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电力完整系统继电保护整定计算基础

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第一章继电保护整定计算的基础知识第一节继电保护整定计算的目的和任务电力系统一时一刻也不能离开继电保护，没有继电保护的电力系统是不能运行的。

继电保护工作类别多种多样，诸如设计、制造、调试、安装、运行等等。

继电保护整定计算是其中的一项重要工作。

不同的部门其整定计算的目的是不同的。

电力生产的运行部门，例如电力系统的各级调度部门，其整定计算的目的是对电力系统中已经配置安装好的各种继电保护，按照具体电力系统的参数和运行要求，通过计算分析给出所需的各项整定值，使全系统中各种继电保护有机的协调的布署，在故障时能够协调工作,使停电面积最小,损失最小。

电力工程的设计部门，其整定计算的目的是按照所设计的电力系统进行计算分析，选择和论证继电保护的配置及装置选型的正确性，并最后确定其技术规范，正确圆满地完成设计任务。

继电保护整定计算的基本任务，就是要对各种继电保护装置给出整定值；而对电力系统中的全部继电保护来说，则需编制一个整定方案。

整定方案通常可按电力系统的电压等级或设备来编制，并且还可按继电保护的功能分成小的方案分别进行。

例如，一个220kV电网的继电保护整定方案，可分为相间距离保护方案、接地零序电流保护方案、重合闸方案、高频保护方案、设备元件保护方案等。

这些方案之间既有相对的独立性，又有一定的配合关系。

各种继电保护适应电力系统运行变化的能力都是有限的，因而，继电保护整定方案也不是一成不变的。

随着电力系统运行情况的变化（包括基本建设发展和运行方式变化），当其超出预定的适应范围时，就需要对全部或部分继电保护重新进行整定，以满足新的运行需要。

对继电保护整定方案的评价，是以整体保护效果的优劣来衡量的，并不仅仅着眼于某一套继电保护的保护效果。

有时以降低某一个保护装置的保护效果来改善整体保护的保护效果，也是可取的。

一个整定方案由于整定配合的方法不同，会有不同的保护效果。

因此，如何获得一个最佳的整定方案，将是从事继电保护整定计算工作的工程技术人员的研究课题，这是个整定技巧问题。

经过不断实践，若能比较熟练地运用各种整定原则和熟知所保护的电力系统运行特征时，就能作出比较满意的整定方案。

电力系统保护配置方案的选择应该由简单到复杂,当简单保护原理不能满足系统要求时才选择较复杂的保护原理。

例如，零序电流保护是一种原理简单、性能良好的接地保护装置，但当电网结构比较复杂（例如环状网络多、双回路线多、短线路多、有零序互感的线路多等等）、运行方式变化又很大时，零序电流保护的灵敏度将变得很低，动作时间将很长，保护效果大为降低。

又如距离保护装置较电流保护装置性能优异，适应运行方式变化的能力较强。

但用于短线路（一般约为5~10km），距离保护也难以使用，这时就需要重新进行继电保护的配置和选型。

当继电保护的配置和选型均难以满足电力系统的特殊需要时，必须考虑暂时改变电力系统的要求或采取某些临时措施加以解决。

总之，继电保护整定计算既有技巧问题，又有继电保护的配置与选型问题，还有电力系统的结构和运行问题。

因此，整定计算方法要对这些问题综合、辩证、统一的考虑。

得出最佳的方案。

整定计算的具体任务如下：（1）绘制电力系统接线图如图1-1；（2）绘制电力系统阻抗图，包括正序、负序、零序三个序网等效图；（3）建立电力系统设备参数表,如表1-1、1-2、1-3、1-4所示；（4）建立电流、电压互感器参数表如1-5、1-6所示；（5）确定继电保护整定需要满足的电力系统规模及运行方式变化限度。

（6）电力系统各点短路计算结果列表如表1-7所示；（7）建立各种继电保护整定计算表如表1-8所示；（8）按继电保护功能分类，分别绘制出整定值图如图1- 2所示；（9）编写整定方案报告书，着重说明整定的原则、整定结果评价、存在的问题及采取的对策等。

