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第二章繼電保護(hù)及安全自動裝置的整定計算第一節(jié)概述一、整定計算的基本任務(wù)繼電保護(hù)及安全自動裝置(以下簡稱繼電保護(hù))整定計算的基本任務(wù),就是要對各種繼電保護(hù)給出整定值;而對電力系統(tǒng)中的全部繼電保護(hù)來說,則需編制出一個整定方案。整定方案通過可按電力系統(tǒng)的電壓等級或設(shè)備來編制,還可按繼電保護(hù)的功能劃分成小的方案分別進(jìn)行。例如,一個220KV電網(wǎng)的繼電保護(hù)整定方案,可分為相間距離保護(hù)方案、接地零序電流保護(hù)方案、重合閘方案、線路縱聯(lián)保護(hù)方案、主設(shè)備保護(hù)方案等。這些方案之間既有相對的獨(dú)立性,又有一定的配合關(guān)系。二、整定計算的步驟進(jìn)行整定計算的步驟大致如下:(1)按電力系統(tǒng)接線圖,擬定繼電保護(hù)的配置選型。(2)按繼電保護(hù)功能分類擬定短路計算的運(yùn)行方式,選擇短路類型,選擇分支系數(shù)的計算條件。(3)繪制電力系統(tǒng)阻抗圖,包括正序、負(fù)序、零序三個序網(wǎng)。合理地假設(shè)系統(tǒng)中某一地點(diǎn)短路,進(jìn)行短路故障計算,錄取結(jié)果。(4)按同一功能的保護(hù)進(jìn)行整定計算,如按距離保護(hù)或按零序電流保護(hù)分別進(jìn)行的整定計算。(5)對整定結(jié)果分析比較,重復(fù)修改,以選出最佳方案。最后應(yīng)歸納出存在的問題,并提出運(yùn)行要求(包括對運(yùn)行方式的要求及繼電保護(hù)運(yùn)行改變的要求)。(6)畫出保護(hù)配置圖。(7)編寫整定方案說明(報告)書,除了應(yīng)包括電力系統(tǒng)參數(shù)表、互感器型號及參數(shù)表、繼電保護(hù)類型及定值表外,一般還應(yīng)包括以下內(nèi)容:1)方案編制時間、電力系統(tǒng)概況。2)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式選擇原則及變化限度。3)主要的、特殊的整定原則。4)方案存在的問題及對策。5)繼電保護(hù)的運(yùn)行規(guī)定,如保護(hù)的停、投、改變定值、改變使用要求以及對運(yùn)行方式的限制要求等。6)方案的評價及改進(jìn)方向。三、運(yùn)行方式的選擇原則繼電保護(hù)整定計算用的運(yùn)行方式,是在電力系統(tǒng)確定好遠(yuǎn)行方式的基礎(chǔ)上在不影響繼電保護(hù)的保護(hù)效果的前提下,為提高繼電保護(hù)對運(yùn)行方式變化的適應(yīng)能力而進(jìn)一步選擇的,特別是有些問題主要是由繼電保護(hù)方面考慮決定的。例如,確定變壓器中性點(diǎn)是否接地運(yùn)行,當(dāng)變比器絕緣性能沒有特殊規(guī)定時,則應(yīng)以考慮改善零序電流保護(hù)性能來決定。整定計算用運(yùn)行方式選擇合理與否。不僅影響繼電保護(hù)的保護(hù)效果,也會影響繼電保護(hù)配置和選型的正確性。確定運(yùn)行方式變化的限度,就是確定最大和最小運(yùn)行方式,它應(yīng)以滿足常見運(yùn)行方式為基礎(chǔ)、在不影響保護(hù)效果的前提下,適當(dāng)加大變化范圍。其一般原則如下:(1)必須考慮搶修與故障兩種狀態(tài)的重疊出現(xiàn),但不考慮多種重疊。(2)不考慮極少見的特殊方式。因?yàn)槌霈F(xiàn)特殊方式的幾率較小,不能因此惡化了絕大部分時間的保護(hù)效果。必要時,可采取臨時的特殊措施加以解決。發(fā)電機(jī)、變壓器運(yùn)行變化限度的選擇原則發(fā)電機(jī)、變壓器運(yùn)行變化限度有如下選擇原則:(1)一個發(fā)電廠有兩臺機(jī)組時,一般應(yīng)考慮全停方式,即一臺機(jī)組在檢修中另一臺機(jī)組又出現(xiàn)故障;當(dāng)有三臺以上機(jī)組時,則應(yīng)選擇其中兩臺容量較大機(jī)組同時停用的方式,對水力發(fā)電廠的機(jī)組,還應(yīng)結(jié)合水庫運(yùn)行特性選擇,如調(diào)峰、蓄能、用水調(diào)節(jié)發(fā)電等。(2)一個廠、站的母線上無論接有幾臺變壓器,一般應(yīng)考慮其中容量最大的一臺停用。因變壓器運(yùn)行可靠性較高,檢修與故障重選出現(xiàn)的幾率很小。但對于發(fā)電機(jī)變壓器組來說,則應(yīng)服從于發(fā)電機(jī)的投停變化。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中變壓器中性點(diǎn)接地的選擇原則中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中變壓器中性點(diǎn)接地的選擇原則是:(1)發(fā)電廠及變電所低壓側(cè)有電源的變壓器,中性點(diǎn)均應(yīng)接地運(yùn)行,以防止出現(xiàn)不接地系統(tǒng)的工頻過電壓狀態(tài)。如事前確定不能接地運(yùn)行,則應(yīng)采取其他防止工頻過電壓的措施。(2)自耦型和有絕緣要求的其他型變壓器,其中性點(diǎn)必須接地運(yùn)行。(3)T接于線路上的變壓器,以不接地運(yùn)行為宜。當(dāng)T按變壓器低壓側(cè)有電源時,則應(yīng)采取防止工頻過電壓的措施。(4)為防止操作過壓,在操作時應(yīng)臨時將變壓器中性點(diǎn)接地,操作完畢后再斷開。這種情況不按接地運(yùn)行考慮。線路運(yùn)行變化限度的選擇線路運(yùn)行變化限度的選擇有以下幾點(diǎn):(1)一個廠、站母線上接有多條線路,一般應(yīng)考慮一條線路檢測,另一條線路又遇故障的方式。(2)雙回線一般不考慮同時停用。(3)相隔一個廠、站的線路,必要時,可考慮與上述(1)的條件重疊。流過保護(hù)的最大、最小短路電流計算方式的選擇(1)相間保護(hù)。對單側(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡(luò),流過保護(hù)的最大短路電流出現(xiàn)在最大運(yùn)行方式下,即選擇所有機(jī)組、變壓器、線路全部投入運(yùn)行的方式。而最小短路電流,則出現(xiàn)在最小運(yùn)行方式下。對于雙側(cè)電源的網(wǎng)絡(luò),一般(當(dāng)取Z=Z時)與對側(cè)電源的運(yùn)行變化無關(guān),可按單側(cè)電源的方法選擇。12對于環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)中的線路和。流過保護(hù)的最大短路電流應(yīng)選開環(huán)運(yùn)行方式,開環(huán)點(diǎn)應(yīng)選在所整定保護(hù)線路的相鄰下一級線路上。