5，变压器一次接线方式Y/△-11， TA 二次接线高低压均采用星形接线。 1、变压器额定电流计算： 1） 计算变压器各侧额定电流 e e e U S I 3= 式中Se －变压器最大额定容量，Ue －计算侧额 定电压 2） 计算各侧二次额定电流及平衡系数 H LH H e He n I I ..= =165.4/80=2.067A M LH M e Me n I I ..==??? L LH L e Le n I I ..= =2886/600=4.81A 式中：H e I .——高压一次额定电流, He I ——高压二次额定电流
H LH n .—高压侧CT 变比, 保护定值的确定 1、差动电流速断保护 按躲过变压器空载投入时励磁涌流和外部短路时流入保护的最大不平衡电流整定 一般取： I dz =KI e /n 式中：I dz ：差电流速断的动作电流 I e ：为保护基准侧额定电流；德威特公司的差动保护是以低压侧为基准侧） K ：倍数 6300KV A 及以下 7~12 6300~31500KV A 4.5~7.0 40000~120000KV A 3.0~6.0 120000KV A 2.0~5.0 2、纵差保护 1） 纵差保护最小动作电流的整定 最小动作电流应大于变压器额定负载时的不平衡电流 I dz.min =K K (K c +ΔU+Δm)I e /n 式中： I e ：变压器的额定电流 n ：电流互感器的变比 K K ：可靠系数，取1.3~1.5 K c ：电流互感器的比误差，10P 型取0.03×2，5P 型和TP 型取0.01×2
微机继电保护整定计算举例
珠海市恒瑞电力科技有限公司 目录 变压器差动保护的整定与计算 (3) 线路保护整定实例 (6) 10KV变压器保护整定实例 (9) 电容器保护整定实例 (13) 电动机保护整定计算实例 (16) 电动机差动保护整定计算实例 (19)
变压器差动保护的整定与计算 以右侧所示Y/Y/△-11接线的三卷变压器为例，设变压器的额定容量为S(MVA)，高、中、低各侧电压分别为UH 、UM 、UL(KV)，各侧二次电流分别为IH 、IM 、IL(A)，各侧电流互感器变比分别为n H 、n M 、n L 。 一、 平衡系数的计算 电流平衡系数Km 、Kl 其中：Uhe,Ume,Ule 分别为高中低压侧额定电压（铭牌值） Kcth,Kctm,Kctl 分别为高中低压侧电流互感器变比 二、 差动电流速断保护 差动电流速断保护的动作电流应避越变压器空载投入时的励磁涌流和外部故障的最大不平衡电流来整定。根据实际经验一般取： Isd ＝（4－12）Ieb ／nLH 。 式中：Ieb ――变压器的额定电流； nLH ――变压器电流互感器的电流变比。 三、 比率差动保护 比率差动动作电流Icd 应大于额定负载时的不平衡电流，即 Icd ＝Kk ［ktx × fwc ＋ΔU ＋Δfph ］Ieb ／nLH 式中：Kk ――可靠系数，取（1.3～2.0） ΔU ――变压器相对于额定电压抽头向上（或下）电压调整范围,取ΔU ＝5%。 Ktx ――电流互感器同型系数；当各侧电流互感器型号相同时取0.5,不同时取1 Fwc ――电流互感器的允许误差；取0.1 Δfph ――电流互感器的变比（包括保护装置）不平衡所产生的相对误差取0.1； 一般 Icd ＝（0.2～0.6）Ieb ／nLH 。 四、 谐波制动比 根据经验，为可靠地防止涌流误动，当任一相二次谐波与基波之间比值大于15%－20%时，三相差动保护被闭锁。 五、 制动特性拐点 Is1＝Ieb ／nLH Is2＝（1～3）eb ／nLH Is1，Is2可整定为同一点。 kcth Uhe Kctm Ume Km **= 3**?=kcth Uhe Kctl Ule Kl
例3-1 在图3—48所示网络中，各线路均装有距离保护，试对其中保护1的相间短路保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段进行整定计算。已知线路AB 的最大负荷电流350max L =?I A,功率因数9.0cos =?，各线路每公里阻抗Ω=4.01Z /km ，阻抗角 70k =?，电动机的自起动系数1ss =K ,正常时母线最低工作电压min MA ?U 取等于110(9.0N N =U U kV )。 图3—48 网络接线图 解： 1.有关各元件阻抗值的计算 AB 线路的正序阻抗 Ω=?==12304.0L 1AB AB Z Z BC 线路的正序阻抗 Ω=?==24604.0L 1BC BC Z Z 变压器的等值阻抗 Ω=?=?= 1.445 .311151005.10100%2 T 2 T k T S U U Z 2．距离Ⅰ段的整定 (1)动作阻抗： Ω=?==2.101285.0rel 1.AB op Z K Z Ⅰ Ⅰ (2)动作时间：01=Ⅰ t s 3．距离Ⅱ段 (1)动作阻抗：按下列两个条件选择。 1)与相邻线路BC 的保护3(或保护5)的Ⅰ段配合 )(min b rel rel 1.op BC AB Z K K Z K Z ?+=Ⅰ ⅡⅡ 式中，取8.0,85.0rel rel ==Ⅱ ⅠK K ， min b ?K 为保护3的Ⅰ段末端发生短路时对保护
