继电保护整定计算

COMPANYLOGOTYPEINSERT继电保护整定计算一、继电保护的根本任务(一)当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由元件的保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中隔离，以最大限度地减少对电力元件本身的损害，降低对电力系统平安供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求。

(二)反映电气设备的不正常工作状态，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班运行人员进行处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行将会引起事故的电气设备予以切除，反响不正常工作情况的继电保护装置容许带一定的延时动作。整定计算概述

整定计算是针对具体的电力系统，通过网络计算工具进行分析计算、确定配置的各种系统保护的保护方式、得到保护装置的定值以满足系统的运行要求。整定计算是继电保护工作中一项非常重要的内容，正确、合理地进行整定计算才能使系统中的各种保护装置和谐地一起工作，发挥积极的作用。二、 整定计算的根本任务绘制电力系统接线图；绘制电力系统阻抗图；建立电力系统设备参数表；建立电流，电压互感器参数表；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；根据已有的保护装置，计算保护定值，编制定值通知单；对定值通知单进行管理；编写整定方案报告书，着重说明整定原那么问题，整定结果评价，存在的问题及采取的对策等；根据整定方案，编制系统保护运行规程〔说明〕。(一) 整定计算的具体任务收集必要的参数与资料〔保护图纸、设备参数等〕；按照调度管辖范围，根据需要与定值接口单位交换数据；根据调度或方式部门提供的电网运行方式，选择短路类型，选择分支系数的计算条件；结合系统情况，确定整定计算的具体原那么；进行短路故障计算，得到短路计算结果；进行整定计算，对整定结果分析比较，选出最正确方案，选取整定值并做出定值图；归纳出存在的问题，并提出运行要求；画出定值图；编写整定方案说明书。(二) 整定计算的工作步骤整定方案说明书，一般应包括以下内容：考虑的系统方式，厂、站方式，变压器中性点接地方式安排；继电保护的配置情况；继电保护整定的根本原那么，考虑的特殊问题；系统图、阻抗图、整定配合图、重合闸方式；正常运行安排、存在的问题及运行本卷须知；提供给接口单位的系统综合阻抗、接口定值。(二) 整定计算的工作步骤继电保护有四个根本要求，即可靠性、选择性、灵敏性、速动性，要全面考虑。在某些情况下，“四性〞的要求有矛盾不能兼顾时，应有所侧重，片面强调某一项要求，都会导致保护复杂化、影响经济指标及不利于运行维护等弊病，整定计算尤其需要处理好四性的协调关系。三、 整定计算应注意的问题各种继电保护适应电力系统运行变化的能力都是有限的，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〔包括根本建设开展和运行方式变化〕，当其超出预定的适应范围时，就需要对全部或局部继电保护重新进行整定，以满足新的运行需要。三、 整定计算应注意的问题三、 整定计算应注意的问题任何一种保护装置的性能都是有限的，或者说任何一种保护装置对电力系统的适应能力都是有限的。当电力系统的要求超出该种保护装置所能承担的最大变化限度时，该保护装置便不能完成保护任务。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。总之，继电保护整定计算既有自身的整定技巧问题，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，要综合、辩证、统一的运用。三、 整定计算应注意的问题

电力系统相序网络的构成：序网络：由同一序的相应的电动势和阻抗根据电力系统的接线所构成的单相等值电路。在制定各序网络时，首先应了解系统的接线、接地中性点的分布状况以及各元件的各序参数和等值电路，然后再分别对各序电网，由短路点开始，查明序电流在网络中的流通情况，以确定各序网络的组成元件及其网络的具体连接。简单不对称故障分析(一) 正序网络：正序网络就是通常用以计算对称三相短路时的网络,但短路点的正序电压不为零。流过正序电流的全部元件的阻抗均用正序阻抗表示。正序电动势就是发电机的电动势。(二) 负序网络：组成负序网络的元件与组成正序网络的元件完全相同。各元件的阻抗要用负序参数表示。发电机及各种旋转电机的负序阻抗与正序阻抗不同，其他静止元件的负序阻抗等于正序阻抗。发电机的负序电动势为零。简单不对称故障分析(三) 零序网络：不包含电源的电动势，各元件的阻抗以零序参数表示；绘制等值网络时，只包括零序电流通过的元件；零序回路与系统中性点接地方式有关；变压器绕组的接法对零序电流的通行路径有很大影响；有零序电流通过的、连在发电机或变压器中性点的元件，其阻抗值应扩大为三倍；平行线路中应计及零序互感的影响。简单不对称故障分析边界条件：