而對于最小短路電流,則應(yīng)選閉環(huán)運(yùn)行方式。同時,再合理地停用該保護(hù)背后的機(jī)組、變壓器及線路。(2)零序電流保護(hù)。對于單側(cè)電源的輻射網(wǎng)路,流過保護(hù)的最大零序電流與最小零序電流,其選擇方法可參照(1)中所述。只是要注意變壓器接地點(diǎn)的變化。對于雙側(cè)電源的網(wǎng)路及環(huán)狀網(wǎng)路,同樣也參照(1)中所述。其重點(diǎn)也是考慮變壓器接地點(diǎn)的變化。選取流過保護(hù)最大負(fù)荷電流的方法按負(fù)荷電流整定的保護(hù),需要考慮各種遠(yuǎn)行方式變化時出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流考慮到以下的運(yùn)行變化:(1)備用電源自投引起的負(fù)荷增加。(2)并聯(lián)運(yùn)行線路的減少,負(fù)荷轉(zhuǎn)移。(3)環(huán)狀網(wǎng)路的開環(huán)運(yùn)行,負(fù)荷轉(zhuǎn)移。(4)對于雙側(cè)電源的線路,當(dāng)一側(cè)電源突切除發(fā)電機(jī),引起另一側(cè)負(fù)荷增加。四、整定配合的基本原則電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)是按斷路器配置裝設(shè)的,因此繼電保護(hù)必須按斷路器分級進(jìn)行整定。繼電保護(hù)的分級是按保護(hù)的正方向來劃分的,要求按保護(hù)的正方向各相鄰的上、下級保護(hù)之間實(shí)現(xiàn)配合協(xié)調(diào),以達(dá)到選擇性的目的。這是繼電保護(hù)整定配合的總原則。在繼電保護(hù)整定計算時,應(yīng)按該保護(hù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行全過程中均能正確工作來設(shè)定整定計算機(jī)的條件。舉例來說,對于相電流過流保護(hù),其任務(wù)是切除短路故障,但它在電力系統(tǒng)運(yùn)行中將會遇到各種運(yùn)行狀態(tài)(包括短路、振蕩、負(fù)荷自起動、重合閘等),除了在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障時應(yīng)該動作外,在其他任何運(yùn)行狀態(tài)下它都不應(yīng)動作。因此,在進(jìn)行相電流過流保護(hù)整定計算時,就必須考慮并滿足可能遇到的各種運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)保護(hù)裝置已經(jīng)具有防止某種運(yùn)行狀態(tài)下誤動作的功能時,則整定計算就不再考慮該運(yùn)行狀態(tài)下的整定條件??傊?,歸納起來整定計算時應(yīng)考慮的運(yùn)行狀態(tài)有:(1)短路(三相短路、兩相短路、單相接地、兩相接地短路)及復(fù)故障。(2)斷線及非全相運(yùn)行。(3)振蕩。(4)負(fù)荷電動機(jī)自起動。(5)變壓器勵磁涌流。(6)發(fā)電機(jī)失磁、失步。(7)重合閘及手動合閘,備用電源(設(shè)備)自動投入和。(8)不對稱、不平衡負(fù)荷。(9)保護(hù)的正、反方向短路。繼電保護(hù)的整定計算方法按保護(hù)構(gòu)成原理分為兩種。第一種是以差動為基本原理的保護(hù),包括發(fā)電機(jī)、變壓器、母線等差動保護(hù),各種縱聯(lián)方式的線路保護(hù),如高頻保護(hù)。它們在原理上具備了區(qū)分內(nèi)、外部故障的能力,保護(hù)范圍固定不變,而且它們的整定值與相鄰保護(hù)沒有配合關(guān)系,具有獨(dú)立性,整定計算也比較簡單。第二種階段式保護(hù),它們的整定值要求與相鄰的上、下級保護(hù)之間有嚴(yán)格的配合關(guān)系,而它們的保護(hù)范圍又隨電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變而變化,所以階段式保護(hù)的整定計算是比較復(fù)雜的,整定結(jié)果的可選性也是比較多的。階段式保護(hù)的整定配合應(yīng)注意以下幾方面:(1)相鄰上、下級保護(hù)之間的配合有三個要點(diǎn):第一,在時間上應(yīng)有配合,即上一級保護(hù)的整定時間應(yīng)比與其相配合的下一級保護(hù)的整定時間大一個時間差A(yù)t;第二,在保護(hù)范圍上有配合,即對同一故障點(diǎn)而言,上一級保護(hù)的靈敏系數(shù)應(yīng)低于下一級保護(hù)的靈敏系數(shù);第三,上、下級保護(hù)的配合一般是按保護(hù)正方向進(jìn)行的,其方向性一般由保護(hù)的方向特性或方向元件來保證。對于電流保護(hù),為了提高其保護(hù)的可靠性,對其中的某一段保護(hù)如果它的整定值已能與反方向相應(yīng)保護(hù)段配合時,應(yīng)該取消方向元件對該段保護(hù)的控制。一般不按保護(hù)的反方向進(jìn)行配合并增大整定值的配合。(2)多段保護(hù)的整定應(yīng)按保護(hù)段分段進(jìn)行。第I段(一般指無時限保護(hù)段)保護(hù)通常按保護(hù)范圍不伸出被保護(hù)對象的全部范圍整定。其余的各段均應(yīng)按上、下級保護(hù)的對應(yīng)段進(jìn)行整定配合。所謂對應(yīng)段是指上一級保護(hù)的II段與下一級保護(hù)的I段相對應(yīng)。同理類推其他保護(hù)段。當(dāng)這樣整定的結(jié)果不能滿足靈敏度的要求時,可不按對應(yīng)保護(hù)段整定配合,即上一級保護(hù)的II段與下一級保護(hù)的II段配合,或與III段配合。同理,其余各段保護(hù)亦按此方法進(jìn)行,直至各段保護(hù)均整定完畢。應(yīng)當(dāng)提出,多段式保護(hù)的最后一段,還可以采用各級保護(hù)最后一段之間相配合的方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是提高了保護(hù)的遠(yuǎn)后備性能,缺點(diǎn)則是整定時間過長,甚至達(dá)到不可接受的程度。特別是在環(huán)網(wǎng)中還有循環(huán)配合無終止的弊病,以致無法取得整定結(jié)果。實(shí)際上,為了取得較好的整定方案,以上幾種整定配合方法總是交錯使用的,經(jīng)過分析比較后才能最后確定整定值。所以,這也是多段式保護(hù)整定比較復(fù)雜的原因之一。(3)一個保護(hù)與相鄰的幾個下一級保護(hù)整定配合或一種保護(hù)需按滿足幾個條件進(jìn)行整定時,均應(yīng)分別進(jìn)行整定取得幾個整定值,然后在幾個整定值中選取最嚴(yán)重的數(shù)值為選定的整定值。具體來說,對反映故障量增大而動作的保護(hù),應(yīng)選取其中的最大值,對反映故障量減小而動作的保護(hù),應(yīng)選取其中的最小值。