1而言的 图3-49 整定距离Ⅱ段时求min .jz K 的等值电路 最小分支系数，如图3-49所示，当保护3的Ⅰ段末端1d 点短路时， 分支系数计算式为 215.112)15.01(B A B B A 12b ???? ? ??++=+?++== X Z X Z Z X X Z X I I K AB BC BC AB 为了得出最小的分支系数min b ?K ,上式中A X 应取可能最小值，即A X 最小，而B X 应取最大可能值，而相邻双回线路应投入，因而 19.1215 .11301220min .b =??? ? ??++=K 于是 Ω=??+=''02.29)2485.019.112(8.01.dz Z 2)按躲开相邻变压器低压侧出口2d 点短路整定（在此认为变压器装有可保护变压器全部的差动保护，此原则为与该快速差动保护相配合）， )(T min .b rel 1.op Z K Z K Z AB ?+=Ⅱ Ⅱ 此处分支系数min b ?K 为在相邻变压器出口2k 点短路时对保护1的最小分支系数，由图3-53可见 Ω =?+==++=++== ?3.72)1.4407.212(7.007.2130122011.op max .B min .A 13min b ⅡZ X Z X I I K AB
第1章整定计算的基本原则 1.1 概述 继电保护要达到消灭事故，保证电力系统安全稳定运行的目的，需要做多方面的工作。其中包括设计、安装、整定、调试，以及运行维护等一系列环节；整定计算是其中的一部分工作，而且是极重要的一部分工作。 整定计算是对具体的电力系统，进行分析计算，整定，以确定保护配置方式，保证选型，整定值和运行使用的要求。 它的重要性在于： ①在设计保护时，必须经过整定计算的检验来确定保护方式及选定。 ②在电力系统运行中，整定计算要确定各种保护的定值和使用方式，并及时协调保护与电力系统运行方式的配合，以达到正确发挥保护作用的目的。 ③无论是设计还是运行，保护方式都与一次系统接线和运行方式有密切关系。在多数情况下是涉及全局性的问题，要综合平衡，做出决断。 1．电力系统运行整定计算的基本任务 ①编制系统保护整定方案，包括给出保护的定值与使用方式，对不满足系统要求的（如灵敏性，速动性等）保护方式，提出改进方案； ②根据整定方案，编制系统保护运行规程；处理日常的保护问题； ③进行系统保护的动作统计与分析，做出专题分析报告； ④协调继电保护定值分级管理； ⑤参加系统发展保护设计的审核； ⑥对短路计算有关系统参数的管理。 2．电力系统运行整定计算的特点和要求： ①整定计算要决定保护的配置与使用，它直接关系到保证系统安全和对重要用户连续供电的问题，同时又和电网的经济指标，运行调度，调试维护等多方面工作有密切关系，因此要求有全面的观点。 ②对于继电保护的技术要求，选择性、速动性、灵敏性、可靠性，要全面考虑，在某些情况下，“四性”的要求会有矛盾，不能兼顾，应有所侧重；如片面强调某一项要求时，都会使保护复杂化，影响经济指标及不利于运行维护等弊病。 ③整定保护定值时，要注意相邻上下级各保护间的配合关系，不但在正常方式下考虑，而且方式改变时也要考虑，特别是采取临时性的改变措施更要慎重，要安全可靠。 ④系统保护的运行管理，有连续性的特点。每一个保护定值和使用方式，都是针对某种运行要求而决定的。处理问题有针对性和时间性，要考虑到原有情况作为处理的基础。 1.2 对继电保护的基本要求 1.选择性 电力系统中某一部分发生故障时，继电保护的作用只断开有故障的部分，保留没有故障的部分继续运行，这就是选择性。选择性说明如图1-1所示。
2三段式电流保护的整定计算 1、瞬时电流速断保护 整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流 整定计算公式： 式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取1.2～1.3。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验：