A相电流为零；BC相电流大小相等，方向相反；BC相电压相等。根据边界条件，得出以下结论：

Ika1=-Ika2Uka1=Uka2二、 两相短路：以BC相短路为例

两相短路的根本特点：短路电流及电压中不存在零序分量；两故障相中的短路电流的绝对值总是相等，而方向相反，数值上为正序电流的倍；当在远离发电机的地方发生两相短路〔即正序阻抗等于负序阻抗〕，两相短路的故障电流为同一点发生三相短路时的短路电流的倍；短路处两故障相电压总是大小相等，数值上为非故障相电压的一半，两故障相电压相位上总是同相，但与非故障相电压方向相反。简单不对称故障分析AC两相短路

边界条件：

A相电压为零，BC相电流为零

根据边界条件，得出以下结论：

Ika1=Ika2=Ika0Uka1=-(Uka2+Uka0)三、 单相接地短路：以A相短路为例

单相短路的根本特点：短路处故障相中的各序电流大小相等，方向相同，故障相中的电流Ika=3Ika1=3Ika2=3Ika0，而两个非故障相中的电流均等于零；短路点故障相的电压等于零，而两个非故障相电压的幅值总相等；两个非故障相电压间的相位差为θu，它的大小决定于Z0Σ/Z2Σ的比值。简单不对称故障分析B相接地

边界条件：

A相电流为零，BC相电压为零根据边界条件，得出以下结论：

Ika1=-(Ika2+Ika0)Uka1=Uka2=Uka0=1/3Uka四、 两相接地短路：以BC相接地短路为例

两相接地短路根本特点：两故障相电流的幅值总相等；两故障相电流之间的夹角θI随X0Σ/X2Σ的不同而不同；流入地中的电流Ig等于两故障相电流之和。简单不对称故障分析B相接地以下图给出了一个单电源系统在K点分生各种金属性短路时各序电压的分布图五、 各序电压的分布

正序电压越靠近电源处数值越高，发电机端的正序电压最高，等于电源电势。越靠近短路点正序电压的数值越低，三相金属性短路时，短路点电压等于零。母线M点的正序电压在三相短路时下降得最厉害，波动最大，对系统及用户的影响最大；两相接地短路次之；单相接地短路时正序电压变化较小。各序电压分布规律的结论

负序及零序电压的绝对值总是越靠近短路点数值越高，短路点最高，相当于在那里有一个负序及零序电源电势，其值等于短路点的电压，而越远离短路点负序及零序电压数值越低，在发电机的中性点上负序电压等于零，在变压器中性点上零序电压等于零。各序电压分布规律的结论

在不同短路类型情况下，各序电压的分布情况不同。如单相接地短路时，短路点有Ika1=Ika2=Ika0，Uk1=Uk2+Uk0，而Uk2、Uk0的大小需要视具体网络的负序及零序参数而定。各序电压分布规律的结论根本概念(1)变压器两侧正、负序电压之比为变比。(2)变压器两侧正、负序电流之比为变比的倒数。(3)对正序电压、正序电流，△侧超前〔逆时针转〕Y侧30°，对负序电压、负序电流，△侧滞后〔顺时针转〕Y侧30°。六、 对称分量经Y/△－11变压器后的相位变换在△侧发生任意两相短路时，Y侧各相电流的分布情况和故障相别有关，其规律是两故障相中的滞后相电流最大，数值上为△侧故障相电流的倍，其它两相电流大小相等、方向相同，数值上为△侧故障相电流的倍。以△侧BC相短路具体分析Y侧各相电压的情况是两故障相中的滞后相电压总为零〔当忽略变压器内部压降时〕，或者很小，另两相电压总是相等。以△侧BC相短路具体分析如下图系统，分别计算AB线线路末端单相接地故障和两相接地故障流经AB线路两侧的零序电流。故障点：110kVAB线路线路末端，距B站0%处。故障类型：A相接地、BC两相接地。支路输出：110kVAB线路两侧零序电流。故障计算算例

