继电保护定值计算技巧
继电保护及自动装置是电力系统的重要组成部分，对保证电力系统的安全经济运行，防止事故发生和扩大起到关键性的作用。
随着电力工业迅速发展，继电保护及自动装置也加快了更新换代的步伐，大量的电磁式继电保护装置被微机保护所取代。针对多种形式、不同厂家各异的继电保护及自动装置能否正确动作，直接关系到电力系统的安全稳定运行。有数据表明：电力系统因继电保护引起的电力事故占较大比重，由于定值计算与管理失误造成继电保护“三误”事故也时有发生。因此，探索新模式下的继电保护定值计算与管理工作显得十分重要。
1定值计算的前期工作
1.1定值计算需要大量前期资料
定值计算应具备准确无误的计算资料，这是进行定值计算的前提。它包括：一、二次图纸；所带变压器、电容器、消弧线圈、电抗器等铭牌数据和厂家说明书；电压互感器、电流互感器变比和试验报告；实测线路参数或理论计算参数；保护装置技术说明书、现场保护装置打印清单等等。
1.2在实际计算中遇到的问题
图纸或资料与现场实际不符；比如TA变比与实际不符、线路长度与实际不符、变压器短路阻抗与实际不符、应该实测的参数没有实测值、图纸错误等等。
定值计算所需资料不全：未提供电容器内部接线形式；没有现场保护装置打印清单等。
提供资料标注不清：架空线没有分段标注长度和型号；电缆线路在方案中没有写清所带用户或标注双电缆。
1.3TA变比与实际不符使定值计算错误
例：某变电站10kV出线，带两台容量SN为1000kVA变压器，短路阻抗UK 为6％，资料提供TA变比N为600/5，实际变比N为1000/1。
保护定值计算：
TA变比N取600/5，过流保护按躲过最大负荷电流整定：
I≥1.5×2SN×31/2UeN=1.37A
则一般定值最小可选：600/5，2A。
而实际情况：
TA变比N取1000/1，代入
I≥0.16A
可选择：1000/11A。
速断按躲过变压器低压侧短路整定：
短路阻抗标么值：（取基准容量SB=100MVA，基准电压UB=10.5kV，基准电流IB=5500A）当UB=UN时
X*=UK×SB/(100×SN)=6
I≥1.3×5500/(X*×N)=9.93A（N取600/5）
一般最小可取：600/5，10A。
而实际情况：N=1000/1，
1.3×5500/(X*×N)=1.19A
可选取：1000/1，2A。
结论：可见实际为1000/1的TA，按照600/5计算，所选定值将相差悬殊。1.4解决措施
由设备运行维护单位建立由专人负责的设备运行管理数据库，数据库要做的时时更新、准确无误、资源共享。
作为提供资料单位，应对定值所需资料的正确性引起足够的重视，这是进行定值计算的基础工作，错误或不准确的资料会直接导致继电保护装置不能正确动作，造成严重后果。
复杂的定值计算单位，应针对不同的工程内容、不同的定值计算工作，提供计算所需资料清单列表，以便工程组织单位尽快提供全部资料。
2定值计算工作
定值计算是决定保护装置正确动作的关键环节。定值计算人员应具备高度的工作责任心，树立全局观念和整体观念。整定计算工作应严格遵守整定计算基本原则：局部服从整体；下级服从上级；局部问题自行消化；尽可能的照顾地区电网和下一级电网的需求；保证重要政治用户供电。满足继电保护和安全自动装置可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，在不满足时应合理取舍。
保护装置为适合现场需要不断更新换代，特别是微机保护装置版本不断升级。整定计算人员不得不花费大量时间和精力，逐字逐句的学习研究新内容，与保护装置厂家技术人员反复沟通，掌握原理和动作逻辑，在采用新的微机保护装置时很容易出错。
由于保护装置来自不同的厂家，有时会有同一种保护定义不同、名称各异，容易引起混淆。有些保护厂家说明书写的不够详细，比如缺少逻辑回路图，使整定计算人员很难判断保护是否动作。还有的厂家定值菜单内容过于繁琐，比如设很多控制字和投退压板。
二次接线修改的图纸变更工作不及时。
整定计算人员对于新装置的内容、含义和二次回路不清楚，没有很好的掌握，以致定值内容出错。
保护装置先天不足，比如有些老型号的装置，定值单位步进较大，小数点之后整不出来，影响了定值单的准确性，甚至影响了上下级的配合关系。
整定人员没有参加有关继电保护配置、设计审查和设备选型等工作，到了计算定值的时候才发现问题，特别是装置本身存在设计缺陷时很难得到修改，使保护配置先天不足。
下级定值没有与上级定值接口，上级改线路定值、下级更换变压器，没有及时通知上下级单位配合，使保护定值失去配合关系。
线路切改或更换变压器后没有及时修改系统阻抗，使定值计算出现偏差。
定值计算错误举例：
例1：某35kV/10kV变电站，变压器后备过流保护1s断开10kV母联断路器，1.5s断开10kV主断路器，计算10kV出线保护定值时，定值计算人员按常规将10kV出线定值整定成速断0.5s，过流1s，造成该10kV出线短路越级断开10kV母联断路器的事故。
例2：某变电站变压器接线方式为Yyd11线，由于保护整定人员，没有深入理解某装置变压器接线控制字的意义，错将0002H整成0001H，在35kV线路短路时造成变压器差动保护掉闸。
解决措施一般应规范继电保护装置软件版本，规范厂家对同一种保护、同一种功能的压板名称，规范厂家技术说明书及其必要的内容。总之，做好规范化工作对继电保护整定计算和运行维护工作意义重大。