式中： X1— —线 路的 单位 阻抗， 一般 0.4Ω /KM； Xsmax ——系统最大短路阻抗。 要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护 整定计算原则： 不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故： 式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取1.1～1.2； △t——时限级差，一般取0.5S； 灵敏度校验：
规程要求： 3、定时限过电流保护 定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备 以及相邻线路或元件的远后备。 动作电流按躲过最大负荷 电流整定。 式中： KⅢrel——可靠系数，一般 取1.15～1.25； Krel——电流继电器返回系数，一般取0.85～0.95； Kss——电动机自起动系数，一般取1.5～3.0； 动作时间按阶梯原则递推。 灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。 式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电流。 要求：作近后备使用时，Ksen≥1.3～1.5 作远后备使用时，Ksen≥1.2
电动机综合保护整定原则 1、差动电流速断保护 按躲过电动机空载投入时最大暂态电流引起的不平衡电流最大外部以及短路时的不平衡电流整定整定 一般取：I dz=KI e/n 式中：I dz：差电流速断的动作电流 I e：电动机的额定电流 K：一般取8~10 2、纵差保护 1）纵差保护最小动作电流的整定最小动作电流应大于电动机启动过程中时的不平衡电流 I dz.min=K KΔmI e/n 式中：I e：电动机的额定电流 n：电流互感器的变比 K K：可靠系数，取3~4 Δm：由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，一般取0.1 在工程实用整定计算中可选取I dz.min=（0.3~0.6）I e/n。 2）比率制动系数K 按最大外部短路电流下差动保护不误动的条件，计算最大制动系数 K =K K K fzq K tx K c 式中：K tx：电流互感器的同型系数，K tx=0.5
K K：可靠系数，取2~3 K c：电流互感器的比误差，取0.1 K fzq：非周期分量系数，取1.5~2.0 计算值K max=0.3，但考虑电流互感器的饱和和暂态特性畸变的影响，在工程实用整定计算中可选取K=0.3~0.6 3、电流速断保护 整定原则：躲过电动机启动时的产生的最大电流，但在正常运行中又要有足够的灵敏度； 1）Izd = K K.Istart K为可靠系数,一般地Kk=1.3 Istart为电动机启动的最大电流，该电流值可以通过启动电机时记录保护中记录的最大电流取得；或根据动机标称启动电流得到；2）若Istart不好确定时，可根据下面推荐进行计算Istart； 单鼠笼: Istart=(6~7)Ie 双鼠笼: Istart=(4~5)Ie 绕线式: Istart=(3~4)Ie Idz=K*Izd 电动机启动过程中K=1，启动结束后K=0.5； 即当电动机启动完成后速断定值自动降低为原定值的50％。可有效地防止启动过程中因启动电流过大引起的误动，同时还能保证正常运行中保护有较高的灵敏性。 3）速断动作时间tsd 根据现场运行经验，一般取取tsd =0.05s
3~110kV线路继电保护整定计算原则 1一般要求 1.1整定计算使用的正常检修方式是在正常运行方式的基础上，考虑N-1的检修方式，一般不考虑在同一厂（站）的母线上同时断开所联接的两个及以上运行设备（线路、变压器等）。 1.2保护装置之间的整定配合一般按相同动作原理的保护装置之间进行配合，相邻元件各项保护定值在灵敏度和动作时间上一般遵循逐级配合的原则，特殊情况设置解列点。 1.3保护动作整定配合时间级差一般取0.3秒。 1.4线路重合闸一般均投入三相重合闸，系统联系紧密的线路投非同 期重合，发电厂出线联络线路少于4回时电源侧重合闸投检同期合闸、对端投检无压合闸，重合时间一般整定为对端有全线灵敏度段最长时间加两个时间级差。 2.快速保护整定原则 2.1高频启信元件灵敏度按本线路末端故障不小于2.0整定，高频停信元件灵敏度按本线路末端故障不小于1.5~2.0整定。 2.2高频保护线路两侧的启信元件定值（一次值）必须相同。 2.3分相电流差动保护的差动电流起动值按躲过被保护线路合闸时的最大充电电流整定，并可靠躲过区外故障时的最大不平衡电流，同时保证线路发生内部故障时有足够灵敏度，灵敏系数大于2，线路两侧一次值动作值必须相同。 2.4分相电流差动保护的其它起动元件起动值应按保线路发生内部故