220kV变电站A220kV线路全接线运行，220kV#1、#2主变中低压侧分列运行，#1主变带110kV、35kV#1母线，#2主变带110kV、35kV#2母线，中低压侧母联或分段断开，#1主变高压侧中性点直接接地，#2主变高压侧中性点间隙接地，#1、#2主变中压侧均直接接地，A站中低压侧其他线路均再无小电源，B站由110kVAB线路供电，另一供电线路断开备用，B站仅#1主变运行，高压侧中性点直接接地，中压侧有一15MW机组并网，A、B站主变接线均为Y/Y/Δ-11。各元件各序阻抗标么值见标注。运行方式计算过程正序网络负序网络零序网络计算过程正序网络等效与等值负序网络等效与等值零序网络等效与等值计算过程A相单相接地组合序网A相单相接地故障零序电流计算：Ig0=IB/〔X1∑+X2∑+X0∑〕=502/〔0.1148*2+0.0846〕=1597.7AA侧分支：Ig0A=X0B*Ig0/〔X0A+X0B〕=0.30688*1597.7/〔0.11684+0.30688〕=1157.1AB侧分支：Ig0B=X0A*Ig0/〔X0A+X0B〕=0.11684*1597.7/〔0.11684+0.30688〕=440.6A计算过程BC相两相接地组合序网BC相两相接地故障零序电流计算：Ig0=X2∑/〔X0∑+X2∑〕*IB/〔X1∑+X2∑//X0∑〕=0.1148/〔0.1148+0.0846〕*502/〔0.1148+0.1148//0.0846〕=1767.7AA侧分支：Ig0A=X0B*Ig0/〔X0A+X0B〕=0.30688*1767.7/〔0.11684+0.30688〕=1280.3AB侧分支：Ig0B=X0A*Ig0/〔X0A+X0B〕=0.11684*1767.7/〔0.11684+0.30688〕=487.9A定值单的整定线路保护定值单的整定线路保护定值单的整定5.差动动作电流：可能分上下定值，低定值躲至少1.5倍正常电容电流〔UN/Xc1,Xc1为线路正序容抗〕，校验线路区内故障灵敏度不小于2，线路两侧一次值相同，高定值可取2倍低定值。6.TA断线时差动起动定值：躲最大允许电流，线路两侧一次值相同，线路区内故障时应有足够灵敏度。7.纵联距离方向阻抗：相间距离III段定值。8.纵联距离反方向阻抗：按〔1.5～2〕*〔对侧纵联距离阻抗－本线路阻抗〕整定，只在“弱电源侧〞才有效。

线路保护定值单的整定9.方向比较零序电流定值：应有足够灵敏度，因方式变化可能变成弱电源侧的保护，其纵联零序、零序过流加速、PT断线时零序电流〔以上三项一般取值相同〕一次值应适当降低，整定为强电源侧起动值一次值的1至1.5倍，以提高弱电源侧保护起动灵敏度。10.本对侧纵联码：按省调文件整定，线路本侧纵联码与线路对侧纵联码一致，对侧纵联码与线路本侧纵联码一致。11.零序电流补偿系数：K=〔Z0-Z1〕/〔3*Z1〕，大约在0.5至0.7之间。12.振荡闭锁相电流定值：躲最大允许电流1.2倍。线路保护定值单的整定13.负荷限制电阻：最大负荷时负荷限制定值。R定值≤(R负荷-(X负荷/tan60°))*K，R负荷=(U*cosΦ)/〔Ifh〕，K可取0.7，cosΦ=0.9，假设最大负荷Ifh取TA一次值，R定值二次值约为26.2/TA二次值。