整定计算人员应提高业务素质，加强对新装置的学习，积极参与保护装置的配置、选型和改进工作。
加强各级各地区整定计算人员之间、与厂家技术人员之间、与现场运行继电保护调试人员的沟通和学习。取长补短，相互把关。
新型微机保护装置的动态培训工作成为新装置上马后的重中之重。作为微机保护装置使用单位，整定计算人员最先接触新装置，会出现意想不到的问题。并且在新装置的使用初级阶段，难免会存在一些问题，因此，让定值计算人员和现场调试维护人员，尽快掌握微机保护装置性能，培训工作十分重要。应加大动态培训的力度，尽快提高继电保护人员整体的业务技术水平。
3定值单的执行工作
一张定值单的产生和执行，要经过组织单位提供资料、确定运行方式、定值计算、定值审核、确定停电时间、保护调试、调度人员核对等诸多环节，其中每一个环节都可能造成定值单在执行中出现问题。
凡运行的继电保护必须有正式的定值单为凭证，保护投入前必须由当值调度员与现场人员进行核对，确认无误后，调度部门填写执行日期并盖章，在一周内返还定值计算部门存档。
实际遇到的问题中，执行后的定值单不能及时的返还到定值计算部门，使保存的定值单与现场定值出现偏差。
定值单在流转执行过程中或执行完毕丢失，使定值单出错。
解决措施：应建立继电保护定值单的闭环管理措施，建立定值单执行签转制度。参与定值单执行的各部门人员应严肃定值单执行工作，不能认为定值单的执行和保护仅仅是继电保护人员的责任。
4定值的管理工作
定值单管理工作应细致认真，管理好定值单、定值底稿、资料方案对继电保护定值计算和运行维护工作十分重要，保存的定值及其资料必须与现场实际相符，才能保证定值计算正确和执行无误。
实际遇到的问题，如工作中定值计算底稿和资料没有及时归档，再次计算时资料不全，出现计算错误。每年的定值单现场核对工作流于形式，没有制定具体的管理措施。
停运的线路和改路名的线路没有通知整定计算人员。
一般采用解决的措施是由保护运行维护单位，建立继电保护装置运行管理库，继电保护及二次设备的建档工作应准确及时。保护装置建档是一项基础工作，每套装置均应建立档案，包括厂家、设备规范、软件版本、运行性能、校验日期、缺陷问题、停运和投运日期、更换日期等，管理库时时更新，资源共享。
认真做好每年的定值单核对工作，建立定值单核对、存放管理制度。建立电子版的定值单存放库，定期核对检查。
定值单的管理是继电保护专业的基础工作，只有从基础工作抓起，才能使继电保护工作有序进行。
继电保护定值整定计算公式大全 1、负荷计算（移变选择）： cos de N ca wm k P S ?∑= （4-1） 式中 S ca --一组用电设备的计算负荷，kVA ； ∑P N --具有相同需用系数K de 的一组用电设备额定功率之和，kW 。 综采工作面用电设备的需用系数K de 可按下式计算 N de P P k ∑+=max 6 .04.0 （4-2） 式中 P max --最大一台电动机额定功率，kW ； wm ?cos --一组用电设备的加权平均功率因数 2、高压电缆选择： （1）向一台移动变电站供电时，取变电站一次侧额定电流，即 N N N ca U S I I 13 1310?= = （4-13） 式中 N S —移动变电站额定容量，kV ?A ； N U 1—移动变电站一次侧额定电压，V ； N I 1—移动变电站一次侧额定电流，A 。 （2）向两台移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为两台移动变电站一次侧额定电流之和，即 3 1112ca N N I I I =+= （4-14） （3）向3台及以上移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为 3 ca I = （4-15） 式中 ca I —最大长时负荷电流，A ； N P ∑—由移动变电站供电的各用电设备额定容量总和，kW ；
N U —移动变电站一次侧额定电压，V ； sc K —变压器的变比； wm ?cos 、η wm —加权平均功率因数和加权平均效率。 （4）对向单台或两台高压电动机供电的电缆，一般取电动机的额定电流之和；对向一个采区供电的电缆，应取采区最大电流；而对并列运行的电缆线路，则应按一路故障情况加以考虑。 3、 低压电缆主芯线截面的选择 1）按长时最大工作电流选择电缆主截面 （1）流过电缆的实际工作电流计算 ① 支线。所谓支线是指1条电缆控制1台电动机。流过电缆的长时最大工作电流即为电动机的额定电流。 N N N N N ca U P I I η?cos 3103?= = （4-19） 式中 ca I —长时最大工作电流，A ； N I —电动机的额定电流，A ； N U —电动机的额定电压，V ； N P —电动机的额定功率，kW ； N ?cos —电动机功率因数； N η—电动机的额定效率。 ② 干线。干线是指控制2台及以上电动机的总电缆。 向2台电动机供电时，长时最大工作电流ca I ，取2台电动机额定电流之和，即 21N N ca I I I += （4-20） 向三台及以上电动机供电的电缆，长时最大工作电流ca I ，用下式计算 wm N N de ca U P K I ?cos 3103?∑= （4-21） 式中 ca I —干线电缆长时最大工作电流，A ； N P ∑—由干线所带电动机额定功率之和，kW ； N U —额定电压，V ；
