繼電保護定值計算公式方法

1、精選文檔繼電保護定值計算摘要：繼電保護及自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行，防止事故發(fā)生和擴大起到關(guān)鍵性的作用。關(guān)鍵詞：繼電保護；整定計算；定值管理隨著電力工業(yè)迅速發(fā)展，繼電保護及自動裝置也加快了更新?lián)Q代的步伐，大量的電磁式繼電保護裝置被微機保護所取代。針對多種形式、不同廠家各異的繼電保護及自動裝置能否正確動作，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。有數(shù)據(jù)表明：電力系統(tǒng)因繼電保護引起的電力事故占較大比重，由于定值計算與管理失誤造成繼電保護“三誤”事故也時有發(fā)生。因此，探索新模式下的繼電保護定值計算與管理工作顯得十分重要。1定值計算的前期工作1.1定值計算需要大量前期資料

2、定值計算應(yīng)具備準確無誤的計算資料，這是進行定值計算的前提。它包括：一、二次圖紙；所帶變壓器、電容器、消弧線圈、電抗器等銘牌數(shù)據(jù)和廠家說明書；電壓互感器、電流互感器變比和試驗報告；實測線路參數(shù)或理論計算參數(shù)；保護裝置技術(shù)說明書、現(xiàn)場保護裝置打印清單等等。1.2在實際計算中遇到的問題圖紙或資料與現(xiàn)場實際不符；比如TA變比與實際不符、線路長度與實際不符、變壓器短路阻抗與實際不符、應(yīng)該實測的參數(shù)沒有實測值、圖紙錯誤等等。定值計算所需資料不全：未提供電容器內(nèi)部接線形式；沒有現(xiàn)場保護裝置打印清單等。提供資料標注不清：架空線沒有分段標注長度和型號；電纜線路在方案中沒有寫清所帶用戶或標注雙電纜。1.3TA變比

3、與實際不符使定值計算錯誤例：某變電站10kV出線，帶兩臺容量SN為1000kVA變壓器，短路阻抗UK為6，資料提供TA變比N為600/5，實際變比N為1000/1。保護定值計算：TA變比N取600/5，過流保護按躲過最大負荷電流整定：I1.5×2SN×31/2UeN=1.37A則一般定值最小可選：600/5，2A。而實際情況：TA變比N取1000/1，代入I0.16A可選擇：1000/11A。速斷按躲過變壓器低壓側(cè)短路整定：短路阻抗標么值：（取基準容量SB=100MVA，基準電壓UB=10.5kV，基準電流IB=5500A）當(dāng)UB=UN時X*=UK×SB/(100

4、×SN)=6I1.3×5500/(X*×N)=9.93A（N取600/5）一般最小可取：600/5，10A。而實際情況：N=1000/1，1.3×5500/(X*×N)=1.19A可選?。?000/1，2A。結(jié)論：可見實際為1000/1的TA，按照600/5計算，所選定值將相差懸殊。1.4解決措施由設(shè)備運行維護單位建立由專人負責(zé)的設(shè)備運行管理數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫要做的時時更新、準確無誤、資源共享。作為提供資料單位，應(yīng)對定值所需資料的正確性引起足夠的重視，這是進行定值計算的基礎(chǔ)工作，錯誤或不準確的資料會直接導(dǎo)致繼電保護裝置不能正確動作，造成嚴重后果。復(fù)

5、雜的定值計算單位，應(yīng)針對不同的工程內(nèi)容、不同的定值計算工作，提供計算所需資料清單列表，以便工程組織單位盡快提供全部資料。2定值計算工作定值計算是決定保護裝置正確動作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。定值計算人員應(yīng)具備高度的工作責(zé)任心，樹立全局觀念和整體觀念。整定計算工作應(yīng)嚴格遵守整定計算基本原則：局部服從整體；下級服從上級；局部問題自行消化；盡可能的照顧地區(qū)電網(wǎng)和下一級電網(wǎng)的需求；保證重要政治用戶供電。滿足繼電保護和安全自動裝置可靠性、選擇性、靈敏性、速動性的要求，在不滿足時應(yīng)合理取舍。保護裝置為適合現(xiàn)場需要不斷更新?lián)Q代，特別是微機保護裝置版本不斷升級。整定計算人員不得不花費大量時間和精力，逐字逐句的學(xué)習(xí)研究新內(nèi)容

