繼電整定計算第四

1、繼電整定計算第四第1頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二1-1接地短路的特點 接地短路相當于在短路點增加了一個額外阻抗后的三相短路。各序電流的分布，只決定于該序各支路的電抗與其他序網(wǎng)無關。例如零序電流分布，只按各支路的零序電抗成反比分配；但各序電流的絕對值受其他序網(wǎng)的影響。零序電流的分布只決定于零序綱情況，而正負序綱的電抗卻要影響零序電流的大小。因此決定零序電流分配系數(shù)的時候，只研究零序綱的情況，而當決定零序電流絕對值大小的時候，必須同時考慮正，負，零序網(wǎng)絡的變化。第2頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二第3頁，共46頁，2022年，5月20日，19

2、點58分，星期二零序互感的影響當雙回運行末端接地短路時 、 同方向,因為互感的影響是起助磁作用，使零序電抗增加，零序電流減小。而當其中一回線停電并兩端接地，末端接地短路時， 、 方向相反。因為互感的影響是去磁作用，使零序電抗減小，零序電流增大。如圖4-1（C）。第4頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二第5頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二上述分析同樣適用于只有一側有電氣聯(lián)系的平行線，也適用于兩側均無電氣聯(lián)系的平行線?！耙妶D4-3” 對于多回路的互感，上述分析原理仍然適用，但計算方法較復雜，只能用計算機進行計算。 第6頁，共46頁，2022年，5月2

3、0日，19點58分，星期二1-2 計算的運行方式選擇（1）變壓器中性點接地點的數(shù)目和分布要滿足過電壓和零序綜合電抗基本不變以及保護靈敏度滿足要求。具體選擇如下： 發(fā)電廠必須有一臺變壓器接地，也可按變壓器的零序阻抗接近者組合分組，倒換接地，每一條母線最好有一臺變壓器接地。 單側電源受電端一般不接地，可用于臨 時代替其他停用的變壓器。 第7頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二對于多側電源：a)二條線一臺變壓器者可接地。允許停變壓器。停后同一電壓等級的網(wǎng)絡還應有接地點。b)二條線二臺變壓器者，可一臺接地，一臺倒換。c)三條線以上，一臺變壓器者，變壓器接地，允許停變壓器。d)三條

4、線以上，二臺變壓器以上者，一臺接地，其余倒換，或取組合方案。降壓變壓器低壓側有小電源時，如小電源不足以使受電側零序電流保護動作，變壓器可不接地，而采用低周低壓保護將小電源解列的措施 第8頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二(2) 線路末端短路通過保護最大零序電流方式的選?。嚎偟脑瓌t是選背后 可能最小 ， 對側 可能最大的方式。a)單電源輻射網(wǎng)絡，取最大運行方式；b)多電源及環(huán)形網(wǎng)絡，斷開下一級相鄰線路，開環(huán)，減少保護正方向對側的接地點；c) 雙回線中的一回停用，如有互感時還應接地。如圖42d) 平行有互感的線路，取平行線停用并接地方式。e) 由比較 、 決定用單相接地或兩

5、相接地故障類型。f) 一端母線有聯(lián)系的平行線，當有互感時（雙回有互感線路 在相繼動作時，短路點在D點零序電流可能最大。如圖4- 4b），通過保護的最小零序電流的方式選取與上述相反。第9頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二第10頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二（3）最大分支系數(shù)的選取：欲求某支路最大分支系數(shù)時，可把除本線以外的其他分支中較大的電源支路進行檢修和故障（即同時停用兩條線）進行試探。輻射網(wǎng)絡分支系數(shù)與短路點的位置無關。 單回線對雙回線，應取下級雙回運行方式，短路點愈遠 愈大，最大為2。 第11頁，共46頁，2022年，5月20日，19點5

6、8分，星期二 雙回線對單回線，應取雙回線為單回運行方式，通過保護的零序電流大,短路點選在單回線保護范圍末端。如雙回線間有互感時，還應將所停線路兩端接地。如圖4-1C。輻射線對環(huán)網(wǎng)內的線，應取合環(huán)方式。此種方式分支系數(shù)大。短路點應選在下級保護段保護范圍末端。也可近似選在環(huán)內被配合線末端。單回線旁鄰平行線有互感時，也應按圖4-1的方式考慮。一端母線有聯(lián)系或兩端母線有聯(lián)系的平行線，當有互感時，求取一回對另一回的最大分支系數(shù)，短路點應選在單回線末端。如圖4-4（a）,（b）。第12頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二 上述情況中，因分支系數(shù)是隨短路點位置而變的，若求任一點的分支系