一继电保护灵敏系数 灵敏性是指在电力设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。灵敏系数应根据不利的正常（含正常检修）运行方式和不利的故障类型计算，但可不考虑可能性很小的情况。灵敏系数应满足有关设计规范与技术规程的要求，当不满足要求时，应对保护动作电流甚至保护方案进行调整。 灵敏系数K m为保护区发生短路时，流过保护安装处的最小短路电流I k·min与保护装置一次动作电流I dz的比值，即：K m＝I k·min／I dz。 式中：I k·min为流过保护安装处的最小短路电流，对多相短路保护，I k·min取两相短路电流最小值I k2·min；对66KV、35KV、6~10kV中性点不接地系统的单相短路保护， 取单相接地电容电流最小值I c·min；对110kV中性点接地系统的单相短路保护， 取单相接地电流最小值I k1·min；I dz为保护装置一次动作电流。 各类短路保护的最小灵敏系数列于表1.1 表1.1 短路保护的最小灵敏系数 注：（1）保护的灵敏系数除表中注明者外，均按被保护线路（设备）末端短路计算。 （2）保护装置如反映故障时增长的量，其灵敏系数为金属性短路计算值与保护整定值之比；如反映故障时减少的量，则为保护整定值与金属性短路计算值之比。 （3）各种类型的保护中，接于全电流和全电压的方向元件的灵敏系数不作规定。 （4）本表内未包括的其他类型的保护，其灵敏系数另作规定。
二电力变压器保护 1电力变压器保护配置 电力变压器的继电保护配置见表4.1－1 表4.1－1 电力变压器的继电保护配置 注：（1）当带时限的过电流保护不能满足灵敏性要求时，应采用低电压闭锁的带时限的过电流； （2）当利用高压侧过电流保护及低压侧出线断路器保护不能满足灵敏性要求时，应装设变压器低压侧中性线上安装电流互感器的零序过电流保护； （3）低压侧电压为230/400V的变压器，当低压侧出线断路器带有过负荷保护时，可不装设专用的过负荷保护； （4）密闭油浸变压器装设压力保护； （5）干式变压器均应装设温度保护。
郑州煤炭工业（集团）有限责任公司( 函) 郑煤机电便字【2016】14号 关于下发井下供电系统继电保护整定方案 (试行)的通知 集团公司各直管矿井及区域公司： 为加强井下供电系统安全的管理，提高矿井供电的可靠性，必须认真做好供电系统继电保护整定工作。结合郑煤集团公司所属矿井的实际情况，按照电力行业的有关标准和要求，特制定《井下供电系统继电保护整定方案》（试行），请各单位根据井下供电系统继电保护整定方案，结合本单位的实际情况，认真进行供电系统继电保护整定计算，并按照计算结果整定。在实际执行中不断完善，有意见和建议的，及时与集团公司机电运输部联系。 机电运输部 二〇一六年二月二十九日 井下供电系统继电保护整定 方案（试行） 郑煤集团公司
前言 为提高煤矿井下供电继电保护运行水平，确保井下供电可靠性,指导供电管理人员对高低压保护整定工作，集团公司组织编写了《井下供电系统继电保护整定方案》（试行）。 《井下供电系统继电保护整定方案》共分为六章，第一章高低压短路电流计算，第二章井下高压开关具有的保护种类，第三章矿井高压开关短路、过载保护整定原则及方法，第四章井下供电高压电网漏电保护整定计算，第五章低压供电系统继电保护整定方案，第六章127伏供电系统整定计算方案。 由于煤矿继电保护技术水平不断提高，技术装备不断涌现，加之编写人员水平有限，编写内容难免有不当之处，敬请各单位在今后的实际工作中要针对新情况新问题不断总结和完善，对继电保护的整定计算方案提出改进意见和建议。 二〇一六年二月二十九日 目录 第一章高低压短路电流计算............................................................ 第一节整定计算的准备工作...................................................... 第二节短路计算假设与步骤...................................................... 第三节各元件电抗计算............................................................ 第四节短路电流的计算............................................................ 第五节高压电气设备选择......................................................... 第六节短路电流计算实例......................................................... 第二章高压配电装置所具有的保护种类 ............................................ 第一节过流保护装置............................................................... 第二节单相接地保护............................................................... 第三节其它保护种类...............................................................