6、，與保護裝置廠家技術(shù)人員反復(fù)溝通，掌握原理和動作邏輯，在采用新的微機保護裝置時很容易出錯。由于保護裝置來自不同的廠家，有時會有同一種保護定義不同、名稱各異，容易引起混淆。有些保護廠家說明書寫的不夠詳細，比如缺少邏輯回路圖，使整定計算人員很難判斷保護是否動作。還有的廠家定值菜單內(nèi)容過于繁瑣，比如設(shè)很多控制字和投退壓板。二次接線修改的圖紙變更工作不及時。整定計算人員對于新裝置的內(nèi)容、含義和二次回路不清楚，沒有很好的掌握，以致定值內(nèi)容出錯。保護裝置先天不足，比如有些老型號的裝置，定值單位步進較大，小數(shù)點之后整不出來，影響了定值單的準確性，甚至影響了上下級的配合關(guān)系。整定人員沒有參加有關(guān)繼電保護配置、

7、設(shè)計審查和設(shè)備選型等工作，到了計算定值的時候才發(fā)現(xiàn)問題，特別是裝置本身存在設(shè)計缺陷時很難得到修改，使保護配置先天不足。下級定值沒有與上級定值接口，上級改線路定值、下級更換變壓器，沒有及時通知上下級單位配合，使保護定值失去配合關(guān)系。線路切改或更換變壓器后沒有及時修改系統(tǒng)阻抗，使定值計算出現(xiàn)偏差。定值計算錯誤舉例：例1：某35kV/10kV變電站，變壓器后備過流保護1s斷開10kV母聯(lián)斷路器，1.5s斷開10kV主斷路器，計算10kV出線保護定值時，定值計算人員按常規(guī)將10kV出線定值整定成速斷0.5s，過流1s，造成該10kV出線短路越級斷開10kV母聯(lián)斷路器的事故。例2：某變電站變壓器接線方式

8、為Yyd11線，由于保護整定人員，沒有深入理解某裝置變壓器接線控制字的意義，錯將0002H整成0001H，在35kV線路短路時造成變壓器差動保護掉閘。解決措施一般應(yīng)規(guī)范繼電保護裝置軟件版本，規(guī)范廠家對同一種保護、同一種功能的壓板名稱，規(guī)范廠家技術(shù)說明書及其必要的內(nèi)容?？傊龊靡?guī)范化工作對繼電保護整定計算和運行維護工作意義重大。整定計算人員應(yīng)提高業(yè)務(wù)素質(zhì)，加強對新裝置的學(xué)習(xí)，積極參與保護裝置的配置、選型和改進工作。加強各級各地區(qū)整定計算人員之間、與廠家技術(shù)人員之間、與現(xiàn)場運行繼電保護調(diào)試人員的溝通和學(xué)習(xí)。取長補短，相互把關(guān)。新型微機保護裝置的動態(tài)培訓(xùn)工作成為新裝置上馬后的重中之重。作為微機保護

9、裝置使用單位，整定計算人員最先接觸新裝置，會出現(xiàn)意想不到的問題。并且在新裝置的使用初級階段，難免會存在一些問題，因此，讓定值計算人員和現(xiàn)場調(diào)試維護人員，盡快掌握微機保護裝置性能，培訓(xùn)工作十分重要。應(yīng)加大動態(tài)培訓(xùn)的力度，盡快提高繼電保護人員整體的業(yè)務(wù)技術(shù)水平。3定值單的執(zhí)行工作一張定值單的產(chǎn)生和執(zhí)行，要經(jīng)過組織單位提供資料、確定運行方式、定值計算、定值審核、確定停電時間、保護調(diào)試、調(diào)度人員核對等諸多環(huán)節(jié)，其中每一個環(huán)節(jié)都可能造成定值單在執(zhí)行中出現(xiàn)問題。凡運行的繼電保護必須有正式的定值單為憑證，保護投入前必須由當(dāng)值調(diào)度員與現(xiàn)場人員進行核對，確認無誤后，調(diào)度部門填寫執(zhí)行日期并蓋章，在一周內(nèi)返還定值計

