继电保护整定计算简述

继电保护整定计算简述1继电保护整定计算的目的和任务继电保护工作类别：设计、制造、调试、安装、运行需要整定计算的部门：设计、调试、运行。各部门进行整定计算的目的和要求不同。

2继电保护整定计算的目的和任务部门目的：设计部门―――其目的是按照电力系统的设计参数和典型的运行方式进行故障计算，制定全系统继电保护的配置方案和装置选型，并进行整定，校验能否满足四性的要求，满足系统稳定的要求，论证配置方案、装置选型和定值选择的可行性和正确性。一般要制定多个方案，多套定值进行比较，确定一个在经济技术上最佳的方案。3调试部门―――基建部门安装完保护装置后，要进行72小时的试运行，以验证保护装置的完好性，接线的正确性和安装的质量。为此要进行故障计算和整定。也可按调度给出定值进行整定和调试。4运行部门―――是直接应用继电保护保证电力系统安全稳定运行，向用户可靠供电的部门，有直接的责任，因此对整定计算的全面性，正确性和精度要求最高。所谓全面性是指不只是考虑每个装置的保护效果是否最佳，还要考虑各个装置之间的协调配合是否正确，全系统的保护效果是否最佳。不仅考虑正常运行状态下发生各种故障时保护的性能，还要考虑故障后状态下保护的性能5保护设计一般规定电力系统继电保护的设计与配置是否合理直接影响到电力系统的安全运行，如果设计与配置不合理，保护将可能误动或拒动。合理地选择保护方式和正确地整定计算，对保证电力系统的安全运行具有非常重要的意义。选择保护方式时，希望能全面满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。6

设计各种电气设备的保护应综合考虑2.故障出现的机率及可能造成的后果；3.电力系统近期的发展情况；4.经济上的合理性；5.成熟的经验。1.电力设备和电力系统的结构特点和运行特性；7继电保护整定计算的基本任务基本任务：就是要对各种继电保护给出整定值。整定计算方案：可按电力系统的电压等级或设备来编制、还可按继电保护的功能划分方案分别进行。例如：一个220KV电网的继电保护整定方案，可以分为纵差保护方案、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、设备保护方案等等。8各种继电保护适应电力系统运行变化的能力都是有限的，随着电力系统运行情况的变化（建设发展、运行方式变化），当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。例如：举例来说，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（例如环状网路多、双回线路多、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。此时，即使选取最佳整定方案也难以改善保护效果。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）或短路电流较小（二次值一般约为8～10A）的情况时，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，以满足电力系统对继电保护的要求。9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需要或采取某些临时措施加以解决。继电保护整定计算即有自身的整定问题，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。整定计算要综合、辩证、统一的运用。10整定计算具体任务与步骤：1、绘制电力系统接线图；基本任务―――按照继电保护的目的和要求，进行故障计算，选定系统中各个保护装置的定值。11整定计算具体任务与步骤：2、绘制电力系统阻抗图；包括正序、负序、零序三个序网。正序阻抗图，如图所示。123、建立电力系统设备参数表；134、建立电流、电压互感器参数表；146、电力系统各点短路计算结果列表；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；157、建立各种继电保护整定计算表168、按继电保护功能分类，分别绘制出整定值图；如图为零序保护定值图（图中表示的是四段式保护）

9、编写整定方案报告书，着重说明整定原则问题、整定结果评价、存在的问题及采取的对策。17整定计算的步骤

11、按继电保护功能分类拟定短路计算的运行方式，选择短路类型、分支系数的计算条件；2、进行短路故障计算，录取结果；3、按同一功能的保护进行整定计算（如按零序电流保护、距离保护等分别进行整定计算）。选取整定值并做出定值图，图18整定计算的步骤

24、对整定结果分析比较，以选出最佳方案；最后应归纳出存在的问题，并提出运行要求；应包括对运行方式的要求及继电保护运行改变的要求。5、画出定稿的定值图；19整定计算的步骤3说明书内容：1）方案编制时间、电力系统概况；2）电力系统运行方式选择原则及变化限度；3）主要的、特殊的整定原则；4）方案存在的问题及对策；5）继电保护的运行规定，如保护的停、投，改变定值、改变使用要求以及对运行方式的限制要求等；6）方案的评价及改进方向。6、编写整定方案说明书。20主保护、后备保护和辅助保护反应短路故障的保护应有主保护和后备保护，必要时还要增设辅助保护。主保护应能满足电力系统稳定及电力设备安全的要求，有选择地切除被保护设备和全线路故障的保护。后备保护在主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。辅助保护是弥补主保护和后备保护的不足而增设的简单保护。21对继电保护装置的基本要求可靠性是指被保护设备区内发生故障时，保护装置能可靠动作；系统正常运行或在区外故障时，保护应不动作。选择性是指电力系统发生故障时，仅由故障的保护装置将故障设备切除。灵敏性是指保护装置对其保护区内故障的反应能力。速动性是指保护装置应快速切除故障。22系统运行方式的考虑要求：在选择保护方式及对其整定计算时，都必须考虑系统运行方式变化带来的影响，所选用的保护方式，应在各种系统运行方式下，都能满足选择性和灵敏性的要求。运行方式最大运行方式最小运行方式正常运行方式23最大运行方式：根据电力系统最大负荷的需要，电力系统中的发电设备都投入运行以及选择的接地中性点全部接地的系统运行方式称为最大运行方式。对继电保护而言，是指短路时流过保护的短路电流最大的运行方式。最小运行方式：根据系统最小负荷，投入与之相适应的发电设备且系统中性点只有少部分接地的运行方式称为最小运行方式。对继电保护而言，是指短路时流过保护的短路电流最小的运行方式。正常运行方式：根据系统正常负荷的需要，投入与之相适应数量的发电机、变压器和线路的运行方式。24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由继电保护方面考虑决定的。