保護(hù)的動作時間則總是選取各條件中最長的時間為整定值。(4)多段式保護(hù)的整定,應(yīng)以改善提高主保護(hù)性能為主,兼顧后備性。當(dāng)主保護(hù)段保護(hù)效果比較好時,可以盡量提高后備保護(hù)的作用。(5)整個電網(wǎng)中階段式保護(hù)的整定方法。首先,對電網(wǎng)中所有線路的第一段保護(hù)進(jìn)行整定計算;然后,再依次進(jìn)行所有線路的第二段保護(hù)整定計算工,直至全網(wǎng)各段保護(hù)全部整定完畢。(6)具有相同功能的保護(hù)之間進(jìn)行配合整定。例如相間保護(hù)與相間保護(hù)進(jìn)行配合,接地保護(hù)與接地保護(hù)進(jìn)行配合。在特殊情況下,若不同功能的保護(hù)同時反應(yīng)了一種故障,這種情況應(yīng)防止無選擇性的越級動作。舉例來說,在線路上發(fā)生了相間短路,相鄰上一級的零序電流保護(hù)某一段因不平衡電流過大而誤動作,此時可通過提高該段保護(hù)的整定值來加以防止。(7)判定電流保護(hù)是否使用元件的方法。主要有:1)在同一母線的兩側(cè),取具有相同整定時間的保護(hù)段,比較其動作電流。對于動作電流小者,應(yīng)使用方向元件;動作電流大者,不使用方向元件;若相比的兩個動作電流相等或相近(兩個動作電流相差不大于5%),則兩側(cè)的保護(hù)段均要使用方向元件。2)同一母線兩側(cè)的保護(hù),若沒有相同的整定時間段時,則改為與對側(cè)中比本側(cè)低一個時間級差(沒有低一個時間級差的可選取低兩個時間級差的,余之類推)的保護(hù)段相比,兩者中動作電流小者使用方向元件,動作電流大者可不用方向元件。第二節(jié)35KV及以下中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中線路保護(hù)的配置與整定計算35KV(包括66KV)及以下中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)線路的相間短路保護(hù)必須動作于斷路器跳閘,單相接地時,由于接地電流小,三相電壓仍能保持平衡,對用戶沒有很大影響。因此,單相接地保護(hù)一般動作于信號,但單相接地對人身和設(shè)備的安全產(chǎn)生危害時,就應(yīng)動作于斷路器跳閘。一、相間短路的電流、電壓保護(hù)根據(jù)有關(guān)規(guī)程,相間短路保護(hù)應(yīng)按下列原則配置:①保護(hù)的電流回路的電流互感器采用不完全星形接線,各線路保護(hù)用電流互感器均裝設(shè)在A、C兩相上,以保護(hù)在大多數(shù)兩點(diǎn)接地情況下只切除一個故障接地點(diǎn);②采用遠(yuǎn)后徊保護(hù)方式;③線路上發(fā)生短路時,如廠用電或重要用戶的母線電壓低于50%~60%的額定電壓時,應(yīng)快速切除故障,以保證非故障部分的電動機(jī)能繼續(xù)運(yùn)行。相間短路的電流電壓保護(hù)通常是三段式保護(hù)。第I段為無時限電流速斷保護(hù)或無時限電流閉鎖電壓速斷保護(hù);第II段為帶時限電流速斷保護(hù)或帶時限電流閉鎖電壓速斷保護(hù);第III段為過電流保護(hù)或低電壓閉鎖的過電流保護(hù)。但根據(jù)被保護(hù)線路在電網(wǎng)中的地位,在能滿足選擇性、靈敏性和速動性的前提下,也可只裝設(shè)I、III段,II、III或只裝設(shè)第III段保護(hù)。在進(jìn)行保護(hù)設(shè)計時,需要注意的是:(1)對于帶電抗器的單側(cè)電源線路,如其斷路器不能切斷電抗器前是短路,則不應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。此時,應(yīng)由母線保護(hù)或其他保護(hù)切除電抗器前的故障。(2)鑒于目前中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)線路多為饋線,雙側(cè)電源線路上多見于發(fā)電廠廠用電源線,線路長度較短,可裝設(shè)帶方向或不帶方向的電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)。如不能滿足選擇性、靈敏性或速動性要求時,可考慮采用短線路縱聯(lián)差動保護(hù)(整定見本節(jié)之三)整定計算一般包括動作值的整定,靈敏度校驗(yàn)和動作時限的整定三部分。(一)無時限電流速斷保護(hù)的整定計算動作電流的整定原則(1)按躲本線路末端故障整定。為了保證外部短路時,無時限電流速斷保護(hù)不動作,其動作電流應(yīng)躲過外部短路時的最大短路電流,即IIKI(2-1)式中I一本線路末端短路時最大短路電流;k.maxK—可靠系數(shù),取1.2~1.3(2)按與相鄰變壓器保護(hù)配合整定。當(dāng)相鄰元件為變壓器時,可以采取與變壓器保護(hù)配合的方式整定以擴(kuò)大保護(hù)范圍。其中:1)當(dāng)變壓器采用縱差保護(hù)時IIKI(2-2)式中I—變壓器低壓側(cè)母線短路路時,流過本線路的最大短路電流;k.maxK—可靠系數(shù),取1.3~1.4rel2)當(dāng)變壓器采用無時限電流速斷保護(hù)時IIKI(2-3)式中I—并列運(yùn)行變壓器的電:流速斷定值;K—可靠系數(shù),取1.1。須指出,當(dāng)變壓器高壓側(cè)短路時,線路會被無選擇性切除,擴(kuò)大了事故停電范圍,為此應(yīng)采用自動重合閘加以補(bǔ)救。靈敏度校驗(yàn)按本線路末端故障整定的電流速斷保護(hù),靈敏度通常用保護(hù)范圍來衡量。根據(jù)保護(hù)區(qū)末端兩相短路時短路電流與動作電流相等可以得出最小保護(hù)范圍為;s2Iiopl=丄(逅E-Z);s2Iiop(2-4a)z1I(2-4a)式中E—系統(tǒng)等效相電勢;sZ]—單位長度線路正序阻抗;Zs.max—系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時的等值阻抗。同理可得最大運(yùn)行方式下三相短路時的最大保護(hù)范圍為1Elmaxmax2-4b)=丄(邑-Z.)zIIs-minz1lmaxmax2-4b)式中Zs.mln—系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時的等值阻抗。要求最小保護(hù)范圍不小于本線路全長的15%;最大保護(hù)范圍不小于本線路全長的50%。對第(2)種情況,靈敏度按下式計算為senIIIop>senIIIop>1.22-5)式中I—系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下,在被保護(hù)線路末端兩相短路時,流過保護(hù)的最小短路電流。動作時限的整定無時限電流速斷保護(hù)動作時間僅為保護(hù)固有動作時間,整定時限為0s。