10、算部門存檔。實際遇到的問題中，執(zhí)行后的定值單不能及時的返還到定值計算部門，使保存的定值單與現(xiàn)場定值出現(xiàn)偏差。定值單在流轉(zhuǎn)執(zhí)行過程中或執(zhí)行完畢丟失，使定值單出錯。解決措施：應(yīng)建立繼電保護定值單的閉環(huán)管理措施，建立定值單執(zhí)行簽轉(zhuǎn)制度。參與定值單執(zhí)行的各部門人員應(yīng)嚴肅定值單執(zhí)行工作，不能認為定值單的執(zhí)行和保護僅僅是繼電保護人員的責(zé)任。4定值的管理工作定值單管理工作應(yīng)細致認真，管理好定值單、定值底稿、資料方案對繼電保護定值計算和運行維護工作十分重要，保存的定值及其資料必須與現(xiàn)場實際相符，才能保證定值計算正確和執(zhí)行無誤。實際遇到的問題，如工作中定值計算底稿和資料沒有及時歸檔，再次計算時資料不全，出現(xiàn)計算

11、錯誤。每年的定值單現(xiàn)場核對工作流于形式，沒有制定具體的管理措施。停運的線路和改路名的線路沒有通知整定計算人員。一般采用解決的措施是由保護運行維護單位，建立繼電保護裝置運行管理庫，繼電保護及二次設(shè)備的建檔工作應(yīng)準確及時。保護裝置建檔是一項基礎(chǔ)工作，每套裝置均應(yīng)建立檔案，包括廠家、設(shè)備規(guī)范、軟件版本、運行性能、校驗日期、缺陷問題、停運和投運日期、更換日期等，管理庫時時更新，資源共享。認真做好每年的定值單核對工作，建立定值單核對、存放管理制度。建立電子版的定值單存放庫，定期核對檢查。定值單的管理是繼電保護專業(yè)的基礎(chǔ)工作，只有從基礎(chǔ)工作抓起，才能使繼電保護工作有序進行。10kV配電線路保護的整定計算1

12、、10kV配電線路的特點 10kV配電線路結(jié)構(gòu)特點是一致性差，如有的為用戶專線，只接帶一、二個用戶，類似于輸電線路；有的呈放射狀，幾十臺甚至上百臺變壓器T接于同一條線路的各個分支上；有的線路短到幾百m，有的線路長到幾十km；有的線路由35kV變電所出線，有的線路由110kV變電所出線；有的線路上的配電變壓器很小，最大不過100kVA，有的線路上卻有幾千kVA的變壓器；有的線路屬于最末級保護，有的線路上設(shè)有開關(guān)站或有用戶變電所等。 2、問題的提出 對于輸電線路，由于其比較規(guī)范，一般無T接負荷，至多有一、二個集中負荷的T接點。因此，利用規(guī)范的保護整定計算方法，各種情況均可一一計算，一般均可滿足要求

13、。對于配電線路，由于以上所述的特點，整定計算時需做一些具體的特殊的考慮，以滿足保護"四性"的要求。 3、整定計算方案 我國的10kV配電線路的保護，一般采用電流速斷、過電流及三相一次重合閘構(gòu)成。特殊線路結(jié)構(gòu)或特殊負荷線路保護，不能滿足要求時，可考慮增加其它保護（如：保護段、電壓閉鎖等）。下面的討論，是針對一般保護配置而言的。 （1）電流速斷保護： 由于10kV線路一般為保護的最末級，或最末級用戶變電所保護的上一級保護。所以，在整定計算中，定值計算偏重靈敏性，對有用戶變電所的線路，選擇性靠重合閘來保證。在以下兩種計算結(jié)果中選較大值作為速斷整定值。 按躲過線路上配電變壓器二次側(cè)

14、最大短路電流整定。實際計算時，可按距保護安裝處較近的線路最大變壓器低壓側(cè)故障整定。 Idzl=Kk×Id2max 式中 Idzl速斷一次值 Kk可靠系數(shù)，取1.5 Id2max線路上最大配變二次側(cè)最大短路電流 當(dāng)保護安裝處變電所主變過流保護為一般過流保護時（復(fù)合電壓閉鎖過流、低壓閉鎖過流除外），線路速斷定值與主變過流定值相配合。 Ik=Kn×（Igl-Ie） 式中 Idzl速斷一次值 Kn主變電壓比，對于35/10降壓變壓器為3.33 Igl變電所中各主變的最小過流值（一次值） Ie為相應(yīng)主變的額定電流一次值 特殊線路的處理： a線路很短，最小方式時無保護區(qū)；或下一級為重要

