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文檔簡介

2011.7繼電保護(hù)整定計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)贛州供電公司顏曉嫻目錄一、整定計(jì)算基本概念二、參數(shù)選擇及計(jì)算三、整定計(jì)算的配合整定計(jì)算基本概念

繼電保護(hù)工作包括設(shè)計(jì)、制造、整定、調(diào)試、安裝、運(yùn)行等方面,而繼電保護(hù)整定計(jì)算是繼電保護(hù)工作的一項(xiàng)重要工作。其目的是對電力系統(tǒng)中已經(jīng)配置好的各種繼電保護(hù),按照具體的電力系統(tǒng)參數(shù)和運(yùn)行要求,通過網(wǎng)絡(luò)計(jì)算工具進(jìn)行分析計(jì)算給出整定值,使全系統(tǒng)各種繼電保護(hù)有機(jī)協(xié)調(diào)地部署,正確地發(fā)揮作用。

一、整定計(jì)算目標(biāo)整定計(jì)算流程準(zhǔn)備工作計(jì)算工具計(jì)算步驟123整定計(jì)算基本概念二、整定計(jì)算準(zhǔn)備工作1、收集原始資料及技術(shù)數(shù)據(jù)

電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖、廠站電氣主接線圖、發(fā)電機(jī)、主變出廠實(shí)測報(bào)告、線路的設(shè)計(jì)參數(shù)、電抗器、電容器等技術(shù)參數(shù),以及二次回路設(shè)計(jì)圖、負(fù)荷情況等

電容器參數(shù)整定計(jì)算基本概念二、整定計(jì)算準(zhǔn)備工作2、了解熟悉電網(wǎng)年度運(yùn)行方式確定電力系統(tǒng)運(yùn)行方式電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和接線方式(包括正常接線方式和檢修接線方式)電力系統(tǒng)潮流情況,特別是線路的最大負(fù)荷電流電力系統(tǒng)的穩(wěn)定極限功率,要求切除故障的時(shí)間系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最大最小運(yùn)行方式,包括開機(jī)方式,中性點(diǎn)接地方式,線路和主變投停原則等

ABCD3、學(xué)習(xí)掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí)電力系統(tǒng)故障計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí),如對稱分量法,序網(wǎng)圖等繼電保護(hù)基礎(chǔ)理論知識(shí)保護(hù)裝置原理保護(hù)原理圖及二次回路圖等4、學(xué)習(xí)掌握相關(guān)規(guī)程規(guī)定《3~110KV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》《220~500KV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》《繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置運(yùn)行管理規(guī)程》《繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》繼電保護(hù)反措等整定計(jì)算基本概念整定計(jì)算基本概念三、整定計(jì)算工具

圖形化整定計(jì)算程序——四大模塊系統(tǒng)管理故障計(jì)算整定計(jì)算通知單管理整定計(jì)算基本概念三、整定計(jì)算工具

采用圖形化整定計(jì)算程序系統(tǒng)管理模塊對電網(wǎng)中所有一次,二次設(shè)備的信息進(jìn)行管理。包括:圖形管理、設(shè)備參數(shù)管理、系統(tǒng)運(yùn)行方式管理、程序設(shè)置和用戶管理故障計(jì)算模塊為整定過程提供保護(hù)預(yù)備量計(jì)算提供獨(dú)立的故障計(jì)算功能,完成故障計(jì)算網(wǎng)絡(luò)等值計(jì)算、短路曲線計(jì)算以及整定預(yù)備量計(jì)算功能等整定計(jì)算模塊可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模復(fù)雜電力系統(tǒng)線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)等的自動(dòng)整定計(jì)算;提供計(jì)算中的人工調(diào)整功能,整定人員能干預(yù)和監(jiān)控整定全過程。同時(shí),程序提供定值計(jì)算手稿,為人工干預(yù)提供依據(jù)定值通知單管理模塊主要對定值通知單的審批,執(zhí)行和回執(zhí)處理等整個(gè)流程進(jìn)行管理,可以實(shí)現(xiàn)對定值通知單的查詢、修改、批準(zhǔn)、執(zhí)行、作廢、刪除、新增和打印等功能