(二)無時限電流閉鎖電壓速斷保護(hù)的整定計算當(dāng)無時限電流速斷保護(hù)的靈敏度不滿足要求時,可采用無時限電流閉鎖電壓速斷保護(hù),以提高保護(hù)的靈敏度。該保護(hù)的測量元件由電流繼電器和電壓繼電器共同組成。它們的觸點(diǎn)構(gòu)成“與”門邏輯關(guān)系,只有當(dāng)兩個繼電器都動作時,才能作用于斷路器跳閘。保護(hù)的整定原則與無時限電流速斷保護(hù)一樣,躲開被保護(hù)線路外部故障。由于它采用了兩個測量元件,因此在外部短路時,只要有一個測量元件不動作,保護(hù)就能保證選擇性。保護(hù)的整定方法是保證在經(jīng)常運(yùn)行方式時,有較大的保護(hù)范圍。因此,保護(hù)的動作電流為11=Jop(Zs+z!)(2-6)式中E—系統(tǒng)等效相電勢;sZ—系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下的等值阻抗;sz—線路單位長度的正序阻抗;l1—經(jīng)常運(yùn)行方式下保護(hù)范圍長度,一般取0.8倍線路全長。1I0p就是系統(tǒng)經(jīng)常運(yùn)行方式下,保護(hù)區(qū)末端三相短路時的短路電流。按保護(hù)范圍相等整定,此時低電壓元件也應(yīng)剛好動作,所以它動作電壓為IIII二暑I(lǐng)Izlopop2-7)在被保護(hù)線路外部短路時,保護(hù)不會誤動作。在較經(jīng)常運(yùn)行方式大的運(yùn)行方式下,保護(hù)的選擇性由低電壓元件來保證;反之,由電流元件保證。三)帶時限電流速斷保護(hù)的整定計算為了保證選擇性,帶時限電流速斷保護(hù)的整定值必須與相鄰元件的保護(hù)配合,通常是與相鄰元件的無時限電流速斷保護(hù)配合。它的整定計算與電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和相鄰元件的保護(hù)類型有關(guān)。動作電流的整定原則(1)相鄰線路裝有無時限電流速斷保護(hù)時IIIopop.IIIopop.n2-8)式中/爲(wèi)一相鄰線路無時限電流速斷保護(hù)的動作電流;可靠系數(shù),取1?1~1?2。(2)相鄰線路裝有無時限閉鎖電壓速斷保護(hù)時,保護(hù)動作電流的整
定必須與其電流元件和電壓元件的動作值都配合,并取大者為整定值。其中:1)與電流元件配合時,可按式(2-8)計算,但式中的Iop.n應(yīng)改用相鄰線路無時限電流閉鎖電壓速斷保護(hù)電流元件的動作電流。2)與電壓元件配合時IiiIii=KIoprelk.max2-9)式中Ik.max—相鄰線路電壓元件最小保護(hù)區(qū)末端短路時,流經(jīng)被保護(hù)線路的最大短路電流;Kre—可靠系數(shù),取1?1~1?2。靈敏度校驗(yàn)帶時限電流速斷保護(hù)的靈敏度按下式計算2-10)K=-k.min>1.3?2-10)senXiiop式中Ik.min—被保護(hù)線路末端短路時,流經(jīng)保護(hù)最小短路電流。靈敏度不滿足要求時,可與相鄰線路第II段保護(hù)配合,即2-11)Iii=K2-11)relopop.n式中IoIpI.n—相鄰線路帶時限電流速斷保護(hù)的動作電流Krel—可靠系數(shù),取1.1~1.2。動作時限的整定當(dāng)與相鄰線路電流I段保護(hù)配合時,動作時限為加二tn+vt(2-12)式中tn—相鄰線路I段保護(hù)動作時限,按0s計;Vt—時限級差,一般取0.5s。當(dāng)與相鄰線路電流II段保護(hù)配合時,動作時限為tiitii=tii+Vtn2-13)式中tni—相鄰線路ii段保護(hù)動作時限。(四)定時限過電流保護(hù)整定計算按躲過線路可能流過的最大負(fù)荷電流整定Iii
opIii
opKrelKssIloa.maxrelssloa.maxKres2-14)式中Loa.max—通過保護(hù)的最大負(fù)荷電流;Krei—可靠系數(shù),取1?15~1.25;Kres—返回系數(shù),取0.85;Kss—負(fù)荷自起動系數(shù),取2~5。靈敏度校驗(yàn)1)作近后備時
K—k.min>1.3~1.5sen児(2-15)式中Ik.min—被保護(hù)線路末端短路時,流過保護(hù)的最小短路電流。(2)作遠(yuǎn)后備時(2-16)流過保護(hù)的最小短路電流。K二-Ma>1.2(2-16)流過保護(hù)的最小短路電流。op式中Ik.min—相鄰元件末端短路時,動作時限的鑒定原則按階梯原則整定,即tii=t+Vtopmax式中'max—相鄰元件過電流保護(hù)的最大延時。(五)低電壓閉鎖過電流保護(hù)的整定計算當(dāng)采用過電流保護(hù)不能滿足靈敏度要求時,可采用低電壓閉鎖的過電流保護(hù)。其整定計算方法如下:電流元件動作電流的計算KrelIloaKrelIloa/ii=relloaopKres2-18)式中Ilo—過流保護(hù)的正常負(fù)荷電流;其他符號代表的意義與式(2-14)相同。電壓元件動作電壓的計算UiiopKUUiiopKUrelw.minKres沁0.7Un2-19)式中Uw.min—最小工作線電壓;U—額定線電壓;Krei—可靠系數(shù),取0.9;心一返回系數(shù),取1.15。電流元件的靈敏度校驗(yàn)按式(2-15)和式(2-16)進(jìn)行校驗(yàn)。電壓元件的靈敏度校驗(yàn)UIIIK=op—gU(2-20)sur.max式中Uw.max—被保護(hù)線路末端短路時,保護(hù)安裝處的最大剩余電壓。動作時間的整定動作時間的整定按階梯原則進(jìn)行。上面所計算的各種保護(hù)的動作電流和動作電壓的一次數(shù)值,如果要求計算二次側(cè)動作值,可按下述兩式進(jìn)行:
KI二次動作電流為KII=—c-°p/、k.opnTA(2-21)式中7Op—動作電流一次值;K—電流互感器的接線系數(shù),采用星形接線時,取1;采用三角形接線時,取石;n—電流互感器變比。TA二次動作電壓為UU^=opk.opnTV(2-22)式中Uop—動作電壓的一次值;n—電壓互感器變比。TV此外,對于經(jīng)常出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路或電纜與架空線的混合線路應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。其動作電流按下式計算I=Kre]nk-op~Kn(2-23)resTA式中Kre—可靠系數(shù),取1.05;Ke,—返回系數(shù),取0.85;In—電纜線路的額定電流。過負(fù)荷保護(hù)一般以長延時動作于信號。鑒于中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中環(huán)形網(wǎng)絡(luò)、并列運(yùn)行平行線路的情況較少出現(xiàn),本書不再介紹相關(guān)保護(hù)的配置與整定。