例如确定变压器中性点的接地方式。除了保证至少有一个接地点以防止产生过电压外，还要保证零序保护的灵敏度。。如变压器中性点是否接地运行，变压器绝缘性能有否特殊规定。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。25运行方式的选择原则

确定运行方式的限度，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叠出现，但不考虑多种重叠。2）不考虑极少见的特殊方式。必要时，可采取特殊措施加以解决。26一、发电机、变压器运行方式选择的原则

1）一个发电厂有两台机组时，一般应考虑全停方式，一台检修，另一台故障。当有三台以上机组时，则选择其中两台容量较大机组同时停用的方式。对水电厂，还应根据水库运行方式选择。2）一个发电厂、变电站的母线上无论接几台变压器，一般应考虑其中容量最大的一台停用。因为变压器运行可靠性较高，检修与故障重迭出现的几率小。27二、

变压器中性点接地选择原则1）发电厂、变电所低压侧有电源的变压器，中性点均要接地。以防止出现不接地系统的高频过电压。

2）自耦型和有绝缘要求的其他变压器，其中性点必须接地。

3）T接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。

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。28三、

线路运行方式选择原则

1）一个发电厂、变电站母线上接有多条线路，一般考虑选择一条线路检修，另一条线路又故障的方式。2）双回路一般不考虑同时停用。

29四、

流过保护的最大、最小短路电流计算方式的选择

1．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运行方式（所有设备全部投入运行），而最小短路电流，则出现在最小运行方式。对于双电源的网络，一般（当取x1=x2时）与对侧电源的运行方式无关，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级线路上。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。

30四、

流过保护的最大、最小短路电流计算方式的选择

2．零序电流保护

对于单侧电源的辐射形网络，流过保护的最大零序短路电流与最小零序电流，其选择方法可参照相间短路中所述，只需注意变压器接地点的变化。对于双电源的网络及环状网络，同样参照相间短路中所述。其重点也是考虑变压器接地点的变化。

。

31五、

选取流过保护的最大负荷电流的原则选取流过保护的最大负荷电流的原则如下：1）备用电源自动投入引起的增加负荷。2）并联运行线路的减少，负荷的转移。3）环状网络的开环运行，负荷的转移。4）对于双侧电源的线路，当一侧电源突然切除发电机，引起另一侧增加负荷。32定时限时间级差的选择1

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为0.1～0.2S。微机保护的固有动作时间为0.02～0.05S。各种保护整定配合的时间级差可按下表选择：33定时限时间级差的选择2

时间级差应根据时间继电器的精度选择。选择时间级差时应注意的一些问题：

1)时间继电器的整定范围愈大，误差也愈大。随着保护整定时间的加长，时间级差应选择较大者。

2）当保护装置中的时间继电器（元件）精度较高时，可选择较小的时间级差。

3）当相邻一级保护在故障情况下可能产生相继动作，可选择较小的时间级差。4）保护装置的工作逻辑不论如何复杂，其整定时间均指整套保护从动作开始至发出跳闸脉冲的全部时间。

5）时间级差是指上一级某一级保护相对于下一级与其配合整定的保护段的整定时间而言。34整定系数的分析与应用1继电保护的整定值一般通过计算公式得出，为使整定值符合电力系统正常运行及故障状态下的规律，达到正确整定的目的，计算公式中需要引入各种整定系数。

整定系数应根据保护装置的构成原理、检测精度、动作速度、整定条件以及电力系统运行特性等因素来选择。

35由于测量、计算、调试及继电器等各种误差的影响，使保护的整定值偏离预定数值可能引起误动作，为此，整定计算公式中需引入可靠系数。一、可靠系数（Krel）取值整定系数的分析与应用236可靠系数的取值与各种因素有关，整定计算时参照下表选择：

整定系数的分析与应用337整定系数的分析与应用4注1.表中可靠系数除距离III段按负荷阻抗整定时已包括返回系数外，其余均未计入其他任何系数（如返回系数、分支系数等），须在计算公式中另计。2.可靠系数按计算条件的准确程度有上下限。距离保护用的可靠系数小于1，与大于1的系数用法相反。381、按短路电流整定的无时限保护，考虑到暂态的影响应选较大的系数。2、按与相邻保护的整定值配合的保护，应选用较小的系数。3、保护动作较快时，考虑到暂态的影响应选用较大的系数。4、不同原理或不同类型的保护之间整定配合时，应选用较大的系数。可靠系数的取值还同时应考虑以下情况：