障时有足够灵敏度，灵敏系数大于2整定，同时还应可靠躲过区外故障时的最大不平衡电流。 3后备保护的具体整定原则： 以下各整定原则中未对其时间元件进行具体描述，各时间元件的定值整定应根据相应的动作配合值选取。 1 相间距离 Ⅰ段： 原则1：“按躲本线路末端故障整定”。 所需参数：可靠系数K K =0.8~0.85 计算公式：L K DZ Z K Z ≤Ⅰ 变量注解：ⅠDZ Z ――定值 L Z ――线路正序阻抗 原则2：“单回线终端变运行方式时，按伸入终端变压器内整定”。 所需参数：线路可靠系数K K =0.8~0.85 变压器可靠系数KT K ≤ 0.7 计算公式：' T KT L K D Z Z K Z K Z +≤Ⅰ 变量注解：'T Z ――终端变压器并联等值正序阻抗。 原则3：“躲分支线路末端故障”。 所需参数：线路可靠系数K K =0.8~0.85 计算公式： )(21L L K DZ Z Z K Z +≤Ⅰ 变量注解：1L Z ――应该是截止到T 接点的线路正序阻抗。 2L Z ――应该是分支线路的正序阻抗。
段式电流保护的整定及 计算 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-
2三段式电流保护的整定计算1、瞬时电流速断保护整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流整定计算公式： 式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取～。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验： 式中： X1——线路的单位阻抗，一般Ω/KM；
Xsmax —— 系统 最大 短路 阻 抗。 要求 最小 保护 范围 不得 低于 15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护 整定计算原则：不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故： 式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取～； △t——时限级差，一般取；灵敏度校验： 规程要求：3、定时限过电流保护定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备以及相邻线路或元件的远后备。动作电流按躲过最大负荷电流整定。 式中： KⅢrel——可靠系数，一般取～； Krel——电流继电器返回系数，一般取～；
Kss——电动机自起动系 数，一般取～；动作时间 按阶梯原则递推。 灵敏度分别按近后备和远 后备进行计算。 式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短 路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电 流。 要求：作近后备使用时，Ksen≥～ 作远后备使用时，Ksen≥注意：作近后备使用时，灵敏系数校验点取本条线路最末端；作远后备使用时，灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端； 4、三段式电流保护整定计算实例 如图所示单侧电源放射状网络，AB和BC均设有三段式电流保护。已知：1）线路AB长20km，线路BC长30km，线路电抗每公里欧姆；2)变电所B、C中变压器连接组别为Y，d11，且在变压器上装设差动保护；3）线路AB的最大传输功率为，功率因数，自起动系数取；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗欧，系统最小电抗欧。试对AB线路的保护进行整定计算并校验其灵敏度。 解：（1）短路电流计算注意：短路电流计算值要注意归算至保护安装处电压等级，否则会出现错误；双侧甚至多侧电源网络中，应取流经保护的短路电流值；在有限系统中，短路电流数值会随时间衰减，整定计算及灵敏度校验时，精确计算应取相应时间处的短路电流数值。 B母线短路三相、两相最大和最小短路电流为： =1590（A）