定值單應(yīng)有以下內(nèi)容:廠(站)名、設(shè)備名、保護(hù)型號(hào)(名稱)、定值單編號(hào)、編制日期、要求更改時(shí)間等,并有編制人、復(fù)核人、審核人簽名、加蓋繼電保護(hù)專用章。

A4紙復(fù)印、打印,定值單份數(shù)整定計(jì)算基本概念繪制電力系統(tǒng)接線圖根據(jù)電力系統(tǒng)設(shè)備原始參數(shù),計(jì)算元件各序阻抗,建立電力系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)表建立電流、電壓互感器參數(shù)表(含確定保護(hù)用CT變比)建立整定計(jì)算程序拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,形成設(shè)備數(shù)據(jù)庫劃分保護(hù)范圍、設(shè)置故障點(diǎn)、設(shè)置故障類型、選擇運(yùn)行方式計(jì)算電力系統(tǒng)各點(diǎn)短路電流確定繼電保護(hù)整定方案,計(jì)算出各種保護(hù)定值,并形成定值單編寫整定方案運(yùn)行說明書,說明整定原則,存在的問題和采取的對策等四、繼電保護(hù)整定計(jì)算步驟(一)設(shè)置故障點(diǎn)整定計(jì)算基本概念故障計(jì)算(二)設(shè)置故障類型(三)運(yùn)行方式選擇(四)求取最值電流如何計(jì)算出我們需要的電流?在計(jì)算靈敏性時(shí),故障點(diǎn)設(shè)在保護(hù)范圍內(nèi)靈敏度最低處;在計(jì)算選擇性時(shí),故障點(diǎn)設(shè)在保護(hù)范圍外靈敏度最高處。對無零序互感線路,距離保護(hù)安裝點(diǎn)愈近故障靈敏度愈高,因此故障點(diǎn)設(shè)在保護(hù)范圍末端。它是保護(hù)范圍內(nèi)靈敏度最低處,又是保護(hù)范圍外靈敏度最高處。對零序互感線路則不然,由于互感的去磁作用,零序電流隨故障點(diǎn)遠(yuǎn)去有可能單調(diào)減后又單調(diào)升,但不會(huì)單調(diào)升后又單調(diào)減。故障點(diǎn)可設(shè)在非故障線路的出口或末端。對于環(huán)網(wǎng)的助增系數(shù)或分支系數(shù),也隨故障點(diǎn)不同而不同,往往在保護(hù)范圍末端。故障點(diǎn)可設(shè)在保護(hù)范圍末端。(一)設(shè)置故障點(diǎn)整定計(jì)算基本概念故障計(jì)算1、故障類型

三相短路、兩相短路、單相接地、兩相接地、單相斷線、兩相斷線2、實(shí)際設(shè)置可以由被保護(hù)的故障對象(相間、接地)決定3、由計(jì)算目的(最大、最?。╇妷?、電流、分支系數(shù)等決定(二)設(shè)置故障類型整定計(jì)算基本概念整定計(jì)算(如故障計(jì)算、校核靈敏度等)用的運(yùn)行方式,主要考慮在滿足常見運(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,選取兩種極端方式作為基本方式,即只考慮基本運(yùn)行方式和被保護(hù)設(shè)備相鄰近的一回線或一個(gè)元件檢修的正常檢修方式,超出以上原則的方式均按特殊運(yùn)行方式處理(三)運(yùn)行方式選擇整定計(jì)算基本概念基本方式之一

系統(tǒng)大方式:考慮全網(wǎng)可能運(yùn)行的所有機(jī)組和主變?nèi)窟\(yùn)行,主變按所轄調(diào)度系統(tǒng)下達(dá)的中性點(diǎn)接地方式進(jìn)行接地基本方式之二

