1、实践教学科科长（签名） 系（部）主任（签名） 摘 要 继电保护整定计算是继电保护工作的一项重要内容对于高压电网的继电保护装置在系统发生故障时应满足速动性选择性灵敏性和可靠性的要求其中除可靠性的要求应由保护装置本身来完成外其它三项要求应由继电保护的整定计算来满足随着现代电力系统的迅速发展电网规模日益扩大继电保护整定计算的工 关键词： 电网继电保护整定算1绪论1.1继电保护的作用电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源。电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好。但是，电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种
2、故障和不正常运行状态。故障中最常见，危害最大的是各种型式的短路。为此，还应设置以各级计算机为中心，用分层控制方式实施的安全监控系统，它能对包括正常运行在内的各种运行状态实施控制。这样才能更进一步地确保电力系统的安全运行。1.1.1继电保护的基本原理、构成与分类：1 基本原理：为区分系统正常运行状态与故障或不正常运行状态找差别：特征。1 增加故障点与电源间 过电流保护2 U降低 低电压保护3 变化； 正常：20左右 短路：6085方向保护.4 Z=模值减少 阻抗保护 电流差动保护5 I2 、I0 序分量保护等。 另非电气量：瓦斯保护，过热保护原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气
3、量的变化特征（差别），即可找出一种原理，且差别越明显，保护性能越好。2 构成以过电流保护为例：3 正常运行：Ir=If LJ不动故障时：Ir=IdIdz LJ动SJ动（延时）XJ动信号 TQ动跳闸一般由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。（1） 测量元件作用：测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流、电压、阻抗、功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。（2） 逻辑元件根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻
4、辑工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。 逻辑回路有：或、与、非、延时启动、延时返回、记忆等。（3） 执行元件： 作用；根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时跳闸；不正常运行时发信号；正常运行时不动作。3.分类： 几种方法如下：（1） 按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等；（2） 按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等；（3） 按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等；（4） 按继电保护装置的实现
5、技术分类：机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等；（5） 按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等；主保护 满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。后备保护 主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护
6、退出运行而增设的简单保护。1.2电力系统继电保护的基本要求动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。 1.选择性：是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。 2.速动性：是指快速地切除故障，以提高电力系统并列运行稳定，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及小故障元件的损坏程度。 3.灵敏度：是指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，他不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不应该动作的情况下，则不应该误动作。 4.可靠性：是指在保护装置规定的保护范围内发生了它应该反