110kV 变压器整定计算方案 差动保护 整定原则： 1. 差动速断电流：应按躲过变压器初始励磁涌流整定，推荐值如下： 6300kVA 及以下变压器： 7-12 Ie 6300-31500kVA 变压器： Ie 40000-120000 kVA 变压器： 3-6 Ie 120000 kVA 及以上变压器： 2-5 Ie 2. 差动动作电流：~ 3. 比率制动系数： 适用于制动电流为∑== m i Ii Ir 121、{}l I h I Ir &&&,m I ,=和复式比例制动（ISA 系列）。 若制动电流{} l I h I Ir &&&,m I ,=可选择，制动电流不能只取负荷侧电流（区外短路故障时差动保护可靠性降低）。 若制动电流计算方法有别于常规，制动系数取值需结合实际，并参考厂家建议整定。 4. 二次谐波制动系数： 建议取 5. TA 断线闭锁差动保护:建议 TA 断线或短路且差流小于时闭锁差动保护，大于时不闭锁 差动保护。若无上述区域选择，CT 断线建议不闭锁差动保护。 6. 差流越限告警（TA 断线报警）：取。 7. 差动保护TA 断线若采用负序电流判据，建议取。 8. 若110kV 站变压器为双变低，且其中一分支暂不接入时，该分支差动保护CT 变比调整 系数仍按实际整定，不取装置最小值。 整定方案： 1. 不带时限动作于跳主变各侧。 2. 保护动作不闭锁备自投。（不要） 后备保护 整定原则： 1. 110kV 过电流保护 可选择经复压闭锁或不经复压闭锁 a 经复压闭锁： 按躲负荷电流整定 IL=k K × IHe ／f K ×Nct k K = zqd K = f K 电磁型取，微机型取 b 不经复压闭锁： 考虑躲备自投动作后变压器可能的最大负荷电流： IL=k K ×zqd K × IHe ／f K ×Nct k K = f K 电磁型取，微机型取
继电保护整定计算 一、10KV 母线短路电抗 已知10母线短路参数：最大运行方式时，短路容量为MVA S d 157 )3((max)1.=，短路电流为KA U S I e d d 0647.91031573)3((max)1.)3((max)1.=?=?=，最小运行方式时，短路容量为 MVA S d 134) 3((min)1.=，短路电流为KA U S I e d d 7367.71031343)3((min)1.) 3((min)1.=?=?=，则 KA I I d d 77367.7866.0866.0)3((min)1.)2((min)1.=?==。 取全系统的基准功率为MVA S j 100=，10KV 基准电压KV U j 5.101.=，基准电流为KA U S I j j j 4986.55.10310031 .1.=?=?=；380V 的基准电压KV U j 4.02.=，基准电流是KA U S I j j j 3418.1444.0310032.2.=?=?= 二、1600KV A 动力变压器的整定计算（1#变压器， 2#变压器） 已知动力变压器量MVA S e 6.1=，KV 4.010，高压侧额定电流 A U S I H e e H e 38.9210316003..=?=?=，低压侧额定电流 A U S I L e e L e 47.23094.0316003..=?=?=，变压器短路电压百分比%5.4%=s V ， 电流CT 变比305 150==l n ，低压零序电流CT 变比0n 。变压器高压侧首端最小运行方式下两相断路电流为KA I d 38.6)2((min)2.= 1、最小运行方式下低压侧两相短路时流过高压的短路电流 折算到高压侧A I d 1300 )`2((min)3.= 2、最大运行方式下低压侧三相短路时流过高压的短路电流 折算到高压侧A I d 1500 )`3((max)3.= 3、高压侧电流速断保护
如下图所示网络中采用三段式相间距离保护为相间短路保护。已知线路每公里阻抗Z 1=km /Ω，线路阻抗角?=651?，线路AB 及线路BC 的最大负荷 电流I m ax .L =400A ，功率因数cos ?=。K I rel =K ∏rel =，K I ∏ rel =，K ss =2，K res =，电源 电动势E=115kV ，系统阻抗为X max .sA =10Ω，X min .sA =8Ω，X max .sB =30Ω，X min .sB =15Ω；变压器采用能保护整个变压器的无时限纵差保护；t ?=。归算至115kV 的变压器阻抗为Ω，其余参数如图所示。当各距离保护测量元件均采用方向阻抗继电器时，求距离保护1的I ∏∏I 、、段的一次动作阻抗及整定时限，并校 验I ∏∏、段灵敏度。（要求∏sen ≥；作为本线路的近后备保护时，I ∏sen ≥；作为相邻下一线路远后备时，I ∏sen ≥） 解：（1）距离保护1第I 段的整定。 1） 整定阻抗。 11.Z L K Z B A rel set -I I ==Ω=??6.94.0308.0 2)动作时间：s t 01=I 。 （2）距离保护1第∏段的整定。 1）整定阻抗：保护1 的相邻元件为BC 线和并联运行的两台变压器，所以 ∏段整定阻抗按下列两个条件选择。
