繼電保護整定計算基礎(chǔ)知識講義稿課件

1、繼電保護整定計算 基礎(chǔ)知識 主講人:XXX 20XX年XX月繼電保護裝置基本要求速動性故障發(fā)生時能快速切除故障，防止事故蔓延擴大可靠性保護范圍內(nèi)發(fā)生故障，能準(zhǔn)確動作；保護范圍外發(fā)生故障，能可靠不誤動選擇性有選擇地切除故障，使故障或事故影響范圍盡量減小靈敏性保證可靠動作的能力這些功能和要求都是保護裝置通過不同的定值整定來實現(xiàn)的，對保證系統(tǒng)運行安全和保護設(shè)備不受傷害起到很大的作用,所以說繼電保護整定計算很重要、責(zé)任也很大。繼電保護整定計算工作的基本內(nèi)容詳細(xì)了解一次系統(tǒng)的主接線及設(shè)備參數(shù)詳細(xì)了解每臺設(shè)備的保護配置及裝置的工作原理與有關(guān)部門(一般是網(wǎng)調(diào))共同確定運行方式,繪制系統(tǒng)阻抗圖,計算最大、最小

2、運行方式下的短路電流,為整定保護、校驗靈敏度提供依據(jù)編制繼電保護裝置整定計算原則根據(jù)整定計算原則具體進行每套保護裝置的定值計算填寫保護定值通知單及定值臺帳將整定計算原則、短路電流計算過程、定值計算過程的全部原始底稿整理成冊，妥善保存繼電保護整定計算包括兩大部分短路電流計算：計算系統(tǒng)在最大、最小運行方式下的短路電流另外還有，廠用負(fù)荷自起動電流電壓計算，其中啟動電流可以實測繼電保護裝置定值整定1、發(fā)電機保護2、變壓器保護3、發(fā)變組保護4、線路保護短路電流計算基礎(chǔ)知識一、基本假設(shè)：短路電流精確計算是復(fù)雜的，也是不可能的，為了方便計算作為工程應(yīng)用一般都作以下假設(shè)1、在短路過程中認(rèn)為發(fā)電機的電勢相位一致

3、，頻率不變2、假定各元件中的磁路不飽和，參數(shù)恒定不變。計算時可以用疊加原理3、變壓器的勵磁電流忽略不計短路電流計算基礎(chǔ)知識一、基本假設(shè)4、系統(tǒng)各元件電阻及分布電容忽略不計（只有在元件的電阻值大于電抗值的1/3以上時，該元件才用阻抗值表示）5、三相系統(tǒng)始終是對稱的，可用單相等值電路進行計算6、正常負(fù)荷電流一般忽略不計7、短路是金屬性的，一般不考慮過度電阻短路電流計算基礎(chǔ)知識二、標(biāo)幺制標(biāo)幺制可以使復(fù)雜的關(guān)系和過程簡單化，使計算工作變得簡單容易標(biāo)幺值=可以看出，標(biāo)幺值是相對值，是為了計算時消除電壓等級障礙而采用的一種簡化方法，計算結(jié)果必須還原成有名值后才能應(yīng)用短路電流計算基礎(chǔ)知識三、主要電氣元件的標(biāo)

4、幺計算( )1、發(fā)電機2、變壓器3、電抗器4、電纜短路電流計算基礎(chǔ)知識四、繪制等值電抗圖及化簡根據(jù)基本假設(shè)可以畫出簡化的電氣一次圖，對應(yīng)為用電抗表示的等值電抗圖，電氣元件經(jīng)過標(biāo)幺計算后標(biāo)在對應(yīng)的電抗旁邊。對稱電路、若干等值電源可以歸并短路電流計算基礎(chǔ)知識五、三相短路電流計算1、無限大電源供電無限大電源定義：是指當(dāng)電力系統(tǒng)的電源的距短路點的電氣距離較遠時，由短路引起的電源送出的那部分容量遠小于本身的容量，稱該電源為無限大電源。實際電力系統(tǒng)，供電電源的內(nèi)電抗不超過短路回路總電抗的10%時，可認(rèn)為該電源為無限大電源短路電流計算基礎(chǔ)知識五、三相短路電流計算無限大電源的特點：1）、短路過程中電源頻率是不

5、變的2）、短路過程中電源的端電壓是不變的3）、短路過程中，短路電流的周期分量保持不變，即短路電流不衰減短路電流計算基礎(chǔ)知識五、三相短路電流計算2、發(fā)電機供電支路的短路計算在發(fā)電機供電支路發(fā)生短路時，發(fā)電機的電勢是隨時間t變化的，因此從起始次暫態(tài)短路電流到穩(wěn)態(tài)短路電流也是隨時間變化的。為了便于計算，我國目前采用運算曲線。求出計算電抗在運算曲線上查短路電流標(biāo)幺值，乘以相應(yīng)發(fā)電機的額定電流即可得到該分支短路電流周期分量的有名值短路電流計算基礎(chǔ)知識六、不對稱短路電流計算在系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，正常運行的對稱三相系統(tǒng)受到破壞，電氣元件的零序、負(fù)序保護就是利用這種情況下的故障量構(gòu)成的保護，這時就需要采用對