继电保护灵敏系数 灵敏性是指在电力设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。灵敏系数应根据不利的正常（含正常检修）运行方式和不利的故障类型计算，但可不考虑可能性很小的情况。灵敏系数应满足有关设计规范与技术规程的要求，当不满足要求时，应对保护动作电流甚至保护方案进行调整。 灵敏系数K m为保护区发生短路时，流过保护安装处的最小短路电流I k ·min 与保护装置一次动作电流I dz 的比值，即：K m＝I k·min／I dz。 式中：I k·min 为流过保护安装处的最小短路电流，对多相短路保护，I k ·min 取两相短路电流最小值I k2·min；对66KV、35KV、6~10kV 中性点不接地系统的单相短路保护， 取单相接地电容电流最小值I c·min；对110kV 中性点接地系统的单相短 路保护，取单相接地电流最小值I k1·min；I dz 为保护装置一次动作电流。 各类短路保护的最小灵敏系数列于表 1.1 表1.1 短路保护的最小灵敏系数 注：（）保护的灵敏系数除表中注明者外，均按被保护线路（设备）末端短路计算。 （2）保护装置如反映故障时增长的量，其灵敏系数为金属性短路计算值与保护整定值之比；如反映 故障时减少的量，则为保护整定值与金属性短路计算值之比。 3）各种类型的保护中，接于全电流和全电压的方向元件的灵敏系数不作规定。 4）本表内未包括的其他类型的保护，其灵敏系数另作规定。
电力变压器保护 1 电力变压器保护配置 电力变压器的继电保护配置见表 4.1 －1 表4.1 －1 电力变压器的继电保护配置 注：（）当带时限的过电流保护不能满足灵敏性要求时，应采用低电压闭锁的带时限的过电流； 2）当利用高压侧过电流保护及低压侧出线断路器保护不能满足灵敏性要求时，应装设变压器低压侧中性线上安装电流互感器的零序过电流保护； 3）低压侧电压为230/400V 的变压器，当低压侧出线断路器带有过负荷保护时，可不装设专用的过负荷保护； 4）密闭油浸变压器装设压力保护； 5）干式变压器均应装设温度保护。
电力线路继电保护定值整定计算 ，有时取1、51，25；Kjx继电器返回系数，取1、0N1- 电流互感器变比Igh---线路过负荷电流（最大电流）AI"d2(3)max----最大运行方式下线路末端三相短路超瞬变电流 A；Kph---- 配合系数，取1、1I" dz3------相邻元件的电流速断保护的一次动作电流I" d3(3)max最大运行方式下相邻元件末端三相短路稳态电流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Ny---------电压互感器变比瞬时速断保护 Idzj=KkKjx I"d2(3)max/N1带时限电流速断保护整定值Idzj=KkKjx I" d3(3)max/N1或 Idzj=KphKjx I" dz3(3)/N1应较相邻元件的过流保护大一个时限阶段,一般大0、5秒(定时限)和0、7秒（反时限）低电压保护整定值Udzj =Umin/KkKhNy应视线路上电动机具体情况而定单相接地保护保护装置的一次动作电流Idz≥KkIcx和Idz≤（Ic∑-Ixc）/1、25注：1----对于GL- 11、GL- 12、GL- 21、GL-22型继电器，取0、85;对于GL-13~GL-16及GL- 23~GL-26型继电器，取0、8;对于晶体管型继电器，取0、9~0、95；对于微机型的继电器，近似取1、0 ；对于电压继电器，取
1、25。2----时限阶差△T，对于电磁型继电器，可取0、5 s ；对于晶体管型或数字式时间继电器，可取0、3s。(1) 灵敏度校验。 ⑴过电流灵敏度校验: Km =Kmax I"d2(3)min/Idz≥1、5式中：Kmax------相对灵敏度系数。I dz------保护装置一次动作电流（A）， Idz= IdzjN1/ Kjx; I"d2(3)min-----最小运行方式下末端三相短路稳态电流。 ⑵电流速断保护灵敏度系数 : KM（2）= I"d1(2)min/ Idz= Kmax I"d1(3)min/Idz≥2式中：I"d1(2)min---最小运行方式下线路始端两相短路超瞬变电流； I"d1(3)min---最小运行方式下线路始端三相短路超瞬变电流；⑶带时限电流速断保护灵敏度校验： KM（2）=Kmax I"d2(3)min/Idz≥2式中：I"d2(3)min---最小运行方式下线路始端三相短路超瞬变电流。GL继电器是电磁感应式反时限过电流继电器，同时具备反时限过流和速断保护功能，而DL继电器是是瞬时动作电磁式继电器，不具备反时限过流保护功能
基于ETAP仿真软件和Excel电子表格的发电厂继电保护定值 整定计算 摘要：继电保护整定计算是电力系统能够正常运行的重要保障，整定计算涉及 的计算量很大，极大的占用了工程人员的时间，利用ETAP软件和Excel电子表格 可使继电保护整定计算变的简便而富有效率，最大程度地降低了出错率，保证分 析计算和继电保护整定的正确性。 