a ）与保护3的第I 段配合。 I -∏∏+=3.min .11.(set b B A rel set Z K Z L K Z ） 其中， Ω=??==-I I 16.124.0388.013.Z L K Z C B rel set ； min .b K 为保护3 的I 段末端发生短路时对保护1而言的最小分支系数（见图 4-15）。 当保护3的I 段末端K 1点短路时，分支系数为sB AB sB sA b X X X X I I K ++==12 （4-3） 分析式（4-3）可看出，为了得出最小分支系数，式中SA X 应取最小值min .SA X ；而SB X 应取最大值max .SB X 。因而 max .min .min .1sB AB sA b X Z X K ++ ==1+30 30 4.08?+= 则 Ω=?+??=∏ 817.25)16.12667.14.030(8.01.set Z b ）与母线B 上所连接的降压变压器的无时限纵差保护相配合，变压器保护范围直至低压母线E 上。由于两台变压器并列运行，所以将两台变压器作为一个整体考虑，分支系数的计算方法和结果同a ）。 ?? ? ??+=-∏∏2min .1t b B A rel set Z K Z L K Z =Ω=? +??078.66)27.84667.14.030(8.0 为了保证选择性，选a ）和b ）的较小值。所以保护1第 ∏段动作阻抗为
电动机综合保护整定原则 一、过热保护 过热保护涉及发热时间常数Tfr和散热时间Tsr二个定值。 1）发热时间常数Tfr 发热时间常数Tfr应由电动机制造厂提供，若制造厂没有提供该值，则可按下列方法之一进行估算。 A 由制造厂提供的电动机过负荷能力数据进行估算 如在X倍过负荷时允许运行t秒，则可得， Tfr =（X2-1.052）t 若有若干组过负荷能力数据，则取算出得Tfr值中最小者。 B 若已知电动机的温升值和电流密度，可用下式估算Tfr值： Tfr =（150×θe）×（θM /θe -1）/（1.05×Je2） 式中，θe：电动机定子绕组额定温升 θM：电动机所采用绝缘材料的极限温升 Je ：定子绕组额定电流密度 例如：电动机采用B级绝缘，其极限温升θM =80℃，电动机定子绕组额定温升θe =45℃，定子绕组额定电流密度Je =3.5A/mm2，则： Tfr ={（150×45）/（1.05×3.52）}×（80/45-1）=408（s） C 由电动机启动电流下的定子温升决定发热时间常数 Tfr =（θ×Ist2×Ist）/θ1st 式中，θ：电动机额定连续运行时的稳定温升 Ist ：电动机启动电流倍数 tst ：电动机启动时间 θ1st：电动机启动时间的定子绕组温升 D 根据电动机运行规程估算Tfr值 例如：某电动机规定从冷态启动到满转速的连续启动次数不超过两次，又已知该电动机的启动电流倍数Ist和启动时间tst，则：
Tfr ≤2（Ist2-1.052）tst 2) 散热时间Tsr 按电动机过热后冷却至常态所需时间整定。 二、电动机过热禁止再启动保护 过热闭锁值θb按电动机再正常启动成功为原则整定，一般可取θb=0.5。 三、长启动保护 长启动保护涉及电动机额定启动电流Iqde 和电动机允许堵转时间tyd 二个定值。 1）电动机额定启动电流Iqde 取电动机再额定工况下启动时的启动电流（A）。 2）电动机允许堵转时间tyd 取电动机最长安全堵转时间（S）。 四、正序过流保护 正序过流保护涉及正序过流动作电流I1g1 和正序过流动作时间t1g1二个定值。 1）正序过流动作电流I1gl 一般可取I1gl=（1.5~2.0）Ie 2）正序过流动作时间t1gl 一般可取t1gl=（1.5~2.0）tyd 五、低电压保护 1）按切除不重要电动机的条件整定 低电压动作值： 对中温中压电厂Udz=60~65% Ue 对高温高压电厂Udz=65~70% 为了保护重要电动机的自起动，采用最小时限t=0.5S 2) 按躲过保证电动机自起动时供电母线的最小允许电压，并计入可靠系数及电压继电器的返回系数