系統(tǒng)小方式:考慮全網(wǎng)所有廠站可能出現(xiàn)的最小開機(jī)和主變運(yùn)行方式,小方式下運(yùn)行主變按所轄調(diào)度系統(tǒng)下達(dá)的中性點(diǎn)接地方式進(jìn)行接地整定計(jì)算基本概念1、發(fā)電機(jī)、變壓器運(yùn)行變化限度的選擇原則一個(gè)發(fā)電廠有兩臺(tái)機(jī)組時(shí),一般考慮全停方式,即一臺(tái)機(jī)組在檢修中,另一臺(tái)機(jī)組又出現(xiàn)故障,當(dāng)有三臺(tái)以上機(jī)組時(shí)則應(yīng)選擇其中兩臺(tái)容量較大的機(jī)組同時(shí)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,如高峰、蓄能、用水調(diào)節(jié)發(fā)電等,江西電網(wǎng)所有水電廠小方式考慮全停一個(gè)廠、站的母線上無論接有幾臺(tái)變壓器,一般考慮其中容量最大的一臺(tái)停用,因?yàn)樽儔浩鬟\(yùn)行可靠性較高,檢修與故障重疊出現(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2、線路運(yùn)行變化限度選擇一個(gè)廠、母線站上接有多條線路,一般考慮一條線路檢修,另一條線路又遇到故障的方式雙回線可以考慮同時(shí)停用隔一個(gè)廠、站的線路,必要時(shí)可考慮與上述(1)的條件重疊整定計(jì)算基本概念3、變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇——總原則發(fā)電廠及變電站低壓側(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。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。T接于線路上的變壓器,以不接地運(yùn)行為宜,當(dāng)T接變壓器低壓側(cè)有電源時(shí),則應(yīng)采取防止工頻過電壓的措施。為防止操作過電壓,在操作時(shí)應(yīng)臨時(shí)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。變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式的安排,應(yīng)盡量保持變電站零序阻抗基本不變,應(yīng)滿足“有效接地”的條件:按大電流接地系統(tǒng)運(yùn)行的電網(wǎng)中任一點(diǎn)發(fā)生接地故障時(shí),綜合零序阻抗/綜合正序阻抗≤3無地區(qū)電源的單回線供電的終端變壓器中性點(diǎn)不宜直接接地運(yùn)行整定計(jì)算基本概念變壓器中性點(diǎn)接地方式——具體選擇原則變電所只有一臺(tái)變壓器,則中性點(diǎn)應(yīng)直接接地,計(jì)算正常保護(hù)定值時(shí),可只考慮變壓器中性點(diǎn)接地的正常運(yùn)行方式。當(dāng)變壓器檢修時(shí),可作特殊方式處理。變電所有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí),應(yīng)只將一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行,當(dāng)該變壓器停運(yùn)時(shí),將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器改為直接接地。雙母線運(yùn)行的變電所有三臺(tái)及以上變壓器時(shí),宜按兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地方式運(yùn)行,并把它們分別接于不同的母線上,當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時(shí),將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器直接接地。整定計(jì)算基本概念例題發(fā)電廠接于110kV及以上雙母線上有三臺(tái)及以上變壓器,則應(yīng)()。

A、有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地;

B、每條母線有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地;