关键词：ETAP软件 Excel电子表格继电保护整定计算 Abstract: The relay protection setting calculation is the guarantee of the electrical power system normal run. The setting calcalation involves a large amount of calcualtion and take up a lot of time.The setting calculation change simple and efficient, reduce the error rate, ensure the correctnesss of analysis and calculation when we use ETAP software and Excel worksheet. Key words: ETAP software Excel worksheet Relay protection Setting calculation 1.引言 继电保护作为保障电网安全稳定运行的第一道防线，担负着保卫电网和设备 安全的重要职责[1]。作为电网安全生产体系中的重要环节，继电保护在电力安全 生产中起着重要的作用，继电保护快速性、灵敏性、选择性、可靠性的体现在很 大程度上取决于保护装置本身的可靠性及保护整定值设置的合理性[2-5]。继电保 护定值计算则是继电保护装置可靠运行的关键，而短路电流计算是电气保护定值 计算中必须的进行计算分析工作。需求出最大短路电流值，用以整定继电保护装置；还需求出最小短路电流值，用以校验电气保护定值的灵敏度系数[6]。由于整 定计算不当，造成继电保护拒动或误动而导致电气事故扩大，其后果是非常严重的，有可能造成电气设备的重大损坏，甚至引起电力系统瓦解，造成大面积停电 事故[7]。继电保护的整定计算是继电保护装置在运行中保证其正确动作的重要环节，必须慎之又慎。 2.继电保护定值整定计算 发电厂继电保护整定计算属于整个电力系统继电保护计算的一部分，发电厂 的设备众多，每种设备的保护原理多样化，保护整定的工序复杂。特别是短路电 流计算，作为继电保护的基础重要环节，短路电流涉及的计算公式相当复杂，各 种电抗归算，标幺值和有名值的计算，对称不对称短路电流计算等计算工作量相 当大，也有像中低压系统的计算是大量重复性的公式套用工作，这极大的占用了 工程人员的时间，而且人工短路短路计算正确率难以保证，因采用各种假设条件，与实际短路电流比较误差大。我们利用ETAP软件和Excel电子表格，以实现短路 电流和保护定值的快速准确计算，还可通过ETAP软件的曲线配合找出定值的某 些不合理值，减少因错误的保护定值可能引起的保护误动作，引发大规模的停电 事故。 2.1 基于ETAP软件的短路电流计算 ETAP（Electrical Transient Analysis Program）是国际通用的电力系统分析计算 软件。我们利用ETAP软件对发电厂系统进行仿真计算，ETAP短路电流计算模块 提供了IEC和ANSI两种计算标准，选择其中的IEC标准对系统进行短路电流计算，并将计算结果用于发电厂电气保护定值计算。以河北建投2*350MW邢台热电联
继电保护整定计算公式汇编 为进一步规范我矿高压供电系统继电保护整定计算工作，提高保护的可靠性快速性、灵敏性，为此，将常用的继电保护整定计算公式汇编如下： 一、电力变压器的保护： 1、瓦斯保护： 作为变压器内部故障（相间、匝间短路）的主保护，根据规定，800KVA以上的油浸变压器，均应装设瓦斯保护。 （1）重瓦斯动作流速：0.7～1.0m/s。 （2）轻瓦斯动作容积：S b＜1000KVA：200±10%cm3；S b在1000～15000KVA：250±10%cm3；S b在15000～100000KVA：300±10%cm3；S b＞100000KVA：350±10%cm3。 2、差动保护：作为变压器内部绕组、绝缘套管及引出线相间短路的主保护。包括平衡线圈I、 II及差动线圈。 3、电流速断保护整定计算公式： （1）动作电流：I dz=K k×I(3)dmax2 继电器动作电流： 其中：K k—可靠系数，DL型取1.2，GL型取1.4；K jx —接线系数，接相上为1，相差上为 I(3)dmax2—变压器二次最大三相短路电流；K i—电流互感器变比；K u—变压器的变比一般计算公式：按躲过变压器空载投运时的励磁涌流计算速断保护值，其公式为： 其中：K k—可靠系数，取3～6。 K jx —接线系数，接相上为1，相差上为；I1e—变压器一次侧额定电流；K i—电流互感器变比 （2）速断保护灵敏系数校验： 其中：I(2)dmin1—变压器一次最小两相短路电流；I dzj —速断保护动作电流值；K i—电流互感器变比 4、过电流保护整定计算公式： （1）继电器动作电流： 其中：K k—可靠系数，取2～3（井下变压器取2）。K jx —接线系数，接相上为1，相差上为 I1e—变压器一次侧额定电流；K f—返回系数，取0.85；K i—电流互感器变比 （2）过流保护灵敏系数校验： 其中：I(2)dmin2—变压器二次最小两相短路电流I dzj —过流保护动作电流值；K i—电流互感器变比； K u—变压器的变比 过流保护动作时限整定：一般取1～2S。 5、零序过电流保护整定计算公式： （1）动作电流： 其中：K k—可靠系数，取2。