二、單相接地零序電流保護(hù)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時,由于接地電流小,一般只在發(fā)電廠和變電所的母線上裝設(shè)單相接地監(jiān)視裝置。監(jiān)視裝置反應(yīng)零序電壓,動作于信號。對有條件安裝零序電流互感器的線路,如電纜線路或經(jīng)電纜引出的架空線路,當(dāng)單相接地電流能滿足保護(hù)的選擇性和靈敏性要求時,應(yīng)裝設(shè)動作于信號的零序電流保護(hù)或零序功率方向保護(hù);如不能安裝零序電流互感器(如架空線),而單相接地保護(hù)能夠躲過電流回路中不平衡電流的影響,例如單相接地電流較大,或保護(hù)反應(yīng)接地電流的暫態(tài)值等,也可將保護(hù)裝置接于三相電流互感器構(gòu)成的零序回路中。對于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng),根據(jù)其短路時零序電流特點(diǎn),無法利用零序電流保護(hù)或零序功率方向保護(hù)判別出故障線路,因此這種情況下接地保護(hù)可考慮采用絕緣監(jiān)視或利用單相接地時產(chǎn)生的高次諧波(以五次諧波為主)及過渡過程等特點(diǎn)構(gòu)成的保護(hù)方式等。三、短線路縱聯(lián)差動保護(hù)3~4km及以下的短線路(包括110kv及以上電壓等級),無論是采用電流、電壓保護(hù)還是采用距離保護(hù),常常都不能滿足選擇性、靈敏性和速動性
的要求。在這種線路上經(jīng)常需要采用縱聯(lián)差動保護(hù)(導(dǎo)引線縱聯(lián)差動)以適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行的需要。此外,發(fā)電廠廠用電源線(包括帶電抗器的電源線),一般距離較短,也宜裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。該保護(hù)的整定計算如下:動作電流的計算縱差動保護(hù)的動作電流(二次值),按下述兩條件整定,并取其中較大者作為整定值。2-24)(1)2-24):=KlIbk.oprelunb.max式中Kt—可靠系數(shù),取1.2~1.3;Iunb.max—外部短路時流經(jīng)保護(hù)的最大不平衡電流。其中:①保護(hù)沒有裝速飽和電流變換器時,Ln.max=KTAKaperKstIk.max'"tA②保護(hù)裝有速飽和電流變換器時,'unb.max=KTAKst^k.max/"TA,其中KTA為電流互感器的誤差,取0.1;Kst為電流互感器的同型系數(shù),取0.5;Kape為考慮非周期分量影響的系數(shù),取2~3;'km為最大外部短路電流值;"tA為電流互感器變比。(2)按躲被保護(hù)線路最大負(fù)荷電流整定。當(dāng)縱差動保護(hù)的二次回路斷線時,保護(hù)將流過負(fù)荷電流的二次值。因此保護(hù)還須考慮按躲最大負(fù)荷電流整定,即'k.op-Kre/1oa.max,"tA(2-25)式中Iloa.max—被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流值;—可靠系數(shù),取1?2~1.3。2.閉鎖(起動)元件的整定不同縱聯(lián)差動保護(hù)裝置所用的閉鎖(起動)元件不同,如負(fù)序電壓元件、低電壓元件、相電流元件、零序電流元件等。(1)負(fù)序電壓閉鎖(起動)元件的整定。按保證線路末端發(fā)生不對稱故障有靈敏度整定,動作電壓(二次值)為Uk.stk.Uk.stk.stUk.mink.minnKTVsen2-26)式中Uk.min—被保護(hù)線路末端不對稱短路故障時的最小負(fù)序電壓;匚一靈敏系數(shù),不低于2;nTV—電壓互感器變比。(2)低電壓閉鎖(起動)元件的整定。按最低運(yùn)行電壓整定,參見式(2-19)和式(2-22),并驗(yàn)算被保護(hù)線路末端三相短路時的靈敏系數(shù)為sen2-27)k.sen2-27)nUTVK.St式中Uk.min—被保護(hù)線路末端三相短路故障時保護(hù)安裝處母線最小線電壓;UKst—低電壓閉鎖(起動)元件的整定值。3)相電流閉鎖(起動)元件的整定。按大于被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流整定,見式(2-14),并驗(yàn)算線路末端兩相短路時的靈敏系數(shù)為senk.minsenk.minnITAk.st2-28)式中Ik.min—被保護(hù)線路末端兩相短路故障時的最小電流;Ik.st—相電流閉鎖(起動)元件的整定值(二次值);k.stnTA—電流互感器變比。4)零序電流閉鎖(起動)元件的整定。按在線路末端發(fā)生單相及兩相接地故障時有靈敏度整定,動作電流(二次值)為k.mink.stnKTAk.stnKTAsen2-29)式中L.min—被保護(hù)線路末端兩相接地短路及單相接地故障時的最小零序電流;K—靈敏系數(shù),不小于2。sen3.靈敏度校驗(yàn)縱差動保護(hù)的靈敏度按下式進(jìn)行校驗(yàn),即senk.minIsenk.minITAk.op>22-30)式中Ik.min—被保護(hù)線路內(nèi)部短路時,流經(jīng)保護(hù)的最小短路電流二次值。第三節(jié)110~220KV中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)線路保護(hù)的配置與整定計算在110~220KV中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng),線路的相間短路及單相接地短路保護(hù)均應(yīng)動作于斷路器跳閘。在下列情況下,應(yīng)裝設(shè)一套全線速動保護(hù):①根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求有必要時;②線路發(fā)生三相短路,如使發(fā)電廠廠用母線電壓低于允許值(一般為70%額定電壓),且其他保護(hù)不能無時限和有選擇地切除短路時;③如電力網(wǎng)的某些主要線路采用全線速動保護(hù)后,不僅改善本線路保護(hù)性能,而且能夠改善整個電網(wǎng)保護(hù)的性能時。對220KV線路,符合下列條件之一時,可裝設(shè)二套全線速動保護(hù):①根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求;②復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中,后備保護(hù)整定配合有困難時。對于需要裝設(shè)全線速動保護(hù)的電纜短線及架空短線路,可采用導(dǎo)引線保護(hù)或光纖通道的縱聯(lián)保護(hù)作為主保護(hù),另裝設(shè)多段式電流電壓保護(hù)或距離保護(hù)作為后備保護(hù)。110KV線路的后備保護(hù)宜采用遠(yuǎn)后備方式。