C、三臺(tái)及以上變壓器均直接接地B4、求取短路電流最值方式選擇原則對單側(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡(luò),最大方式為系統(tǒng)的所有機(jī)組、線路、接地點(diǎn)(規(guī)定的)均投入運(yùn)行,最小方式為系統(tǒng)可能出現(xiàn)最少的機(jī)組、線路、接地點(diǎn)的運(yùn)行。在雙側(cè)電源和多側(cè)電源環(huán)形網(wǎng)中,對某些線路的最大方式為開環(huán)運(yùn)行,開環(huán)點(diǎn)在該線路相鄰的下一級(jí)線路上,系統(tǒng)的機(jī)組、線路、接地點(diǎn)(按規(guī)定接地的)均投入運(yùn)行。最小方式是合環(huán)運(yùn)行下,停用該線路背后的機(jī)組、線路、接地點(diǎn)。對于雙回線,除按上述情況考慮外,還應(yīng)考慮雙回線的保護(hù)接線。當(dāng)雙回線分接兩套保護(hù)時(shí),單回線運(yùn)行為最大方式,雙回線運(yùn)行為最小方式;當(dāng)雙回線接一套保護(hù)和電流保護(hù)時(shí),情況與上相反。目前平行雙回線大多采用分別配置,不采用和電流方式。根據(jù)零序,負(fù)序的電流和電壓分布的特點(diǎn),最大方式應(yīng)綜合分析保護(hù)對端方向的機(jī)組、線路、接地點(diǎn)的變化,而最小方式則應(yīng)綜合分析保護(hù)背后方向的機(jī)組、線路、接地點(diǎn)。此外,對于平行線間的零序互感,也應(yīng)考慮對最大、最小的影響。整定計(jì)算基本概念相間故障單電源的輻射形電網(wǎng),計(jì)算流過保護(hù)最大短路電流時(shí),選取系統(tǒng)大方式,計(jì)算流過保護(hù)最小短路電流時(shí),選取系統(tǒng)小方式,合理地停運(yùn)保護(hù)背側(cè)的元件,有時(shí)候終端小電源側(cè),對側(cè)相繼動(dòng)作會(huì)使電流很小。多電源的輻射形電網(wǎng)或環(huán)狀電網(wǎng),計(jì)算流過保護(hù)最大短路電流時(shí),選取背側(cè)系統(tǒng)大方式,對側(cè)系統(tǒng)小方式,考慮相鄰下一級(jí)元件停運(yùn)或保護(hù)相繼動(dòng)作,并且盡量使線路開環(huán)運(yùn)行。計(jì)算流過保護(hù)最小短路電流時(shí),選取背側(cè)系統(tǒng)小方式,對側(cè)系統(tǒng)大方式,并且盡量使線路閉環(huán)運(yùn)行,再合理地停運(yùn)保護(hù)背側(cè)的元件。整定計(jì)算基本概念接地故障單側(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡(luò),計(jì)算流過保護(hù)最大短路電流時(shí),一般選取系統(tǒng)大方式,線路末端的變壓器不接地運(yùn)行。計(jì)算流過保護(hù)最小短路電流時(shí),選取系統(tǒng)小方式,合理地停運(yùn)保護(hù)背側(cè)的元件。多電源的輻射形電網(wǎng)或環(huán)狀電網(wǎng),計(jì)算流過保護(hù)最大短路電流時(shí),選取系統(tǒng)大方式,保護(hù)背側(cè)系統(tǒng)接地最大,對側(cè)系統(tǒng)接地最小,并考慮相鄰下一級(jí)元件停運(yùn)或保護(hù)相繼動(dòng)作,盡量使本線路開環(huán)運(yùn)行。計(jì)算流過保護(hù)最小短路電流時(shí),選取系統(tǒng)小方式,保護(hù)背側(cè)系統(tǒng)接地最小,對側(cè)系統(tǒng)接地最大,并考慮背側(cè)元件合理停運(yùn),盡量使本線路閉環(huán)運(yùn)行的方式。雙回線路中一回停運(yùn),如存在零序互感,還應(yīng)將停用的線路兩端同時(shí)接地;相鄰平行的線路存在零序互感時(shí),應(yīng)考慮相鄰線停用并將其兩端接地;比較短路點(diǎn)的綜合正序和零序電抗的大小,決定選取短路故障的類型。整定計(jì)算基本概念整定計(jì)算基本概念繼電保護(hù)