第一部分：整定计算准备工作 一、收集电站有关一、二次设备资料。如一次主接线图，一次设备参数（必 须是厂家实测参数或铭牌参数）；二次回路设计，继电保护配置及原理接线图，LH、YH变比等。 二、收集相关继电保护技术说明书等厂家资料。 三、准备计算中的指导性资料。如电力系统继电保护规程汇编（第二版）、专 业规章制度；电力工程设计手册及参数书等。 第二部分：短路电流的计算 为给保护定值的整定提供依据，需对系统各种类型的短路电流及短路电压进行计算。另外，为校核保护的动作灵敏度及主保护与后备保护的配合，也需要计算系统的短路故障电流。 一、短路电流的计算步骤： 1、阻抗换算及绘制出计算系统的阻抗图。 通常在计算的系统中，包含有发电机、变压器、输电线路等元件，变压器各侧的电压等级不同。为简化计算，在实际计算过程中采用标幺值进行。 在采用标幺值进行计算之前，尚需选择基准值，将各元件的阻抗换算成相对某一基准值下的标幺值，再将各元件的标幺阻抗按实际的主接线方式连接起来，绘制出相应的标幺阻抗图。 2、简化标幺阻抗图。 为计算流经故障点的短路电流，首先需将各支路进行串、并联简化及D、Y换算，最终得到一个只有一个等效电源及一个等效阻抗的等效电路。 3、求出总短路电流。 根据简化的标幺阻抗图，计算总短路电流。计算方法有以下两种，即查图法和对称分量法。 （1）查图法计算短路电流：首先求出发电机对短路点的计算电抗，然后根据计算电抗及运行曲线图查出某一时刻的短路电流。所谓运行曲线图是标征短路电流与计算电抗及经历时间关系的曲线图。 （2）用对称分量法计算短路电流：首先根据不对称故障的类型，绘制出与故障相对应的各序量网路图，然后根据序量图计算出各短路序量电流，最后求出流经故障点的短路电流。 4、求出各支路的短路电流，并换算成有名值。 求出的电流为标幺值电流，可按下式换算成有名值电流。 I=I*×S B/√3U B 式中：I—有名值电流单位为安培 I*—标幺值电流 —基准容量； S B —该电压等级下的基准电压。 U B
10kV系统继电保护整定计算与配合实例 系统情况： 两路10kV电源进线，一用一备，负荷出线6路，4台630kW电动机，2台630kVA变压器，所以采用单母线分段，两段负荷分布完全一样，右边部分没画出，右边变压器与一台电动机为备用。 有关数据：最大运行方式下10kV母线三相短路电流为I31=5000A，最小运行方式下10kV母线三相短路电流为I32=4000A，变压器低压母线三相短路反应到高压侧Id为467A。 一、电动机保护整定计算 选用GL型继电器做电动机过负荷与速断保护 1、过负荷保护 Idzj=Kjx*Kk*Ied/(Kf*Ki)=4.03A 取4A 选GL12/5型动作时限的确定：根据计算，2倍动作电流动作时间为,查曲线10倍动作时间为10S 2、电流速断保护 Idzj=Kjx*Kk*Kq*Ied/Ki=24A 瞬动倍数为24/4=6倍 3、灵敏度校验 由于电机配出电缆较短，50米以内，这里用10kV母线最小三相短路电流代替电机端子三相短路电流. Km=(24X15)=>2 二、变压器保护整定计算 1、过电流保护 Idzj=Kjx*Kk*Kgh*Ie/(Kf*Ki)=8.4A 取9A 选GL11/10型动作时限取灵敏度为Km=(20X9)=> 2、电流速断保护 Idzj=Kjx*Kk*Id/Ki=20=35A 35/9=,取4倍灵敏度为Km=(180X4)=>2 3、单相接地保护 三、母联断路器保护整定计算
采用GL型继电器，取消瞬时保护，过电流保护按躲过任一母线的最大负荷电流整定。 Idzj=Kjx*Kk*Ifh/(Kh*Ki)=*30)=6.2A 取7A与下级过流保护(电动机)配合：电机速断一次动作电流360A，动作时间10S，则母联过流与此配合，360/210=倍,动作时间为(电机瞬动6倍时限)+=,在GL12型曲线查得为5S曲线(10倍)。所以选择GL12/10型继电器。 灵敏度校验:Km1=(7X30)=>1.5 Km2=(7X30)=> 四、电源进线断路器的保护整定计算 如果采用反时限，瞬动部分无法配合，所以选用定时限。 1、过电流保护 按照线路过电流保护公式整定Idzj=Kjx*Kk*Igh/(Kh*Ki)=12.36A,取12.5A动作时限的确定:与母联过流保护配合。定时限一次动作电流500A,为母联反时限动作电流倍,定时限动作时限要比反时限此倍数下的动作时间大,查反时限曲线倍时t=,所以定时限动作时限为。选DL-11/20型与DS时间继电器构成保护。 灵敏度校验:Km1==> 2、带时限速断保护 与相邻元件速断保护配合
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
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
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。
华北网调继电保护整定计算软件整定配合 功能研究 杨洪平1 洪源2 张晶1 刘蔚1 曾进坚1 1 华北电力调度局 北京 100053 2 山东积成电子股份有限公司 济南 250100 摘 要：本文简要介绍了华北电力调度局继电保护整定计算及管理平台系统中的整定配合功能模块。结合实际整定配合工作，本文分别就整定配合的总体思路、分支系数的正确生成、配合关系的合理确定以及对若干关键问题的处理等课题进行了探讨。 关键字：整定 分支系数 配合关系 关键问题 0 引 言 在220kV及以上电压等级电网，建立在核心故障计算程序基础之上的整定配合计算功能的开发直接决定着继电保护系统软件开发的成败。华北网调继电保护处依据整定计算规程，结合华北电网实际，与山东积成电子股份有限公司合作开发了“华北电力调度局继电保护整定计算及管理平台系统”。本文拟将该系统中的整定配合功能作一简要论述，并借此机会与国内保护同行交流研讨，共同进步。 1 整定配合总体思路 在制定软件自动整定配合的思路时，确定的一条总原则是尽量模仿和重现人工整定配合过程，并充分利用计算机特性，弥补人工整定配合的不足，在人工可控下，自动迭代进行整定配合计算。 尽量模仿和重现人工整定配合过程，其中重要一条原则就是在相当大程度上认可现运行定值的合理性，尽量缩小新工程对现运行定值的影响范围，亦即尽量缩小周围系统改定值范围。这也是保护整定方案制定的目标之一。换言之，就是程序以现运行定值作为整定配合的