15、的用戶變電所時，可將速斷保護改為時限速斷保護。動作電流與下級保護速斷配合（即取1.1倍的下級保護最大速斷值），動作時限較下級速斷大一個時間級差（此種情況在城區(qū)較常見，在新建變電所或改造變電所時，建議保護配置用全面的微機保護，這樣改變保護方式就很容易了）。在無法采用其它保護的情況下，可靠重合閘來保證選擇性。 b當(dāng)保護安裝處主變過流保護為復(fù)壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流時，不能與主變過流配合。 c當(dāng)線路較長且較規(guī)則，線路上用戶較少，可采用躲過線路末端最大短路電流整定，可靠系數(shù)取1.31.5。此種情況一般能同時保證選擇性與靈敏性。 d當(dāng)速斷定值較小或與負荷電流相差不大時，應(yīng)校驗速斷定值躲過勵磁涌流的能力，

16、且必須躲過勵磁涌流。 靈敏度校驗。按最小運行方式下，線路保護范圍不小于線路長度的15%整定。允許速斷保護保護線路全長。 Idmim（15%）/Idzl1 式中 Idmim（15%）線路15%處的最小短路電流 Idzl速斷整定值 （2）過電流保護： 按下列兩種情況整定，取較大值。 按躲過線路最大負荷電流整定。隨著調(diào)度自動化水平的提高，精確掌握每條線路的最大負荷電流成為可能，也變得方便。此方法應(yīng)考慮負荷的自啟動系數(shù)、保護可靠系數(shù)及繼電器的返回系數(shù)。為了計算方便，將此三項合并為綜合系數(shù)KZ。 即：KZ=KK×Kzp/Kf 式中 KZ綜合系數(shù) KK可靠系數(shù)，取1.11.2 Izp負荷自啟動系

17、數(shù)，取13 Kf返回系數(shù)，取0.85 微機保護可根據(jù)其提供的技術(shù)參數(shù)選擇。而過流定值按下式選擇： Idzl=KZ×Ifhmax 式中 Idzl過流一次值 Kz綜合系數(shù)，取1.75，負荷電流較小或線路有啟動電流較大的負荷（如大電動機）時，取較大系數(shù)，反之取較小系數(shù) Ifhmax線路最大負荷電流，具體計算時，可利用自動化設(shè)備采集最大負荷電流 按躲過線路上配變的勵磁涌流整定。變壓器的勵磁涌流一般為額定電流的46倍。變壓器容量大時，涌流也大。由于重合閘裝置的后加速特性（10kV線路一般采用后加速），如果過流值不躲過勵磁涌流，將使線路送電時或重合閘重合時無法成功。因此，重合閘線路，需躲過勵磁涌

18、流。由于配電線路負荷的分散性，決定了線路總勵磁涌流將小于同容量的單臺變壓器的勵磁涌流。因此，在實際整定計算中，勵磁涌流系數(shù)可適當(dāng)降低。 式中 Idzl過流一次值 Kcl線路勵磁涌流系數(shù)，取15，線路變壓器總?cè)萘枯^少或配變較大時，取較大值 Sez線路配變總?cè)萘?Ue線路額定電壓，此處為10kV 特殊情況的處理： a線路較短，配變總?cè)萘枯^少時，因為滿足靈敏度要求不成問題，Kz或Klc應(yīng)選較大的系數(shù)。 b當(dāng)線路較長，過流近后備靈敏度不夠時（如15km以上線路），可采用復(fù)壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流保護，此時負序電壓取0.06Ue，低電壓取0.60.7Ue,動作電流按正常最大負荷電流整定，只考慮可靠系數(shù)及返回系數(shù)。當(dāng)保護無法改動時，應(yīng)在線路中段加裝跌落式熔斷器，最終解決辦法是網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，使10kV線路長度滿足規(guī)程要求。 c當(dāng)遠后備靈敏度不夠時（如配變?yōu)?10kVA，或線路極長），由于每臺配變高壓側(cè)均有跌落式熔斷器，因此可不予考慮。 d當(dāng)因躲過勵磁涌流而使過流定值偏大，而導(dǎo)致保護靈敏度不夠時，可考慮將過流定值降低，而將重合閘后加速退出（因10kV線路多為末級保護，過流動作時限一般為0.3s，此段時限也是允許的）。 靈敏度校驗： 近后備按最小運行方式下線路末端故障，靈敏度大于等于1.5；遠后備靈敏