7、數(shù)時，需用圖解 法，如圖4-4（c），可見在P點的 遠大于在N母線處的第13頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二第14頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二第二節(jié)零序電流保護的定值計算在假定如下條件基礎上的整定方法：1 、按保護正方向計算，然后考慮是否帶方 向性。2、線路采用三相重合閘的方式。3、時限選擇按與下級配合段有級差。4、靈敏度按本線路末端接地短路流過保護的 最小零序電流樣驗，要求主保護段km1.251.5。作相鄰線路后備要求：km1.2 。 第15頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二2-1零序一段此段為速動段按滿足下列條

8、件整定：按躲開線路末端接地短路最大零序電流整定式中： 取1.21.3 線路末端接地短路流過保護的 最大零序電流第16頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二(2) 按躲開開關三相不同時合閘的零序電流整定，當使用快速開關時，此電流出現(xiàn)時間很短，一般不考慮。式中： 取1.3 開關三相不同時合閘的零序 電流。第17頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二2-2零序二段 作為主保護，在本線路末端短路的靈敏度要求km1.251.5。裝有四段式保護中第三段的整定與此相似。按與相鄰一段或二段配合整定。式中: 取1.11.5 計算可能方式下的最大值 下級保護一段（或二段）的

9、整定值。 當按下級一段整定靈敏度較低時， 可改與下級二段整定。 第18頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二(2) 按不伸出線路末端變壓器差動范圍整定。當變壓器高中壓側均為接地系統(tǒng)時，按下式整定。 （4-4）式中： 線路對端母線上變壓器另一側接地 短路時流過本保護的最大零序電流。 取1.31.5。當變壓器為帶負荷調壓 時。應取較大的系數(shù)。第19頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二(3) 當本段整定時限等于或低于本線相間保護 某段的時限時，則應按躲開相應相間保護段末端的相間短路的不平衡電流整定。當在下級相鄰線路某段保護范圍末端相間短路時，應是相鄰的相間保

10、護動作，但因不平衡電流，使本線路某段零序保護動作 （當動作時限比相間保護段小時）造成越級。這個電流一般不會太大；(4) 當使用此段作為重合閘后加速或手動合閘加速時，如末端變壓器為接地運行，應躲開合閘時變壓器勵磁涌流中的零序電流。 第20頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二2-3零序三段 作為后備保護,在下級線路末端要求km1.2 此段的整定方法也適用于四段式保護中第四段的整定。(1) 按與相鄰二段或三段保護配合整定。整定 同（4-3）式。當零序二段有較高靈敏度時，為了提高后備性，可按與相鄰三段或四段配合整定，可保護的更遠些，后備作用更強。 第21頁，共46頁，2022年，

11、5月20日，19點58分，星期二(2) 當下級相鄰變壓器高、中側均為接地系統(tǒng)時，按與該變壓器另一側零序保護一段或二段配合整定。式中: 下級相鄰變壓器另一側零序保護 的整定值。 線路對變壓器另一側零序保護的 最大分支系數(shù)。 取1.11.5。第22頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二(3) 當本段整定時限等于或低于本線相間保護 某段時限時，則應躲開相路末端相應相間 短路的不平衡電流。(4) 當下一級變壓器為不接地運行時，按躲變 壓器外部相間短路的最大不平衡電流整定。(5) 如使用此段作重合閘后加速或手動合閘加 速時，應躲開變壓器勵磁涌流。 第23頁，共46頁，2022年，5月