基础，在用户制定的原则框架下，进行自动计算，生成计算定值，然后比较计算定值和原定值，最后依类别给出告警提示和相应调整建议。制定此条原则，也便于日后充分利用程序计算的快速性，进行仿真计算，对电网现运行定值和保护动作行为进行及时检查和校核。 尽量模仿和重现人工整定配合过程，还有一条重要原则就是程序进行整定配合计算时，考虑了反向配合，直观显示出正向配合区间和反向配合区间，亦即直观显示出可调整空间，以便于人工灵活调整。所谓反向配合，指的是计算当前整定段的定值时，如果已知上一级出线相应保护段的定值数据，利用已有的定值与分支系数，计算出其对当前整定段的定值区间要求。 人工整定配合时，可能随时需要调整分支系数的大小和整定配合关系。系统多处提供人机对话窗口，便于人工灵活调整。 在制定软件整定配合总体思路时，另一个重要的着眼点就是必须充分考虑程序计算速度和定值计算安全，力争使二者达到一个合理的平衡点。鉴于华北500kV主网及京津唐电网联络线和母线保护配置已经较强，在加强主保护的前提下，联络线之间后备保护的整定配合可以适当简化一些。在设计程序时，应将此实际情况予以充分体现。目前，华北网调保护整定时有如下几点处理：（1）线路后备保护与下一级线路和变压器的双套纵联保护配合；（2）有双套纵联保护的多回线相互之间不需配合整定；（3）双回线与下一级联络线（同一调度范围）配合整定时，不考虑本双回线检修；（4）零序电流只整定三段和四段，且三段整定时，联络线之间不需要配合；（5）距离二段不作灵敏度要求；（6）距离三段作灵敏度要求，但在人工认可下，可以只与相邻线路具有足够灵敏度后备保护的时间配合，范围可以不配合，等等。这些简化措施在一定程度上节省了程序计算的时间。当然，为确保定值的安全，特别是确保选择性，联络线与变压器和负荷线之间的配合仍然是严格要求。例如：多回线与下一级负荷线或变压器配合时，则须考虑本多回线检修。 2 分支系数（ K）的生成及调整 fz 分支系数的确定是影响整定配合计算的重要因素之一。分支系数的计算过程，实际上就是系统运行方式的确定过程。确定运行方式，涉及到周围厂站方式（使分支系数变恶劣的小方式）、联络线开断（线路轮断以及配合保护对侧开关开合）和考虑范围（从整定保护对侧母线向外扩散几级）这三个因素之间的相互组合。 人工整定时，一般参考经验，选取数量有限的几种运行方式进行计算，然后挑选出较恶劣的分支系数。其实，这个过程有三点存在明显安全隐患。安全隐患之一是，各厂站小方式的设置不一定正确。因为同一厂站里，尤其是存在多级或多段母线的厂站里，连接在各母线上的元件（联络变、机变组、等值阻抗、连接在变压器某侧的调相机）对分支系数的影响趋势是不尽相同的。各母线同时取为小方式并不一定使分支系数同时趋向恶劣。因为紧密联系的电网，可能存在多种迂回回路，其对分支系数的影响人工无法明显确定。安全隐患之二是，在不同线路轮断方式下，各厂站的各母线小方式的影响效果不尽相同。人工凭经验组合生成的几种运行方式毕竟数量很有限，挑选出的分支系数不一定最安全，亦即最合理。安全隐患之三是：影响范围到底确定为几级最为合适，人工不易确定。如果考虑的级数过少，则可能
继电保护定值整定计算公式大全 1负荷计算(移变选择) 式中S ca -- 一组用电设备的计算负荷， kVA ； 刀P N --具有相同需用系数 K de 的一组用电设备额定功率之和， kW 综采工作面用电设备的需用系数 Ki e 可按下式计算 式中P maL 最大一台电动机额定功率， kW ； COS wm -- 一组用电设备的加权平均功率因数 2、高压电缆选择: (1) 向一台移动变电站供电时，取变电站一次侧额定电流，即 式中 S N —移动变电站额定容量，kV?A ； U 1N —移动变电站一次侧额定电压， V ； I 1N —移动变电站一次侧额定电流， A 。 (2) 向两台移动变电站供电时，最大长时负荷电流 流之和，即 ,, , (S N 1 S N 2)103 I ca I 1N1 I 1N2 = 3 U 1N (3) 向 3台及以上移动变电站供电时，最大长时负荷电流 l ca 为 I ca I 1N S N 103 (4-13) P N 103 ca K SC cOS wm (4-15) wm k de g P N COS wm (4-1 ) k de 0.4 0.6 P max P N (4-2) I ca 为两台移动变电站一次侧额定电 (4-14)
式中I ca —最大长时负荷电流，A ； P N—由移动变电站供电的各用电设备额定容量总和, kW ；
K sc —变压器的变比; COS wm 、n wm —加权平均功率因数和加权平均效率。 （4）对向单台或两台高压电动机供电的电缆，一般取电动机的额定电流之和；对向一 个采区供电的电缆，应取采区最大电流； 而对并列运行的电缆线路， 以考虑。 3、低压电缆主芯线截面的选择 1）按长时最大工作电流选择电缆主截面 （1 ）流过电缆的实际工作电流计算 ① 支线。所谓支线是指 1条电缆控制1台电动机。流过电缆的长时最大工作电流即为 电动机的额定电流。 ② 干线。干线是指控制 2台及以上电动机的总电缆。 向2台电动机供电时，长时最大工作电流 l c a ，取2台电动机额定电流之和，即 I ca I N1 I N2 式中I ca —干线电缆长时最大工作电流， A ； U N —额定电压，V ； 则应按一路故障情况加 I I P N 103 ca N N cos N N I ca -长时最大工作电流， A ； I N -电动机的额定电流， A ； U N - 电动机的额定电压， V ； P N - -电动机的额定功率， kW ； cos N —电动机功率因数； N -电动机的额定效率。 (4-19) (4-20) 向三台及以上电动机供电的电缆，长时最大工作电流 I ca ，用下式计算 I K de P N 103 I ca ?- 3U N COS wm (4-21) P N —由干线所带电动机额定功率之和, kW ； 式中