6、稱分量法進行計算對稱分量法：將短路后三相不對稱的電流、電壓分解成三組對稱的序電流、序電壓，然后利用計算對稱短路的方法，分別求出各序分量的電流電壓值，最后再合成各相的全電流、全電壓值短路電流計算基礎(chǔ)知識六、不對稱短路電流計算對任意的不對稱的三相全電流 分解成三組對稱的序電流：正序電流：短路電流計算基礎(chǔ)知識六、不對稱短路電流計算負(fù)序電流：零序電流：同樣電壓的對稱分量法也是這樣計算，比如常用的零序電壓：繼電保護裝置整定計算一、幾個常用系數(shù)的意義1、可靠系數(shù)：為了避免計算中出現(xiàn)的誤差、互感器測量誤差、繼電保護裝置本身的誤差以及調(diào)試等的誤差，使保護間的保護范圍不配合而引起保護誤動作，保護的動作值與實際短

7、路電流或與配合的動作值之間應(yīng)有一定的裕度，以取得選擇性而引入了一個系數(shù)可靠系數(shù)可靠系數(shù)的選用要考慮整定計算條件的不同，繼電器類型不同，保護方式不同而有所區(qū)別繼電保護裝置整定計算一、幾個常用系數(shù)的意義2、返回系數(shù)：按正常運行額定數(shù)值整定的保護定值，由于定值比較接近正常運行值，在故障斷開或短時間超額定而恢復(fù)正常的過程中，保護不能可靠及時返回就有可能發(fā)生誤動，為避免這種情況引入返回系數(shù) 過流保護取0.85 低電壓保護取1.2繼電保護裝置整定計算一、幾個常用系數(shù)的意義3、非周分量系數(shù)：短路起始的暫態(tài)過程中，短路電流含有很大的非周期變化的分量，特征是偏于時間軸的一邊（近似直流），而且隨時間衰減（與電路的

8、時間常數(shù)有關(guān)，一般0.1-0.2秒可衰減下去），對差動保護的動作有較大的影響，外部短路時差動保護各側(cè)CT通過的短路電流大小可能不同，加上非周期分量的影響，其飽和程度必然不同，因而產(chǎn)生很大的不平衡電流，這對差動保護是不利的繼電保護裝置整定計算一、幾個常用系數(shù)的意義4、靈敏系數(shù)：保護裝置對在它的保護范圍內(nèi)發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)的反映能力稱保護裝置的靈敏性（或靈敏度），用靈敏系數(shù) 表示。 不同的保護裝置所要求的靈敏系數(shù)是不同的，部頒有關(guān)規(guī)程有統(tǒng)一規(guī)定，比如：規(guī)定縱聯(lián)差動保護、電流速斷保護的靈敏系數(shù)不小于2；過流保護靈敏系數(shù)不小于1.5等等繼電保護裝置整定計算二、發(fā)變組保護整定計算1、發(fā)電機保護主要

9、配置：（1）發(fā)電機縱差保護（2）發(fā)電機過流、過負(fù)荷保護（3）發(fā)電機負(fù)序過流、過負(fù)荷保護（4）發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組過流、過負(fù)荷保護（5）發(fā)電機定子接地保護（6）發(fā)電機勵磁回路接地保護（7）發(fā)電機逆功率保護（8）發(fā)電機低勵失磁保護（9）發(fā)電機過壓保護（10）發(fā)電機斷水保護繼電保護裝置整定計算二、發(fā)變組保護整定計算2、變壓器保護主要配置：（1）變壓器差動保護（2）主變零序差動保護（3）主變過激磁保護（4）變壓器復(fù)合電壓啟動過電流保護（5）變壓器瓦斯保護3、發(fā)變組公用保護（1）發(fā)變組縱差保護（2）發(fā)變組低阻抗保護（3）非全相運行保護繼電保護裝置整定計算三、大型機組的差動保護1、CT的選擇（1）5P+5P 只