12、20日，19點58分，星期二24零序保護的整定配合問題(1) 單回線與雙回線配合或輻射線與環(huán)網(wǎng)內線路配合以及平行線有互感的保護間的配合。當雙回線無橫差保護時保護整定配合點不在下級線路末端，因平行非故障線的汲出電流減少，其分支系數(shù)將比線路末端短路為小，可用曲線法按下級I 段末端短路配合，以避免用最大分支系數(shù)整定，這對靈敏度有利，但較復雜。可先按雙回線末端整定，如果使本級和上級保護定值增大，按單回運行時校驗靈敏度不夠時，再用曲線法按下級線I段實際末端短路整定。(2) 當雙回線有橫差保護時應與橫差保護配合整定，即與下級相鄰雙回線末端短路配合整定。這樣當橫差保護停用時，應改為單回線運行方式。第24頁，

13、共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二(3) 有些情況下，三段式保護效果不夠好，例如零序二段無靈敏度，需零序三段，可改為四段式保護。需用四段式的保護的情況參考以下條件：（a）雙回線路保護相繼動作時，另一回線不 應誤動；（b）下級相鄰為短線路或為雙回線（相當于 線路縮短），使上級II段范圍縮短，靈 敏度不夠；（c）要求對下級相鄰線路有后備性等； 第25頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二(4) 對于小電流側零序保護，在一定條件下，大電流側先跳后，可能因相繼動作后使電流減小而復歸，必要時可采用瞬時測量接線。瞬時測量的缺點是它不能在故障全過程中滿足配合條件 ，在

14、某種情況下可能造成越級動作，因此小電流側如有幾級保護時，最好同時使用瞬時測量，而且按配合條件整定。 第26頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二第三節(jié) 零序方向元件靈敏度的計算 短路點的U0最高，近保護處的短路點方向元件沒有死區(qū)，其死區(qū)是在后備保護段，即在比較遠的短路點處。一般都是幾段電流公用一個方向元件，因此方向元件的靈敏度應比最靈敏的電流元件靈敏度要高。方向元件應按被保護線路最末端短路校驗，要求km1.2。有時零序最后一段電流元件的后備靈敏度不足，方向元件靈敏度可按最后一段電流保護范圍末端處短路校驗， 要求km1.5。 當方向元件靈敏度不滿足要求時，應降低方向元件的動作

15、功率，以提高靈敏度，或是采取比較靈敏的方向元件。 第27頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二第四節(jié) 采用單相重合閘的零序保護 在用單相重合閘的線路上發(fā)生接地故障過程中，有接地短路、 復故障（線路一側開關斷開一相）和非全相（線路兩側均斷開一相）三種狀態(tài)。前兩種狀態(tài)將由零序保護切斷，第三種狀態(tài)是單相重合閘中必然出現(xiàn)的狀態(tài)，此時已不存在故障，應防止保護發(fā)生誤動作。 第28頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二 在非全相狀態(tài)下，將產生正、負、零序分量，在非全相中零序電流是沿同一方向流的，稱為縱向不對稱狀態(tài)，與接地短路不同，接地短路稱為橫向不對稱。零序電流的大小

16、，決定于線路中原來的負荷電流或是決定于線路兩側等值電勢的擺開角。當線路中負荷電流不大時，零序電流一般不大，但在系統(tǒng)負荷重、動態(tài)穩(wěn)定問題較為突出時，零序電流將達到很大的數(shù)值，甚至大于線路末端接地短路的電流。第29頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二 在斷口處的零序電流與母線上零序電壓，其相位關系與區(qū)外接地短路情況相似，因而零序方向元件一端方向指向線路，另一端指向母線，即一端可以動作，另一端不能動作。但若方向元件的電壓取至線路PT，兩端的方向元件可能都指向母線或線路，可能都能動作，也可能都不能動作。當線路上負荷電流不大時，零序電流和電壓的數(shù)值也很小，零序方向元件的靈敏度可能不

17、足，不會動作。 第30頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二第31頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二 在接地短路、復故障和非全相中，零序電流的分支系數(shù)一般是相同的，但是在有互感的雙回線上，非全相過程中雙回線之間的系數(shù)將有所增大。 圖4-5為采用三相重合閘的雙回線，保護1對保護4的最大分支系數(shù)即圖4-5(b)中接地故障線路中總零序電流在另一回線分配的分配系數(shù),可表示為：第32頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二4-2 非全相中防止零序保護誤動的措施非全相中在重合閘未重合之前，當線路中零序電流較大時，能使某段零序保護誤動跳三相開關，