220KV線路宜采用近后備方式但某些線路,如能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)后備,則宜采用遠(yuǎn)后備,或同時采用遠(yuǎn)、近結(jié)合的后備方式。110~220KV線路保護(hù)可按下列原則配置:反應(yīng)接地短路的保護(hù)配置:對220KV線路,當(dāng)接地電阻不大于100Q時,保護(hù)應(yīng)能可靠地、有選擇地切除故障。如已滿足裝設(shè)一套或二套全線速動保護(hù)的條件,則除裝設(shè)全線速動保護(hù)外,還應(yīng)裝設(shè)接地后備保護(hù),宜裝設(shè)階段式或反時限零序電流保護(hù);也可采用接地距離保護(hù),并輔之以階段式或反時限零序電流保護(hù)。對110KV線路,如不需要裝設(shè)全線速動,則宜裝設(shè)階段式或反時限零序電流保護(hù)作為接地短路的主保護(hù)及后備保護(hù);也可采用接地距離保護(hù)作為主保護(hù)及后備保護(hù),并輔之以階段式或反時限零序電流保護(hù)。對于平行線路的接地短路宜裝設(shè)零序電流橫聯(lián)差動保護(hù)作為主保護(hù);裝設(shè)接于每一回線路的帶方向或不帶方向的多段式零序電流保護(hù)作為后備保護(hù),當(dāng)作遠(yuǎn)后備保護(hù)時,可接兩線路零序電流之和,以提高靈敏度。反應(yīng)相間短路的保護(hù)配置對于110~220KV線路,特別是220KV線路,首先要考慮是否裝設(shè)全線速動保護(hù)。如裝設(shè)全線速動保護(hù),則除此之外,還要裝設(shè)相間短路后備保護(hù)(如相間距離保護(hù))和輔助保護(hù)(如電流速斷保護(hù))。對單側(cè)電源單回線路,如不裝設(shè)全線速動保護(hù),可裝設(shè)三相多段式電流電壓保護(hù)作為本線路的主保護(hù)及后備保護(hù),如不能滿足靈敏性及速動性的要求時,則應(yīng)裝設(shè)相間距離保護(hù)作為本線路的主保護(hù)及后備保護(hù)。對雙側(cè)電源單回線路,如不裝設(shè)全線速動保護(hù),應(yīng)裝設(shè)相間距離保護(hù)作為本線路的主保護(hù)及后備保護(hù)。正常運(yùn)行方式下,保護(hù)安裝處短路,電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)在1.2以上時,可裝設(shè)電流速斷保護(hù)作為輔助保護(hù)。對于平行線路的相間短路,一般可裝設(shè)橫聯(lián)差動保護(hù)或電流平衡保護(hù)作主保護(hù)。當(dāng)靈敏度和速動性不能滿足要求時,應(yīng)在每一回線路上裝設(shè)縱聯(lián)保護(hù)作主保護(hù)。裝設(shè)帶方向或不帶方向元件的多段式電流保護(hù)作后備保護(hù),并作為單回線運(yùn)行時的主保護(hù)和后備保護(hù)。當(dāng)采用近后備方式時,后備保護(hù)分別接于每一回線路上;當(dāng)采用遠(yuǎn)后備方式時,則應(yīng)接入雙回線路的和電流。本節(jié)介紹線路縱聯(lián)保護(hù)、相間距離保護(hù)、接地距離保護(hù)和零序電流保護(hù)的整定計算方法。一、線路縱聯(lián)保護(hù)當(dāng)線路故障時,靠保護(hù)單側(cè)的電氣量變化,作為保護(hù)裝置的動作判據(jù),難以達(dá)到全線瞬時切除故障的要求。為實(shí)現(xiàn)全線短路故障時均能快速切除,必須將線路兩側(cè)電氣量作為保護(hù)的測量信息,通過信息交換,對區(qū)內(nèi)、外故障位置進(jìn)行判斷,從而實(shí)現(xiàn)全線速動保護(hù)。(1)基本原理通常有如下三種:1)電流差動原理。規(guī)定電流的方向由母線流向線路為正,外部故障時線路兩側(cè)電流相量和為零,內(nèi)部故障時線路兩側(cè)電流之相量和為故障點(diǎn)的短路電流,保護(hù)根據(jù)這一特征而動作。2)電流相差原理。規(guī)定電流的方向由母線流向線路為正,外部故障時線
路兩側(cè)電流相位差為180°,而當(dāng)內(nèi)部發(fā)生短路時,如不計其他影響因素時,有兩側(cè)電流相位差為0°。因此,當(dāng)兩側(cè)電流相位相同時,說明線路內(nèi)部發(fā)生短路。3)方向比較原理。外部短路時,線路兩側(cè)方向元件的測量結(jié)果一為正方向,一為反方向。內(nèi)部短路時,線路兩側(cè)方向元件的測量結(jié)果一致。從而比較線路兩側(cè)方向元件測量結(jié)果,可正確區(qū)分區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障。(2)信息交換通道的工作方式有:1)利用工頻通道,即利用專設(shè)的電纜線(稱導(dǎo)引線)傳送故障信息。2)利用光纖通道將一側(cè)測量信息傳送到另一側(cè)。3)利用高頻通道傳送測量信息,高頻通道有微波通道和電力線載波通道一般稱利用導(dǎo)引線組成的線路縱聯(lián)保護(hù)為縱聯(lián)差動保護(hù);稱利用高頻通道組成的線路縱聯(lián)保護(hù)為高頻保護(hù);稱利用光纖通道組成的線路縱聯(lián)保護(hù)為光纖差動保護(hù)。隨著超高壓、大電網(wǎng)的發(fā)展,線路縱聯(lián)保護(hù)在電網(wǎng)中占有重要地位,由于系統(tǒng)穩(wěn)定要求及繼電保護(hù)配合需要,縱聯(lián)保護(hù)往往用來作為線路主保護(hù)??v聯(lián)差動保護(hù)、光纖差動保護(hù)適用于聯(lián)絡(luò)線及短線路;高頻保護(hù)適用于長線路。其中,縱聯(lián)差動保護(hù)的整定計算方法見第二節(jié)。(一)高頻保護(hù)的整定計算方向高頻保護(hù)的整定計算方向高頻保護(hù)主要起動元件及方向元件組成,有的將起動元件和方向元件接全電壓和全電流,也有的接相序電壓和相序電流,還有將起動元件與方向元件兩功能綜合在一起,選用阻抗繼電器來完成。(1)高定值起動元件整定。反映各種短路故障的高定值起動元件,按被保護(hù)線路末端發(fā)生故障有靈敏度整定,靈敏系數(shù)大于2。如采用負(fù)序電流起動元件,則起動電流值為I—k.mink八KXI)式中Ik.min—被保護(hù)線路末端不對稱短路故障時的最小負(fù)序電流;Ksen—靈敏系數(shù),不低于2;nTa—電流互感器變比。如采用零序電流起動元件,整定公式參見式(2-29)。如采用負(fù)序電壓起動元件,整定公司參見式(2-26)。(2-32)(2)低定值起動元件的整定。低定值起動元件按躲過最大負(fù)荷電流下的不平衡電流整定為(2-32)maxI—KI
k.strelunb.max式中Krel—可靠系數(shù),取1.2~1.3;lunb.max—不平衡電流,如未給定,可取g.max-0.02^loa.maJ%其中Iloa.max為最大負(fù)荷電流。并保護(hù)在被保護(hù)線路末端故障時有足夠的靈敏度,靈敏系數(shù)大于4.參見式