M N P图1-1 电力系统接线图表1-1 发电（调相）机参数表(举例)表1-2 变压器参数表(举例)表1-3 输电线路参数表(举例)表1-4 电抗器参数表表1-5 电流互感器参数表表1-6 电压互感器参数表表1-7 电力系统故障计算表表1-8 ××××保护整定计算表2341213412341234M1DL N2DL 3DL 4DL P2428A 0s ×1830A 0s →1180A 1s →1300A 0.5s→800A 2.5s 1.56s →760A 2.5s 1.4s →380A4s3.28s →523A4.5s 4.03s →1580A 1090A 450A 300A0s 1s 2.5s 3.5s1.89s2.43s ×→→→1550A 810A 460A 330A0s 0.5s 3s 5s1.8s2.5s →××→图1-2 零序电流保护定值图举例1－动作量；2－时间；3－灵敏系数；4－方向性 注：“→”表示有方向性；“×”表示无方向性第二节 整定计算用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，则应根据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同时出现，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机率较小，不能因此恶化了绝大部分的保护效果。

必要时，这些极少见的特殊方式可采取临时的特殊措施加以满足。

一、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、用水调节电力等。

（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，检修与故障重迭同时出现的机率很小。

但对于发电机变压器组来说，则应服从于发电机的投入和停运变化。

二、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真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；（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，这种情况不按接地运行考虑。

三、线路运行变化限度的选择线路运行变化限度的选择应考虑以下几点：（1）一个厂、站母线上接有多条线路，一般应考虑一条线路检修，另一线路又遇故障的方式；（2）双回线一般不考虑同时停用。

四、流过保护的最大、最小短路电流计算所用运行方式的选择（一）相间保护对单侧电源的辐射形网络，流过保护的最大短路电流出现在最大方式下，即选择所有机组、变压器、线路全部投入运行的方式。

而最小短路电流，则出现在最小运行方式下。

对于双侧电源的网络，一般可按单侧电源的方法选择。

对于环状网络中的线路，流过保护的最大短路电流应选开环运行方式，开环点应选在所整定保护线路的相邻下一线路上。

而对于最小短路电流，则应选闭环运行方式。

同时，再合理地停用该保护背后的机组、变压器及线路。

（二）零序电流保护对于单侧电源的辐射网络，流过保护的最大零序电流与最小零序电流，其选择方法可参照（一）中所述。

只是要注意变压器接地点的变化。

对于双侧电源的网络及环状网，同样也参照（一）中所述。

其重点也是考虑变压器接地点的变化。

五、选取流过保护最大负荷电流的方法按负荷电流整定的保护，需要考虑各种运行方式变化时出现的最大负荷电流，一般应考虑到以下的运行方式的变化：（1）备用电源自动投入引起的负荷增加；（2）并联运行线路的减少，负荷转移；（3）环状网络的开环运行，负荷转移；（4）对于两侧电源的线路，当一侧电源突然切除发电机，引起另一侧增加负荷。

第三节 时间级差的计算与选择相邻的上、下两级保护间，为取得选择性，应使其动作有时间级差。

时间级差一般按下式计算：t)t))1DL2DLMNPt(d))2(b t图1-3 保护整定配合的时间级差图（a ）原始系统图；（b ）定限时保护的时间级差；（c ）定限时保护与反时限保护配合的时间级差；（d ）反时限保护时间级差由图1-3定限时阶梯时间特性分析得(1)(2)(1)(2)(2)(2)bh bh s s dt y bh t t t t t t t t =++++=+∆ （1-1）(1)(2)(1)(2)(2)bh bh s s dt y t t t t t t t ∆=-=+++ （1-2）式中(1)bh t ，(2)bh t ——分别为保护1及保护2的整组动作时间，是指从保护动作到出口发跳闸脉冲的时间 (1)s t ，(2)s t ——分别为保护1及保护2的时间继电器的正、负误差；(2)dt t ——保护2的断路器跳闸时间；y t ——裕度时间。

一般对定时限保护取0.1s ，对反时限保护0.3s 。

对微机保护精度较高，裕度时间可取0.05s 。

表1-9 电磁型与晶体管型时间继电器误差表注：BS 型晶体管时间继电器为北京供电局研制，北京继电器厂和保定继电器厂生产表1-10 几种断路器跳闸时间数据表表1-11 各种保护配合的时间级差表当延时段保护与相邻下一级瞬时段保护（即无时限保护段，标称0s 段）配合整定时，时间级差计算式为(2)(1)(2)bh s dt y t t t t t ∆=+++ （1-3）瞬时段保护动作时间(2)bh t ，即为该保护装置的固有动作时间，不同原理的保护装置其固有动作时间是不同的。