18、造成重合閘不成功。防治這種誤動的辦法常用的有三種：(1) 利用重合閘裝置實現(xiàn)閉鎖。將保護接于不同端子: M端子-啟動重合閘并閉鎖保護的端子，將可能誤動的保護接于此端子。 此方法只能用于故障線路的保護，相鄰非故障線路重合閘不啟動，不能閉鎖; N端子-啟動重合閘，保護不閉鎖。即按躲非全相零序電流整定，可躲開非全相.此方法可用于故障線路和非故障線路上。 第33頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二(2) 用動作時限來躲非全相過程。即按躲單相重合周期來整定時間?？捎糜诠收暇€路和非故障線路上。當非全相零序電流較大時，用電流值躲開非全相的辦法只適用于零序I段，零序保護可設靈敏I段和不靈

19、敏I段，零序II段躲非全相后靈敏度不足時，要用時間來躲非全相。因此單相重合閘周期的長短對保護動作時間有決定性的影響。因為是按階梯配合原則，所以不但影響故障線路保護的整定時間。也影響了上級相鄰線路保護的整定時間。 第34頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二4-3 使用單相重合閘的零序保護整定1零序I段 接于重合閘N端子的保護:按躲線路末端接地短路最大零序電流整定，見（4-1）式；按躲開本線路非全相的最大零序電流整定。如果按上述條件選取的定值太大，影響了保護范圍，可增加一個一段保護。該段只按短路條件整定，但因不能躲非全相，故將其接于重合閘的M端，稱M端子的零序I段為躲非全相I

20、段或不靈敏I段。(3) 對線路變壓器組要考慮勵磁涌流。 第35頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二2零序二段接于重合閘的M端子(1)按與下級相鄰線路接于N端子的零序一段或二段配合整定。見（4-3）式。(2)按與相鄰變壓器差動保護范圍配合整定。見（4-4）式。(3)如使用此段作為重合閘后加速或手動合閘后加速時，應考慮變壓器涌流。如本線非全相的最大零序電流值不大,可以躲開時，可以將保護改接至N端子。由于零序二段要求作為主保護用，故不希望用電流或延時來躲非全相狀態(tài)。第36頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二3零序三段接于重合閘的N端子時:(1) 按與下級相

21、鄰線路接于N端子的零序II段或III段配合整定，見（4-3）式；(2) 按與相鄰變壓器差動保護范圍配合整定，見（4-4式?；虬磁c相鄰變壓器的另一側（當變壓器中壓均接地時）零序保護配合整定；(3) 按躲開本線路的單相重合閘最大周期時間整定動作時限；(4) 如使用此段作為重合閘后加速或手動合閘后加速時，應考慮變壓器涌流的影響。詳見本章2-2中（4）項。第37頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二 按上述整定結果若靈敏度較低，可考慮按與下一級線路接于M端的保護段配合整定，整定時限應大于線路的單相重合閘的最大周期。這樣整定存在的缺點是：當下級線路在非全相中非故障相再故障和開關拒合時

22、，將會引起越級誤動，由于非全相下非故障相再故障，下級線路保護接于M端子已被閉鎖，而單相重合閘不會重合,等于重合閘時間延長,本線路保護將誤動。第38頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二第39頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二第40頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二4雙回線非全相時的分支系數(shù)在圖4-6 點發(fā)生一相斷相,從圖4-6（b）可知： 解此二方程可知，采用單相重合的雙回線保護 I 對保護 4 的最大分支系數(shù)為： (4-7)由式（4-6）與（4-7）相比，可見非全相中的分支系數(shù)比接地短路的分支系數(shù)大.第41頁，共46頁，2022年，5月20日，19點58分，星期二4-4整定配合分析1 在單相重合閘過程中，接于M端的零序保護段被閉鎖退出工作，與它配合整定的上一級保護即失去了配合對象，此時若非故障相再發(fā)生故障或重合閘的開關拒合，就會引起上一級保護越級跳閘。因此相鄰的保護之間配合整定，要求必須按照與任何時候都工作的保護進行配合整定。也就是說與接于N端的保護進行配合整定。圖4-7表示相鄰保護之間的配合關系。圖中的N、M表示該段