(2-30)。(3)方向元件的整定。按被保護(hù)線路末端發(fā)生金屬性故障時應(yīng)有足夠的靈敏度,靈敏系數(shù)大于3。若采用方向阻抗元件作為方向判別元件,靈敏系數(shù)大于對于負(fù)序和零序功率方向元件,當(dāng)線路較短時,也可不作校驗(yàn)。惟有長線路的大電源側(cè),當(dāng)線路末端發(fā)生故障時,保護(hù)所在母線的負(fù)序或零序電壓很低,這時需校驗(yàn)功率方向繼電器的靈敏度,即Ksen及KsenU3Ksen及Ksen0.min0.min(2-33)P(2-33)0.min式中U2.min式中U2.minI2.min—線路末端發(fā)生不對稱短路時,保護(hù)安裝處的最低負(fù)序電壓、電流;U0.min、3I0.min—線路末端發(fā)生接地短路時,保護(hù)安裝處的最小零序電壓、3倍零序電流;P2.min、P0.min—負(fù)序或零序功率方向繼電器的動作功率,見產(chǎn)品說明書,應(yīng)折算到一次側(cè)代入。對于高頻閉鎖距離,高頻閉鎖方向保護(hù),要求:①起動發(fā)信元件按本線路末端故障有足夠靈敏度整定,并與本側(cè)停信元件相配合;②停信元件按被保護(hù)線路末端發(fā)生金屬性故障有靈敏度整定,靈敏系數(shù)大于1.5~2。其整定公式可參考式(2-26)、式(2-29)、式(2-31)和式(2-32)等。高頻相差保護(hù)整定計算(1)反映不對稱故障的起動元件的整定。國產(chǎn)高頻相差保護(hù)的起動元件分為高定值(不靈敏)起動元件和低定值(靈敏)起動元件,當(dāng)高定值起動元件中采用負(fù)序電流I2時,其整定值按下兩條件考慮,并選用其中較大者。1)躲開最大負(fù)荷狀態(tài)下的不平衡電流,見式(2-32),Kei取2.5。2)躲開線路一側(cè)充電,由于斷路器三相不同時合閘出現(xiàn)的負(fù)序電容電流穩(wěn)態(tài)值為I—rel2,chk.stnTA(2—34)式中Krel—可靠系數(shù),取2。12.ch—線路充電時,負(fù)序電容電流穩(wěn)態(tài)值,如設(shè)計時未給定,可參閱參考文獻(xiàn)[12];nTA—電流互感器變比。高、低定值元件的配合比取1.6~2。高定值元件的靈敏度為式中12.min—被保護(hù)線路末端不對稱短路時流過保護(hù)安裝處的最小負(fù)序電流。Ksen2.min->Ksen2.min->2Ink.stTA(2-35)當(dāng)起動元件只采用負(fù)序電流12不能保證靈敏度要求時,可以采用12+KI0元件作為起動元件,這時高定值元件的動作值可粗略地按躲過線路充電時可能
出現(xiàn)的負(fù)序和三倍零序電容電流之和整定為I二U1綱+3I0ch)k.stnTA(2—36)式中Kt—可靠系數(shù),取1.7~2;I.0ch—線路充電時流過保護(hù)的零序電容電流穩(wěn)態(tài)值,如設(shè)計時未給定,可參閱參考文獻(xiàn)[12];其余各參數(shù)定義見式(2—34)。(2)反映對稱故障的起動元件的整定。如采用相電流元件作為三相短路的起動元件,低定值的相電流元件應(yīng)按躲過線路最大負(fù)荷電流整定KIk.st(2—37)re廠k.st(2—37)nTA式中K式中Krel—可靠系數(shù),不低于1.5;Iloa.max—線路上最大負(fù)荷電流。高定值元件相電流起動元件按低定值起動元件的1.6~2倍整定,同時高定值相電流元件的靈敏度為K二k.min>2/、senIk.Pt~(2-38)式中Ik.min—被保護(hù)線路末端三相短路時,流入保護(hù)的最小短路電流。如用阻抗元件作為起動元件,阻抗元件的動作阻抗應(yīng)按躲最小負(fù)荷阻抗整定,即Zk.st二KAa.min(2一39)式中Krei—可靠系數(shù),不大于0.7;Zloa.min—最小負(fù)荷阻抗,應(yīng)折算到二次側(cè)代入。阻抗元件靈敏度要保證被保護(hù)線路末端發(fā)生三相短路故障時靈敏系數(shù)大于1.5即ZKsen(2-40)k.st>15右Ksen(2-40)1式中Z1—被保護(hù)線路阻抗,應(yīng)折算到二次側(cè)代入。(3)12+KI0操作濾過器K值的選擇、閉鎖角的選擇12+KI0操作濾過器K值,般選K=6,線路兩側(cè)的相差動保護(hù)應(yīng)取相同的K值,K值與兩側(cè)電流互感器變比是否相同無關(guān)。閉鎖角一般可整定為60°~80°。必須指出,為保證線路兩側(cè)相差動保護(hù)起動元件靈敏度的配合,兩側(cè)應(yīng)采用原理相同的起動元件和選取相同的一次動作電流。(二)光纖差動保護(hù)的整定計算光纖差動保護(hù)與縱聯(lián)差動保護(hù)及高頻保護(hù)的不同點(diǎn)在于利用光纖通道傳遞信息,光纖通信技術(shù)的發(fā)展使得光纖差動保護(hù)優(yōu)于高頻保護(hù),但光纖設(shè)備的造價較高,目前多用于220KV電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線,220KV饋供短線路。一些新型的保護(hù)形式如利用光纖通道模式的分相電流差動保護(hù)正在被推廣應(yīng)用。光纖差動保護(hù)具體整定方式或參照高頻閉鎖方向及高頻閉鎖相差,或參照保護(hù)裝置說明書及對于新型裝置整定計算的相關(guān)規(guī)程。二、距離保護(hù)(一)概述距離保護(hù)是以反映從故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間阻抗(距離)的阻抗繼電器為主要元件(測量元件),動作時間具有階梯特性的保護(hù)裝置。距離保護(hù)一般裝設(shè)三段,必要時也可采用四段。其中第I段可以保護(hù)全線路的80%~85%,其動作時間為保護(hù)裝置的固有動作時間的動作時間,第II段按階梯特性與相鄰保護(hù)相配合,動作時間一般為0.5~1S通常能夠靈敏而較快速地切除全線路范圍內(nèi)的故障。由1、11構(gòu)成線路的主要保護(hù)。第III(W)段,其動作時間般在2S以上,作為后備保護(hù)段。距離保護(hù)包括起動元件、阻抗測量元件、振蕩閉鎖元件、斷線閉鎖元件、瞬時測定元件、時間元件及邏輯元件等一些組成元件(或功能模塊),距離保護(hù)的核心元件是阻抗測量元件,不同特性的阻抗測量元件其整定配合方法不完全相同,因此對距離保護(hù)進(jìn)行整定計算之前應(yīng)參閱采用保護(hù)裝置說明書,了解其主要性能及其參數(shù)范圍。要注意如下兩點(diǎn):(1)了解所選用保護(hù)的下述特點(diǎn):1)保護(hù)段數(shù),各保護(hù)段的參數(shù)及定值整定范圍。2)保護(hù)裝置的起動方式(如低阻抗、電流、電壓、負(fù)序電流、零序電流、負(fù)序電流增量、零序電流增量等),各起動方式下起動值的整定范圍。