线路保护定值单的整定14.正序、零序阻抗角：根据线路参数计算，大约在70度至80度之间。15.零序加速定值：一般与纵联零序、PT断线时零序电流定值一致，躲正常不平衡电流并校验线路区内故障灵敏度不小于2。保护为直配线电源侧时，零序加速定值应适当提高躲过所带负荷变压器重合时励磁涌流，单台按躲3至4倍高压侧额定电流，多台按躲1.8至2倍总额定电流，不宜带多台变压器，防止过度抬高定值后无灵敏度。16.PT断线时相电流定值：躲最大允许电流1.2倍，校验线路区内故障灵敏度不小于2。110kV线路分两段，整定原那么分别与距离Ⅱ、Ⅲ相同。17.PT断线时过流延时：固定0.3S，程序默认取距离II段时间，需手动修改。110kV线路分两段，整定时间分别与距离Ⅱ、Ⅲ相同。线路保护定值单的整定线路保护定值单的整定21.工频变化量投入控制字：，短线路假设整定阻抗二次值小于1/In〔In为5A或1A〕时可退出。22.纵联保护投入控制字：投入，整定为1。23.TA断线闭锁差动控制字：不闭锁，整定为0。24.弱电源侧：不投入，依靠零序灵敏起动。25.主从机方式：一侧为主机，另一侧为从机，两侧不能同为主机或同为从机。线路保护定值单的整定26.分相式命令：不分相为0，分相为1，需查二次回路确定，高频通道固定不分相。27.投UNLOKING：仅采用复用载波通道且“解除闭锁〞有开入时投入，多用于500kV线路保护，220kV线路保护无复用载波通道，一般为0。28.相地通道：投UNLOKING为0时本项无效。29.同步通信速率：64K为0，2M为1。线路保护定值单的整定30.通道方式：与现场一致，一般为专用光纤、复用光纤通道或高频通道，除500kV线路可能为高频载波允许式外，220kV及以下线路专用光纤及复用2M通道均为允许式，高频通道为闭锁式。31.内部时钟：与采用何种通道配合整定，整定为1表示装置发送的数据采用装置内部晶振的时钟，整定为0表示装置发送的数据采用码流的时钟。64K经复用为0，64K专用或2M〔无论专用复用〕为1。32.远跳经本侧起动：远跳就地判据，一般均投入。33.保护电压取线路电压或母线电压：需查阅图纸根据实际情况确定。线路保护定值单的整定34.振荡闭锁：环网联络线投入，直配负荷线、充电备用线路两侧均退出。110kV双侧电源线路，振荡中心在距离保护范围内的应经振荡闭锁。35.接地、相间距离各段投入控制字：投入。36.距离加速段选取控制字：加速有足够灵敏度的段。37.负荷限制距离投入控制字：一般整定为0，长距离重载线路，测量负荷阻抗可能会进入距离继电器动作范围时投入。

线路保护定值单的整定38.零序各段投入控制字：一般均投入，为防止零序I段误动，在确定本线零序I段不参与后备保护定值配合情况下可退出。39.零序Ⅲ、IV段带方向控制字：220kV线路各段均带方向。110kV双侧电源线路对侧变电站主变高压侧中性点直接接地，根据背后母线故障计算结果确定各段是否带方向。40.零Ⅲ或Ⅳ跳闸后加速：整定为1时，跳闸后零序Ⅲ或Ⅳ段时间减0.5S，一般整定为0。