RCM继电保护计算管理软件 RcmToolkit图形化继保整定计算软件是在系统地分析与归纳继电保护整定计算领域丰富经验的基础上研制开发的一套面向发电厂继电保护整定计算领域的软件系统，该系统按照发电厂的用户需要构建，可以完成发电厂继电保护整定计算方面的全部工作, 是继电保护整定计算工作的有效工具。 RcmToolkit系统具有人性化界面，操作简便，技术先进，可扩展性、通用性和实用性强，功能齐全，性能稳定。大大减轻了继电保护整定计算的工作量，是促进发电厂安全生产和管理现代化的有效手段。 产品特点 建立了一种跨越表结构的、多视角的、图库一体化的、人性化的数据管理方式。实现了对系统参数、保护配置、保护定值等各类数据的统一管理。 提供了完善的、高度自动化的图形编辑功能。 采用面向发电厂设备描述系统参数，自动形成网络拓扑结构和计算数据；电网模型采用分层、分区的方法建立；具有故障、网络等值计算功能，计算条件可以多种、多重组合，计算结果可以进行全方位、多侧面分析。 整定配合采用自动计算与人工调整相结合。基本条件可以设置；全过程记忆；直接在图形上进行人工调整操作，并同时采用图形和文本方式为人工调整提供足够的信息；自动生成整定计算书。 提供了包括线路保护、母线保护、变压器保护、发电机保护等的各种典型保护装置的定值表结构、通知单样式。 为用户提供了构建和扩展应用系统的开发工具。用户可以重新构建整定配合算法；增加或修改各种类型保护装置的定值表结构、通知单样式、定值计算方法；增加系统参数、保护配置、保护定值的图形输出以及统计计算、报表输出等整定计算需要的各种功能。 系统结构 系统主要功能 1）系统接线图建模 根据电厂的实际线路情况，绘制发电厂电气一次主接线图（包括发变组系统、6KV系统、380V 系统）。对接线图连接的完整性进行检查，同时可以所有电气设备的参数进行输入，以进后后续的计算分析。同时可生成系统阻抗图。 2）故障分析 满足发电厂对各种故障分析的要求，根据绘制的系统接线图，选择短路点，系统对网络拓扑进行分析，对各节点进行编号，再进行短路计算。故障分析主要按两大类进行分析：近距离短路和远距离短路。 其中计算近距离短路时,则分别计算系外部系统和发电机在0秒到4秒内各时刻的短路电流、全电流、冲击电流和短路容量。 计算远距离短路时，则分不同的短路故障进行计算，如单相接地短路、两相相间短路、两相接地故障、三相短路故障，在此情况下，可计算相应的序分量、相分量、标幺值、有名值、短路总电流、各节点短路电压、各支路短路电流。 此功能可帮助实际工作人员分析不同节点短路情况下，系统的各节点及支路的电流、电压情况，从而提高工作效率。另一方面，也可根根据短路计算的结果来判断系统中可能的短路情况。 3）整定计算 根据发电厂电气设备的保护原理，系统可对应配置出不同保护的整定计算内容。系统无需再作二次开发，用户进行相关的配置后即可形成一种新的保护原理的整定过程。系统在用户配置的基础上生成各种原理保护的整定界面，同时提供在线帮助以便于用户理解整定原理和整定过程，并用文字形式将整定过程记录下来形成保护整定计算书。 4）定值单管理 对保护装置的定值单进行维护和管理。保护装置的定值单按嘉兴电厂的格式进行定制，主要功能
附录一 1、电网元件参数计算及负荷电流计算 1.1基准值选择 基准容量：MVA S B 100= 基准电压：V V V B k 115av == 基准电流：A V S I B B B k 502.03/== 基准电抗：Ω==25.1323/B B B I V Z 电压标幺值：05.1=E 1.2电网元件等值电抗计算 线路的正序电抗每公里均为0.4Ω/kM ；负序阻抗等于正序阻抗；零序阻抗为1.2Ω/kM ；线路阻抗角为80o。 表格2.1系统参数表
1.2.1输电线路等值电抗计算 （1）线路AB 等值电抗计算： 正序电抗：Ω=?=?=41534.0x 1AB AB L X 标幺值: 1059.025 .1324 1=== * B AB AB Z X X 零序阻抗：Ω=?=?=42532.1x 0.0AB AB L X 标幺值: 3176.025 .13242 .0.0=== * B AB AB Z X X （2）线路B C 等值电抗计算： 正序电抗：Ω=?=?=42064.0x 1BC BC L X 标幺值: 5181.025 .1324 2=== * B B C BC Z X X 零序阻抗：Ω=?=?=72062.1x 0.0BC BC L X 标幺值: 5444.025 .13272 .0.0=== * B B C BC Z X X （3）线路AC 等值电抗计算： 正序电抗：Ω=?=?=11.2284.0x 1AC AC L X 标幺值: 8470.025 .13211.2 ===* B A C AC Z X X 零序阻抗：Ω=?=?=33.6282.1x 0.0AC AC L X 标幺值: 2541.025 .13233.6 .0.0=== * B A C AC Z X X （4）线路CS 等值电抗计算： 正序电抗：Ω=?=?=20504.0x 1CS CS L X 标幺值: 1512.025 .13220 === * B CS CS Z X X 零序阻抗：Ω=?=?=60502.1x 0.0CS CS L X