10、能反映穩(wěn)態(tài)情況下一次電流?，F(xiàn)在存在這樣的問題，外部發(fā)生故障，暫態(tài)時間很短0.05-0.1s，而非周期分量很大衰減慢（最大0.5s），分流作用很大，影響CT，使CT有剩磁，二次不能正確反映一次，就有可能誤動。在整定計算中，5P級CT的非周期分量系數(shù)取的較大1.5-2,用以躲過引起的不平衡電流（2）TPY+TPY T表示暫態(tài)，P表示保護用，現(xiàn)在大型機組及高壓線路差動保護都用TPY型，能很好的消除暫態(tài)非周期分量的影響，非周期分量系數(shù)取的較?。?）變壓器CT怎樣消除不平衡電流： 1）保證兩側(cè)CT型號一樣 2）保證一二次電纜阻抗一樣繼電保護裝置整定計算2、差動保護原理分析這種是帶比率制動特性的差動保護原

11、理曲線，一般許繼公司產(chǎn)品用的多。整定原則：繼電保護裝置整定計算導(dǎo)則：確定差動保護的最小動作電流I0P.0 即A點縱坐標(biāo)（按負(fù)荷狀態(tài)下保護不誤動要求整定）： I0P.0 = Krel 2 0.03% Ign/na 式中：Krel -可靠系數(shù)，取1.5 Ign -發(fā)電機額定一次電流實際可?。篒0P.0 =（0.100.30）Ign/na 一般宜選用I0P.0 =（0.100.20）Ign/na 2) 確定制動特性的拐點B，也即最小制動電流Ires.0。定子電流等于或小于額定電流時，差動保護不必具有制動特性，因此，B點橫坐標(biāo)： Ires.0 = （0.81.0）Ign/na繼電保護裝置整定計算3)

12、按最大外部短路電流下差動保護不誤動的條件，確定制動特性的C點,并計算最大制動系數(shù)Ires.max 。設(shè)C點對應(yīng)的最大動作電流為Iop.max ，其值為：Iunb.max Kap Kcc Ker I（3）k.max /naIop.max Krel Iunb.max Kres.max IOP.max /Ires.max Krel Kap Kcc Ker 0.15 （為安全計，取0.30）式中：Iunb.max發(fā)電機外部短路時，差動保護的最大不平衡電流Kap 非周期分量系數(shù)，取1.52繼電保護裝置整定計算Kcc 互感器同型系數(shù)，同型時取0.5，不同型時取1.0Ker 互感器比誤差系數(shù)，取0.1I（3

13、）k.max 最大外部短路三相短路電流周期分量Iop.max對應(yīng)最大短路電流的最大動作電流Krel 可靠系數(shù)，取1.31.5Ires.max 對應(yīng)最大短路電流的最大制動電流Kres.max 對應(yīng)最大短路電流的最大制動系數(shù)比率制動特性的斜率S為： Iop.maxIop.0S （I(3)k.max/na） Ires.0繼電保護裝置整定計算這種是比率制動特性差動保護原理曲線，南瑞、GE公司用的比較多繼電保護裝置整定計算下面用一個實例講一下這種原理怎樣整定計算整定計算用短路電流外部短路(機端)最大短路電流I（3）Kmax=1/0.3341000/20=86.53 KA內(nèi)部短路(機端)最小短路電流I（2

14、）Kmin=0.86686.53=74.94 KACT型號及變比：兩側(cè)均為TYP-25000/5A1）最小動作電流Iop.o按發(fā)電機空載條件下, 縱差保護最大不平衡電流為整定條件, 取S1=0.0519245/25000=0.0385 pu ,開機空載條件下實測不平衡電流大小。 繼電保護裝置整定計算2）第一段比率制動特性（ab直線）設(shè)定Ires1.5 puw為區(qū)內(nèi)短路范圍，第一段比率制動制動特性為直線oab ,其制動系數(shù)即 oab直線斜率S1=KrelKapKccKer 式中：Krel為可靠系數(shù)，Krel1.5 Kap為暫態(tài)系數(shù)，TYP的Kap1.0 Kcc為同型系數(shù) Kcc0.5 Ker為C

15、T幅值誤差系數(shù)Ker = 0.1S1=1.51.00.50.1=0.075為防止在較小外部短路暫態(tài)過程中縱差保護誤動, 適當(dāng)增大S1, 最終選S1=0.15，當(dāng)S1和Iop.o選定后,a點隨之確定,不用另做整定 繼電保護裝置整定計算3）最大外部短路時縱差保護不誤動（d點）已知I（3）Kmax /25000=86530/25000=3.46 pu為確保縱差保護不誤動，d點制動系數(shù)Ires.max= S2 S1考慮到外部短路電流倍數(shù)不大，S2不必太大，實取S20.30 C點Iresc=2.5 pu 4）縱差保護靈敏系數(shù)Isen一定合格，不必校驗 5）比率制動特性b c段由制造廠家整定 這是大同發(fā)電公司600MW機組發(fā)電機差動保護的整定計算，用的是GE公司的保護裝置。咱們廠350WM燃機發(fā)電機保護也是用的GE公司