电磁型保护固有动作时间约为0.1s~0.2s ；晶体管型、集成电路型及微机型保护的固有动作时间约为0.01~0.05s 。

时间级差应根据时间继电器的精度选择，一般可按表1-11选择。

第四节 各种整定系数的依据与应用继电保护的整定值一般通过计算得出，为使整定值符合电力系统正常运行及故障状态的规律，满足选择性的要求，达到正确整定的目的，在计算公式中需要引入各种整定系数。

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电网继电保护整定计算

电网继电保护整定计算


整定计算运行方式
• 对继电保护整定计算影响较大的另一个因素是变 压器的中性点接地方式，因此实际电网运行时主 变中性点接地方式的安排应尽量保持变电所零序 阻抗基本不变。一般除自耦变压器中性点必须直 接接地外，220kV变电站母线应尽量维持一台主变 中性点直接接地，若母线分列则每段母线上各安 排一个接地点。对110kV无地区电源单回线供电的 终端变压器中性点不宜直接接地运行。
变压器的零序等值电路与变压器绕组接线方式、中性 点接地与否、铁芯结构有关。只有在中性点接地的星 形绕组接线侧施加零序电压，零序电流才可能流通， 因此才有相应的零序等值电路。而零序励磁阻抗与铁 芯结构有直接关系，当变压器为三个单相变压器组成 或外铁型三相变压器铁芯结构、三相五柱式铁芯结构 时，零序励磁阻抗很大，在短路故障分析中可认为趋 近于∞；当变压器为三相三柱式内铁型结构时，零序 励磁阻抗较小，不能视为无穷大 。
三相三柱内铁型三绕组变压器零序参数一般由试验确定，共进行 四次测量
高压侧（YN）三相短接加零序电压，中压侧（yn）开路（低压 侧∆绕组封闭，对外永远开路），测得
A X 0T 1 X 0T 3
然后高压侧三相短接加零序电压，中压侧三相对中性点短路， 测得：
B X 0T 1 X 0T 3 // X 0T 2


U T 2*( B )
U T 3*( B )
S 1 U k (1 2) % U k ( 23) % U k (13) % B 2 SN
S 1 U k ( 23) % U k (13) % U k (1 2 ) % B 2 SN