本科毕业设计（论 文) 继电保护整定计算的分析与研究 —距离保护整定计算 指导老师 学号 二O一二年六月 中国南京
摘要 继电保护是电力系统安全运行的防护线,继电保护的整定计算是继电保护装置正确动作的关键。随着电力系统的快速发展，电力系统的网络构成日趋复杂,继电保护的整定也越来越复杂,而且更费时费力，也更容易出错。规范继电保护整定计算,提高继电保护整定计算水平对于减少设备事故或杜绝事故的发生具有深刻的意义。如果能成功编制一款软件，该软件能够在各种各样的系统运行方式下,根据整定原则计算出继电保护装置的整定值，使装置正确动作,那么将很大程度上减少工作人员的工作量,使工作效率大大提高。 本文以三段式距离保护为例，介绍了如何利用软件开发工具Ｍatlab编制三段式距离保护软件。主要使用了Maｔlab的GUI(图形用户界面)功能将距离保护整定计算划分成五个模块。用户通过这些模块的提示，能准确快速地计算出整个网络的继电保护装置的整定值，并且用户还可以根据系统运行方式的变化修改整定计算算法,使整定值能够适用于多种不同的运行方式,实现了整定计算过程的自动化和智能化。 【关键词】继电保护距离保护整定计算 Matｌａb
Abstract Relay ｐrotｅctioｎ is ｔｈe lｉｎe of defenｃｅｏf safetｙｏperaｔion of the ｐoｗer system.Seｔtｉnｇcalculation of relaｙprotection is ｔhe key to the ｒiｇhｔ action of relay ｐrotecｔion ｄｅｖｉces． With thｅ develｏpmｅｎt of power systｅm, pｏweｒsystem network iｓbecｏming mｏｒｅａnd more ｃomｐｌex, tｈe rel ａy protｅction ｉs becoｍiｎｇｍｏre anｄ more coｍplex, aｎd more ｔiｍｅ－ｃｏnsuminｇ and lａbｏrious, but alsｏｍore ｐrone ｔo e ｒror．Speｃificａtiｏn fｏｒ and raiｓｅ the ｌeｖel of setting calculatｉon ｏｆ relay proｔeｃtioｎhas pｒofound ｓｉgnifｉcａｎce on ｔｈe ｒeｄuctioｎ of equipment ａccidenｔ anｄ aｖｏiｄing the hａppeninｇｏf ａccideｎts．If we cａn suｃｃｅｓｓfully devｅlop a piece oｆsoftware，ｔhe softwaｒe ｃan cａlculａtｅthe ｓettiｎg values in ｖarious opｅratｉng mode of ｔhe system acｃoｒdi ｎg to ｔhe ｐｒinｃiplｅｓ of sｅtｔｉng calｃｕlaｔion of relay protection ｄeｖｉｃｅ setting vaｌｕe， so thａt the relay protｅc ｔion ｄeｖiｃeｓwiｌl aｃt coｒrectly．Ｉｔｗill ｇｒeaｔly r ｅduｃe thｅ workload of staｆf, greａｔly improvｅtｈe wｏrk ｅｆficieｎcｙ. The pａｐer tａkeｓｔhｒee sections ｄiｓtance pｒoｔeｃtion f ｏr an exaｍple anｄｉntroｄｕcｅｓhow to prｏgrａme thｅ thr ｅe seｃtionｓ distaｎcｅ pｒotｅｃｔioｎｗith ｔhｅ sofｔｗarｅ dｅvｅlｏｐinｇ tool－－Ｍatlab. The setｔing ｃalcuｌａtion of ｄistaｎce pｒoｔｅctｉoｎ is ｄiviｄed ｉnto fivｅ modulｅs by thhe mａin function of Maｔｌａb－－ＧUI （ｇraphｉcal user interfaｃe ). Through tｈｅse modulｅs tips, users cａn accurately aｎd ｑｕicｋlｙcalculate tｈｅ rｅｌay proｔｅctｉｏn device sｅttｉng ｖalｕeｓ of t ｈe entiｒe network, anｄ tｈe users caｎ alsｏchａｎｇｅｔhｅ