线路保护定值单的整定41.三相跳闸方式：单重方式不投，充电备用线路或直配线路两侧重合闸为无压三重或停用可投入。42.重合闸投入控制字：一般均投入，充电备用线路备用侧或直配线路负荷侧重合闸须停用时可退出，应注意线路可能两方向互带造成的重合闸方式变化，可以控制字投入依靠外部把手投停切换。43.检同期或检无压控制字：220kV线路单重方式下实际无效，为防止开关偷跳，检无压侧同时投入检同期，南瑞继保两控制字可同时投入，四方公司只能投其一，两侧均有压时自动转为检同期。110kV及以下线路根据系统要求整定。44.不检控制字：220kV线路无不检方式，一般整定为0，110kV及以下单侧电源线路整定为1。45.不对应起动重合闸：投入。线路保护定值单的整定46.各段选相跳闸还是三跳闭重：重合闸时间1S情况下，一般仅0S及0.5S起动重合闸，1S及以上时间段闭锁重合闸；为躲线路非全相，假设某条线路零序保护≤1.5S段一次电流值≤1000A，认为该段躲不过非全相，那么该条线路两侧距离及零序所有0.5S段均改为闭重。47.选相无效三跳闭重：投入，一般整定为1。48.非全相再故障三跳闭重：投入，一般整定为1。49.多相故障三跳闭重：不投，一般整定为0。50.三相故障三跳闭重：投入，一般整定为1。51.重合闸方式由控制字确定：假设投入那么运行不灵活，一般整定为0。线路保护定值单的整定52.单重、三重、禁止、停用选择控制字：RCS系列保护重合闸方式已不由控制字确定，以上方式选择控制字实际无效，根据省调要求应与线路重合闸方式整定一致；PCS系列保护根据线路实际重合闸方式整定。单相重合闸，单相跳闸单相重合闸；三相重合闸，三相跳闸三相重合；禁止重合闸，选相跳闸，禁止本装置重合，不沟通三跳；停用重合闸，既放电，又闭锁重合闸，并沟通三跳。单相重合闸、三相重合闸、禁止重合闸和停用重合闸有且只能有一项置1，如不满足此要求，保护装置报警并按停用重合闸处理。

53.单相、三相TWJ起动重合闸控制字：整定为1时，单相或三相TWJ开入且满足无流条件，起动单相重合闸，一般均投入。54.通道自环：正常运行时不得投入。55.软压板：主保护、距离保护、零序保护与外部硬压板为“与〞关系，投入；闭重三跳软压板与外部硬压板为“或〞关系，一般不投。变压器保护定值单的整定变压器保护定值单的整定6.TA断线闭锁差动保护：主变双重化配置时投入，否那么退出，新保护装置多数采取低值闭锁高值〔≥1.2IEH〕开放逻辑，可投入。7.各侧电流接入差动保护装置的位置：接入位置应与现场二次接线一致。8.跳闸控制字、跳闸矩阵：查阅图纸，出口定义与功能应与现场二次接线一致。9.各段保护经复压、方向、零压、谐波、方向指向控制字：根据整定配合、计算结果确定。10.间隙保护方式控制字：间隙过流、过压相互保持，或门起动。变压器保护定值单的整定11.本侧TV断线保护投退原那么：建议整定为TV断线后变纯过流保护。12.是否经其他侧复压闭锁控制字：有电源的高、中后备经三侧电压闭锁，纯负荷的低压侧仅经本侧电压闭锁。13.零序电压告警：不接地系统应用，注意确认保护装置逻辑及二次回路接线，自产〔70V〕或外接〔40V〕定值不同。14.中、低后备闭锁备投：凡保护动作于涉及备自投装置动作逻辑的开关时应闭锁相应备投。15.失灵起动定值：应保证主变中低压侧母线故障有足够灵敏度，并躲主变高压侧额定电流。变压器保护定值单的整定16.失灵零序电流、负序电流：应有足够灵敏度并在最低负荷时能够起动，一般不大于0.2倍高压侧额定电流。17.失灵起动是否经零序、负序电流闭锁：主变保护一般投入。18.失灵起动及解除复压闭锁时限：至母线保护接点开入经本延时，一般均整定为0S以保证失灵电流起动与解除复压闭锁同时开入母线保护。19.失灵起动是否经变压器保护动作闭锁：早期失灵电流起动接点与保护动作接点串联开入母线保护，后保护动作开入辅助保护，与其电流判据综合逻辑判断开出失灵起动与解复压闭锁至母线保护，需查阅二次回路确认保护动作接点是否开入。20.失灵起动是否经不一致接点闭锁：不经。