整定系数的分析与应用539可靠系数取值6、在短路计算中，当有零序互感时，困难以精确计算，应选用较大的系数。7、整定计算中有附加误差因素时，应选用较大的系数，例如用曲线法进行整定配合将增大误差。5、运行中设备参数有变化或计算条件难以准确计算时，应选用较大的系数。例如变压器参数,一般不准确及考虑负荷电动机自起动时的计算；

整定系数的分析与应用640返回系数：按正常运行条件量值整定的保护，在受到故障量的作用起动时，当故障消失后保护不能返回到正常位置将发生误动作。因此，整定计算公式中引入返回系数。对于按故障量值和按自起动量值整定的保护，则可不考虑返回系数。二、返回系数（Kre）取值41按正常运行条件量整定的保护，在受到故障量的作用动作时，当故障消失后保护不能返回到正常位置将发生误动作。因此，整定计算公式中引入返回系数，返回系数用Kre表示。返回系数的定义为Kre＝返回量／动作量。于是可得，过量动作的继电器Kre<l，欠量动作的继电器Kre＞l。返回系数的高低与继电器类型有关。电磁型继电器的返回系数约为0．85；微机保护的返回系数较高，为0．85～0．95。二、返回系数（Kre）取值42图动作电流、返回电流和最大负荷电流的关系返回电流＝返回系数*最大负荷电流，动作电流≥返回电流/返回系数,当返回系数<1。动作电流≥（可靠系数/返回系数）×最大负荷电流，434445分支系数：多电源的电力系统中，相邻上、下两级保护间的整定配合，还受到中间分支电源的影响，将使上一级保护范围缩短或伸长，整定公式中需引入分支系数。三、分支系数（Kb）取值46三、分支系数（Kb）取值1．电流保护

电流分支系数的定义，是指在相邻线路短路时，流过本线路的短路电流占流过相邻线路短路电流的比例。对过电流保护来说，在整定配合上应选取可能出现的最大分支系数。

47三、分支系数（Kb）取值2．距离保护

距离保护的助增系数等于电流保护分支系数的倒数。助增系数将使距离保护测量到的阻抗增大，保护范围缩短。在整定配合上应选取可能出现的最小助增系数。48三、分支系数（Kb）取值2．距离保护

当相邻线路有平行线路时，用引入汲出系数表示，在整定配合上应选取可能出现的最小汲出系数。

49三、分支系数（Kb）取值分支系数分析：

分支系数的变化范围随电网结构的不同而不同，其值一般在0~2之间。例如，单回线对双回线的分支系数可能达到2。在结构复杂的电网中也可能大于2。在单电源的辐射形电网中，分支系数的数值与选取的短路点位置无关；但对环状电网及双回线路的情况，分支系数值随着短路点的改变而改变。因此，分支系数计算选用的短路点，一般应选择不利的运行方式下，在相邻线路保护配合各段保护范围的末端。应当指出，负荷电流产生的分支系数与短路电流的作用相反，在应用时应予以注意。

分支系数是个复数值，为简化计算，一般取绝对值。

50三、分支系数（Kb）取值双回线和环网的分支系数：单回线和双回线配合的分支系数与短路点位置有关。保护1整定时的分支系数，与短路点位置有关。双回线末端短路时＝2最大，双回线单回运行时，＝1,最小。保护1的Ⅱ段应按最大整定，按单回运行时校验灵敏度。KbKbKb51灵敏系数：在继电保护的保护范围内发生故障，保护装置反应的灵敏程度称为灵敏度。灵敏度用灵敏系数Ks表示。四、灵敏系数（Ks）取值灵敏系数在保证安全性的前提下，一般愈大愈好，但在保证可靠动作的基础上规定了下限值作为衡量的标准。不同类型保护的灵敏系数要求不同，其规定值见下表52四、灵敏系数（Ks）53计算灵敏系数注意问题：

1、计算灵敏系数，一般规定以金属性短路作为计算条件。仅当特殊需要时，才考虑经过渡电阻短路进行。

２、选取不利的短路类型。３、保护动作时间较长时，应计及短路电流的衰减。４、对于两侧有电源的线路保护，应考虑保护相继动作对灵敏系数的影响。四、灵敏系数（Ks）取值54计算灵敏系数注意问题：四、灵敏系数（Ks）取值５、经Ｙ，d11接线变压器后不对称短路，各相中短路电流分布将发生变化。接于不同相别、不同相数的保护，其灵敏系数也不相同。６、在保护动作全过程中，灵敏系数均需满足规定要求。例如，发生故障时保护第一次动作跳闸，重合闸重合于故障上，或手动试送断路器时又合于故障上，在单相重合闸过程中，非故障相再故障（故障转换）等情况下都应满足规定的灵敏系数要。。55五、自起动系数（KSS）自起动系数：自起动电流比负简电流大许多倍，而且延续时间又长，故按负荷电流整定的保护整定公式中，需要引入自起动系数。自起动系数等于自起功电流与额定负荷电流之比。按负荷电流整定的保护，必须考虑负荷电动机自起功状态的影响。当电力系统发生故障并被切除后，