3)采用阻抗測量元件的特性及參數(shù):如全阻抗、方向阻抗,有否偏移特性、多相補(bǔ)償阻抗特性等;阻抗整定值的參數(shù)及范圍,阻抗角整定范圍,阻抗元件的接線方式,精確工作電流的允許值等。4)振蕩閉鎖元件的構(gòu)成情況:起動方式、定值范圍所閉鎖保護(hù)段數(shù)等。5)斷線閉鎖構(gòu)成方式,整定參數(shù)及定值范圍。6)重合閘后加速方式及加速哪幾段。7)是否設(shè)有瞬時測定功能,了解其使用方式。8)保護(hù)裝置上的有關(guān)連接端子及其要求。9)其他注意事項(xiàng),如電流互感器、電壓互感器的使用變比、裝設(shè)位置等。(2)給出必須整定值項(xiàng)目及提出注意事項(xiàng)。距離保護(hù)定值的整定計算工作,主要包括:1)各保護(hù)段的整定阻抗、保護(hù)動作時間、最大靈敏角、精確工作電流的要求值以及各保護(hù)段的靈敏度。2)振蕩閉鎖元件的整定值(起動值)、整組復(fù)歸時間及復(fù)歸方式和要求所閉鎖的保護(hù)段。3)斷線閉鎖元件的整定值及有關(guān)要求。4)重合閘后加速方式及加速的保護(hù)段。5)指明是否用瞬時測定功能。
6)有關(guān)連接端子或跨線的連接方式。7)其他必要的說明事項(xiàng)。如對系統(tǒng)的運(yùn)行方式有哪些要求及限制;運(yùn)行中應(yīng)注意的事項(xiàng)等。(二)相間距離保護(hù)的整定計算相間距離I段的整定計算:動作阻抗按下述情況計算:(1)按躲本線路末端故障整定為2二KrelZLD式中—可靠系數(shù),一般取0.8~0.85;Z1—本線路的正序阻抗。(2)對單回線路末端有變壓器的情況,按保護(hù)范圍不伸出變壓器整定,即化t=Krel(ZL+孕(2-42)式中—可靠系數(shù),一般取0.7;Z]—本線路的正序阻抗;ZT—變壓器的等值正序阻抗。相間距離II段的整定計算動作阻抗按如下條件計算,一般選其中最小者為整定值。(2-43)(1)與相鄰線路距離保護(hù)第I段的動作阻抗相配合,即(2-43)Zii=KZK'K.ZIsetre^L+relb-minset.n式中Kt—可靠系數(shù),一般取O.8~0.85;Z]一本線路的正序阻抗;K'rel—可靠系數(shù),一般取0.8;Kbmin—最小分支系數(shù),為相鄰線路距離保護(hù)第I段保護(hù)范圍末端短路時,流過相鄰線路的短路電流與流過被保護(hù)線路的短路電流實(shí)際可能的最小比值。當(dāng)有多條相鄰線路時,按式(2-43)進(jìn)行配合時,應(yīng)取其中的最小者為整定值;ZIetn—相鄰線路距離保護(hù)的第I段動作阻抗。(2)對單回線路末端有變壓器的情況,按躲變壓器低壓側(cè)故障整定二KrelZL+K'relKb.minZT(2-44)式中Krel—可靠系數(shù),一般取O.8~0.85;K'炮一可靠系數(shù),一般取0?7;Kb.mm—變壓器低壓側(cè)母線故障時,實(shí)際可能的最小分支系數(shù);ZT—變壓器的等值正序阻抗。(3)按滿足本線路末端發(fā)生故障有靈敏度整定二KsenZL(2-45)式中化“一靈敏系數(shù),一般取1?3~1.5。
在整定計算中還有下列情況:(1)如果按上述條件計算后,選取的整定阻抗ZsIeIt不能滿足靈敏度系數(shù)要求時,在允許增加動作時限的條件下,可考慮與相鄰線路距離保護(hù)第II段配合ZlIt二KN+K'reKminZ;(2-46)setset.n式中先一相鄰線路距離保護(hù)第II段的動作阻抗;Kb.min—相鄰線路末端母線短路時,實(shí)際可能的最小分支系數(shù);其余系數(shù)取值同式(2-43)。(2)當(dāng)相鄰線路沒有裝設(shè)距離保護(hù),而裝設(shè)電流保護(hù)或電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)時,應(yīng)先求出電流電壓保護(hù)的最小保護(hù)范圍,再與之配合。此類情況目前已不多見,畢業(yè)設(shè)計時可不再考慮。第III段保護(hù)的靈敏系數(shù)為KsenZKsenZii(2-47)第ii段保護(hù)的動作時限,當(dāng)與相鄰線路保護(hù)第I段配合時,巳弐V;當(dāng)與相鄰線路保護(hù)第II段配合時,巴=%.max+^。其中化nmax為相鄰線路保護(hù)第I段的最大動作時限。相間距離III段的整定計算動作阻抗按如下條件計算,一般選其中最小者為整定值。(1)與相鄰線路距離保護(hù)第II段配合為(2-48)Ziii二KZK'KZ〃setrelL+relb.minset.n式中Krel—可靠系數(shù),一般取0.8~0.85;(2-48)K'rei—可靠系數(shù),一般取值不大于0.8;Kb.min—最小分支系數(shù);先"—相鄰線路距離保護(hù)第I段整定值。(2)與相鄰線路距離保護(hù)第III段配合為(2-49)Ziii二KZK'KZiiisetrelL+relb.minset.n式中先n—相鄰線路距離保護(hù)第I段整定值;系數(shù)取值同式(2-48)(2-49)(3)與相鄰變壓器過電流保護(hù)配合為(2-50)Ziii=K(K.^.min-Z)
set沁bmm^CB(2-50)式中EBmin—距離保護(hù)安裝處背側(cè)最低等值相間電勢;Kre—可靠系數(shù),一般取0.8~0.85;Iop.n—相鄰變壓器過電流保護(hù)定值;ZB—背側(cè)等值阻抗。(2-51)Ziii二KZ,setrell式中Krel—可靠系數(shù),一般取0.7;(2-51)Zloa.min—系統(tǒng)最不利頻率下事故過負(fù)荷時最小負(fù)荷阻抗。第III段保護(hù)的動作時限,應(yīng)比被配合保護(hù)的動作時限大一個時間級差Vt;Vtu0.5s。接地距離保護(hù)的整定計算1.接地距離I段的整定計算按可靠躲過本線路末端接地故障整定,同式(2-41)。接地距離II段的整定計算動作阻抗按如下條件計算,一般選其中最小者為整定值。(1)與相鄰線路接地距離I段配合為=KreA+K'reAb.ming(2-52)式中九、K'rei—可靠系數(shù),一般取0.7~0.8,取值可不相同;ZL一本線路正序阻抗;ZSet.n—相鄰線路距離保護(hù)的第I段動作阻抗;Kbmin—最小分支系數(shù),取正序分支系數(shù)與零序分支系數(shù)中的最小值。(2)對單回線路末端有變壓器的情況:按躲變壓器小電流接地系統(tǒng)側(cè)母線三相短路整定同式(2-44),式中KrelK'rei一般取0.7~0.8。按躲變壓器其他側(cè)(大接地電流系統(tǒng))母線接地故障整定又分為Zii=K3U+U=KE+2U2+U0setrel11+12+10+K310rel211+(1+3K)10(2-53a)按兩相接地故障整定為ZIIsetKQ2Ui+ou2+ZIIset(2-53b)relQ211+QI2+10+K310(2-53b)以上兩式中Krel—可靠系數(shù),一般取0.7~0.8;—j120—1+巨Q2二e-j12
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