7、应的故障时，保护装置应可靠地动作（即不拒动）。而在不属于该保护动作的其它任何情况下，则不应该动作（即不误动）。可靠性取决于保护装置本身的设计、制造、安装、运行维护等因素。一般来说，保护装置的组成元件质量越好、接线越简单、回路中继电器的触点和接插件数越少，保护装置就越可靠。同时，保护装置的恰当的配置与选用、正确地安装与调试、良好的运行维护。对于提高保护的可靠性也具有重要的作用。保护的误动和拒动都会给电力系统造成严重的危害，在保护方案的构成中，防止保护误动与防止其拒动的措施常常是互相矛盾的。由于电力系统的结构和负荷性质不同，误动和拒动的危害程度有所不同，因而提高保护装置的可靠性的着重点在很多情况下
8、也应有所不同。例如，系统有充足的旋转备用容量、各元件之间联系十分紧密的情况下，由于某一元件的保护装置误动而给系统造成的影响较小；但保护装置的拒动给系统在成的危害却可能很大。此时，应着重强调提高不误动的可靠性。又如对于大容量发电机保护，应考虑同时提高不拒动的可靠性和不误动的可靠性。对继电保护装置的四项基本要求是分析研究继电保护的基础。与此同时，电子计算机特别是微型计算机技术的发展，各种微机型继电保护装置也应运而生，由于微机保护装置具有一系列独特的优点，这些产品问世后深受用户青睐电流。2 继电保护方式选择与整定计算2.1系统条件 2.1.1主接线下图2-1为电力系统主接线。该系统由发电厂的三台发电
9、机经三台升压变压器由A母线与单侧电源环形网络相连，其电能通过电网送至B、C、D三个降压变电所给用户供电。（图2-1） 2.相关数据（1）电网中的四条110kV线路的单位正序电抗均为 0.4 /kM；（2）所有变压器均为YN,d11 接线，发电厂的升压变压器变比为10.5/121，变电所的降压变压器变比为110/6.6；（3）发电厂的最大发电容量为 3 50 MW，最小发电容量为 2 50 MW，发电机、变压器的其余参数如图示；（4）系统的正常运行方式为发电厂发电容量最大，输电网络闭环运行；（5）系统允许的最大故障切除时间为 0.85s；（6）各负荷容量按为其供电的降压变压器额定容量考虑，负荷自
10、启动系数取1.5；（7）各变电所引出线上的后备保护的动作时间如图示， t0.5s。（8）系统中各110kV母线和变压器均设有纵差动保护作为主保护。2.2 三段式电流保护整定计算计算网络参数：选取基准功率B=100MVA和基准电压为VB=Vav最大运行方式下的最大电源阻抗：最小运行方式下的最大电源阻抗：2.2.1最大短路电流计算和整定计算 为计算动作电流，应该计算最大运行方式下的三相短路电流，为校验灵敏度要计算最小运行运行方式下两相短路电流。为计算1OF、3OF、5QF、7QF的整定值根据如上系统图可知，最大运行方式要求8QF断开，等值阻抗图如下：图2-2（图2-2）1）当K1点发生三相短路时，
11、正序网络图如下：图2-3（图2-3）正序阻抗：基准电流：基准阻抗：三相短路的正序电流：短路电流：瞬时电流速断保护，即躲过本线路末端最大短路电流：1OF电流一段整定值：检验灵敏度系数：由此可知灵敏度不够同理可知：2）当K2点发生三相短路时，正序网络图如下：图2-4（图2-4） 3OF电流一段整定值：3）当K3点发生三相短路时，正序网络图如下：图2-5（图2-5）5OF电流一段整定值：4）7QF的整定，仅需要加一个功率方向继电器就可以了。由上诉可知电流保护灵敏度不够，在经济条件允许的情况下，为了保证电力系统能更好的运行，且考虑电压等级为110KV，所以可以采用距离保护：短路电流列表：2.3距离保护
12、原理本保护包括三段式相间距离和三段式接地距离，分别用以切除相间故障和单相接地故障。阻抗算法采用微分方程算法，阻抗特性采用多边形特性。保护起动后，首先执行选相程序，当判断为相间故障时，执行相间距离逻辑；当判断为单相故障时，执行接地距离逻辑。保护逻辑完全符合“四统一”要求。1.方向判别当系统发生第一次故障时，利用电压记忆，保护准确判断段任何故障类型的方向。在振荡闭锁期间，如再发生故障，考虑到系统可能在振荡中记忆不可靠，故对各种不对称故障均采用负序方向元件把关。当故障为三相短路时，振荡闭锁中的DZI段采用偏移特性，其偏移特性可由控制字选择内偏或外偏，而对振荡闭锁中的段距离继电器，其偏移特性固定为内偏
13、。 阻抗特性偏移度如下： X方向： X定值1时，取0.5 X定值7V 2）三相完全断线的判据为： a.各相电压均小于8V b.A相电流大于0.2A（5A制）当保护判断出PT断线后，突变量方向及负序方向高频保护自动退出，但零序方向高频保护仍保留工作，只是将3U0自动切换为外接开口3U0。（2）电流回路出错的判据为Ia+Ib+Ic3I07A电流回路出错后，闭锁本保护。 （3）为了在正常运行状态下，检查电流回路可能出现的分流情况（如大电流端子顶不开），保护还设置了另一判据，即 1）当Ia+Ib+IcIwi/4时（Iwi为无电流定值）装置发呼唤信号，并打印“DLBPH”，但并不闭锁保护。 2）在PT断线情况下,高频距离自动退出，但高频零序仍保留工作，只是将自产3U0自动切换为外接3U0。 3）在交流回路出错时，距离保护自动退出。6.整组复归 保护整组复归的条件为： 1） A相电流小于静稳破坏电流，即Ia1.3-1.5 （3）相间距离保护第段的整定: 1）被保护线路的最小负荷阻抗,有当采用方向阻抗元件