变压器的负序等值电路与正序等值电路完全相同
整定计算基本要求
《电力系统继电保护整定计算原则》

《电力系统继电保护整定计算原则》

电力系统的继电保护是保障电力系统安全稳定运行的重要保障，而继电保护整定计算又是继电保护的核心。

在本文中，我将深入探讨电力系统继电保护整定计算的原则，从简到繁地介绍这一复杂而重要的主题。

一、继电保护整定计算的概念继电保护整定计算是指根据电力系统的特点和运行状态，合理确定继电保护的各项参数，包括保护动作时间、动作电流等。

继电保护整定计算的目的是保证在电力系统发生故障时，继电保护能够快速准确地动作，切断故障电路，保护电力设备和人员的安全。

二、继电保护整定计算的原则1. 灵敏度原则继电保护整定计算的首要原则是灵敏度原则。

继电保护必须具有足够的灵敏度，能够对电力系统故障做出及时反应，确保故障得以隔离，从而最大限度地减小对系统和设备的损害。

2. 可靠性原则继电保护的可靠性是继电保护整定计算的另一个重要原则。

整定参数必须能够确保在正常运行、异常工况和受到外部干扰等情况下，依然能够准确可靠地动作，保证系统的安全稳定运行。

3. 协调性原则在复杂的电力系统中，不同继电保护之间需要相互协调，避免误动作和漏动作，确保故障得以隔离，同时又不影响系统的正常运行。

继电保护整定计算的原则之一就是协调性原则，确保各种继电保护之间能够协调动作，形成保护层级。

4. 经济性原则在进行继电保护整定计算时，还要考虑经济性原则。

即在保证继电保护可靠、灵敏和协调的前提下，尽量减小继电保护的成本，包括设备成本、运行维护成本等。

三、继电保护整定计算的方法1. 试验法对于新建的电力系统或设备，可以通过现场试验的方法来进行继电保护的整定计算。

在实际运行中，根据试验结果来对继电保护的整定参数进行调整。

2. 经验法在实际运行中，积累了大量的继电保护整定经验。

通过对历史故障数据的分析和总结，可以形成一定的经验公式或规则，用于继电保护整定计算。

3. 数学分析法随着电力系统的复杂性和继电保护技术的不断发展，数学分析法在继电保护整定计算中的应用越来越广泛。

通过建立电力系统的数学模型，进行仿真和计算，可以更精确地确定继电保护的整定参数。

继电保护原理与整定计算

继电保护原理与整定计算


A、有时限的电流保护
一、工作原理
图6-17 单侧电源辐射线路过流保护 a——单侧电源辐射线路；b——过流保护的时限配合
单侧电源辐射线路过流保护
每一套保护装置除保护本线段内的相间短路外，还要对 下一段线路起后备保护作用（称为远后备）。
在线路的远端（如图中K点）发生短路故障时，短路电流 从电源流过保护装置1、3、5所在的线段，并使各保护装 置均起动。但根据保护的选择性要求，只应由保护装置1 动作，切除故障，其它保护装置在故障切除后均应返回。 所以应对保护装置1、3、5规定不同的动作时间，从用户 到电源方向逐级增加，构成阶梯形时限特性，如图b所示， 相邻两级的时限级差为△t，则有t5>t3>t1。
A、接线系数：
I r ——通过继电器的电流；
I 2 ——电流互感器的二次电流。
完全星形接线方式：
通过继电器的电流是互感器的二次侧电流 ，所以其接线系数Kwc：
不完全星形接线方式：
通过继电器的电流是互感器的二次侧电流 ，所以其接线系数Kwc：
两相电流差接线方式：
通过继电器的电流并不是互感器的
二次侧电流 ，所以其接线系数Kwc： 对称短路时： A、C相短路时 AB或BC相短路时 C相接地短路时
2、反时限保护的配合
反时限保护的动作时间与故障电流的大小成反比。因此， 在保护范围内的不同地点短路时，由于短路电流不同，保护 具有不同的动作时间。在靠近电源端短路时，电流较大，动 作时间较短。
多级反时限过流保护动 作时限的配合应首先选择 配合点，使之在配合点上 两级保护的时限级差为△t
3、定时限与反时限的配合
在无时限电流速断保护的基础上增加适当的延时（一般 为0.5～1s）,便构成时限电流速断.
继电保护及整定计算方法

继电保护及整定计算方法

继电保护及整定计算方法继电保护是电力系统中的一种重要保护装置，用于检测电网异常工况，及时切除故障并保证电网的安全运行。

继电保护的整定则是指确定保护装置的工作参数，使其在工作时能够准确地判断故障并进行保护操作。

一、继电保护的分类继电保护可以分为方向性保护和非方向性保护两类。

方向性保护具有方向判别能力，可以根据电流相位的变化判断故障的位置，常用于线路保护；非方向性保护则是根据电流的幅值变化判断故障的存在，常用于故障保护。

二、继电保护的整定方法继电保护的整定方法主要有经验整定法和计算整定法两种。

1. 经验整定法经验整定法是指根据实际工程经验来确定保护装置的整定参数。

这种方法简单直观，但需要大量的实际操作经验才能得出准确的整定值。

一般情况下，经验整定法适用于中小型电力系统，如配电系统等。

（1）对称成分法：对称成分法是一种常用的计算整定方法，适用于线路保护。

根据对称成分法，可以通过测量正序和负序电流，计算出系统的故障电流和位置，从而确定保护装置的整定参数。

（2）时限特性法：时限特性法是根据故障电流持续时间的长短来确定保护装置的整定参数。

时限特性可以通过计算故障电流的时限和延时时间，以及根据实际系统的要求来确定。

（3）潮流法：潮流法是一种利用潮流计算方法来确定保护装置整定参数的方法。

潮流法可以计算出系统中的电流、电压等参数，根据这些参数来确定保护装置的整定值。

三、整定参数的选择注意事项在进行继电保护的整定时，需要注意以下几个方面。

1. 整定参数的选择应根据具体的系统要求来确定，如保护动作时间、复归时间等。

2. 整定参数应保证保护装置在正常工况下不误动，同时能够及时准确地切除故障。

3. 整定参数应综合考虑系统的特点和装置的特性，避免过于保守或过于激进。

4. 整定参数应随着系统的运行情况和变化而进行调整，并及时更新。

继电保护的整定是保证电力系统正常运行的重要环节。

整定方法可以根据实际情况选择，但需要注意整定参数的选择和调整。