21.失灵起动是否经合闸位置接点闭锁：不经。变压器保护定值单的整定22.非全相保护、失灵起动采样TA通道选择：需查二次回路，失灵起动可能用高压侧开关TA也可能用套管TA，注意变比可能不同，相关定值按接入TA变比折算。23.冷控失电固定跳闸延时、冷控失电经油温高跳闸延时：需查二次回路冷控失电接点开入前是否已经过机构箱中延时，防止重复计时。24.不一致零序、负序电流：最小负荷时发生非全相不应闭锁，一般可取0.1倍TA二次额定电流，不大于0.2倍额定电流。25.不一致时间：保护装置与机构箱均配置时，保护0.5S，机构箱1.0S；保护装置未配置仅机构箱配置时，机构箱0.5S。26.不一致投退控制字：使用本装置不一致保护时投入，未使用本装置不一致保护时不投，可查阅二次回路是否接入三相不一致接点。母线保护定值单的整定母线保护定值单的整定4.差动保护复压闭锁元件：需注意为相间电压还是相电压，按本母线所连接最长线路末端发生故障时应有足够灵敏度整定，并躲过正常运行时最低或最大不平衡电压，一般取低电压为60%至70%额定电压，零序电压为4至8V、负序电压为2至6V，国网版固定低电压为0.7UN，零序电压6V，负序电压4V。5.失灵保护复压闭锁元件：需注意为相间电压还是相电压，应有足够灵敏度，且灵敏度高于差动保护复压元件，低电压一般为85%额定电压，零序电压、负序电压一般为4V。6.失灵跳母联时间：躲过断路器动作时间和保护返回时间之和，并与对侧220kV线路II段最短时间0.5S配合，一般为0.25S。7.失灵跳母线连接元件时间：在先跳母联的前提下，躲过母联断路器动作时间和保护返回时间之和，一般为0.5S，母联跳开后灵敏度缺乏时取0.25S全跳。母线保护定值单的整定8.母联充电、过流保护：根据使用状况不同应保证冲击元件区内故障有足够灵敏度，并考虑用于冲击变压器时与时间配合躲励磁涌流，必要时临时校验修改定值，充电时间0.1S，过流时间0.3S，长期运行定值充电、相过流定值应躲过最大负荷电流，零序电流有足够灵敏度一次值不小于300A。9.母联失灵定值：按母线故障时流过母联最小故障电流有足够灵敏度整定，应考虑母差动作后系统变化影响，最小方式应考虑一段母线元件全部切除后仍有足够灵敏度，并躲母联最大负荷电流，因差动、母联充电、母联过流均可起动母联失灵，一般应小于等于上述保护相电流定值。10.母联失灵时间：应大于母联开关最大跳闸灭弧时间加失灵保护返回时间及裕度，一般为0.25S至0.5S。11.母联死区动作时间：躲过断路器整组动作时间，一般为0.1至0.2S。母线保护定值单的整定12.充电保护是否闭锁母差控制字：为防止母联充电到死区故障误跳运行母线，在充电预备状态下，检测到母联SHJ开入由0变1，那么从大差起动开始的300ms内闭锁差动跳母线，母联TWJ返回大于500ms或母联SHJ开入正翻转1S后，母差功能恢复正常。新标准版本程序逻辑充电瞬间短时闭锁母差，增加大差动作判据跳母联防止误跳健全母线，不须整定。13.失灵跟跳本线时间：一般为0.15S。14.失灵相电流、零序电流、负序电流：区内故障应有足够灵敏度并躲过最大允许电流，一般线路取800A左右，主变躲高压侧额定电流并校验中低压侧故障有足够灵