可靠性速動(dòng)性選擇性靈敏性五、整定計(jì)算基本要求“四性”(一)可靠性:

整定計(jì)算中,主要通過制定簡單、合理的保護(hù)方案來保證。在運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí),應(yīng)對定值進(jìn)行校核,確保保護(hù)系統(tǒng)可靠動(dòng)作。(1)在設(shè)計(jì)要求動(dòng)作的異?;蚬收蠣顟B(tài)下,能準(zhǔn)確地完成動(dòng)作,即要求

不拒動(dòng)

(2)非設(shè)計(jì)要求它動(dòng)作的其他所有情況下,能夠可靠不動(dòng)作,即要求

不誤動(dòng)整定計(jì)算基本概念(二)速動(dòng)性:

指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障,以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度,縮小故障范圍。在滿足選擇性的前提下,應(yīng)盡可能加快保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。整定計(jì)算中,可通過合理的縮小動(dòng)作時(shí)間級(jí)差來提高快速性。同時(shí)對于系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全有重要影響及重要用戶對動(dòng)作時(shí)間有要求的保護(hù)應(yīng)保證其速動(dòng)性,必要時(shí)可犧牲選擇性。整定計(jì)算基本概念(三)選擇性

指出現(xiàn)故障時(shí),首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障,若拒動(dòng),則允許由相鄰設(shè)備、線路的保護(hù)或本身的斷路器失靈保護(hù)切除故障。①按繼電保護(hù)的職責(zé)和重要性,繼電保護(hù)可分為主保護(hù)和后備保護(hù):主保護(hù)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求,能以最快速度有選擇性地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。如縱聯(lián)保護(hù)(含差動(dòng)保護(hù))及速斷保護(hù)整定計(jì)算:由于其保護(hù)范圍僅限于保護(hù)設(shè)備內(nèi),具有天然的選擇性,除速斷保護(hù)外,不需考慮選擇性問題整定計(jì)算基本概念后備保護(hù)是主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí),用來切除故障的保護(hù),它通常允許延時(shí)動(dòng)作于跳閘。它分為近后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)遠(yuǎn)后備保護(hù)是當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí),由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。近后備保護(hù)當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí),由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí),由斷路器失靈保護(hù)來實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)。整定計(jì)算:主要考慮遠(yuǎn)后備保護(hù)的選擇性問題,包括后備保護(hù)之間、后備保護(hù)與主保護(hù)之間的選擇性問題整定計(jì)算基本概念

按照保護(hù)構(gòu)成原理分類

縱聯(lián)方式保護(hù)

包括發(fā)電機(jī)、變壓器、母線差動(dòng)保護(hù),線路的各種縱聯(lián)保護(hù),如高頻閉鎖,方向高頻,光纖差動(dòng)保護(hù)等,它們在原理上具備了區(qū)分內(nèi)外故障的能力,比如利用通道,將判別量傳送到各側(cè),根據(jù)特定的邏輯,判別故障在區(qū)內(nèi)還是區(qū)外,實(shí)現(xiàn)保護(hù)元件全部范圍故障(由CT確定)的目的。保護(hù)范圍固定,定值與相鄰保護(hù)沒有配合關(guān)系,比較獨(dú)立,只要整定啟動(dòng)值、停信元件和差動(dòng)動(dòng)作門檻等,確實(shí)保證足夠的靈敏度就可以。不存在選擇性問題,只要傳輸信號(hào)通道可靠。階段式保護(hù)動(dòng)作判據(jù):保護(hù)單側(cè)的電氣量,無法實(shí)現(xiàn)有選擇性的全線速動(dòng)。選擇性的滿足主要通過繼電保護(hù)整定計(jì)算來考慮,具體而言是通過上、下級(jí)保護(hù)的配合來實(shí)現(xiàn)的。如相間距離保護(hù)、接地距離保護(hù)、零序電流保護(hù)。整定計(jì)算基本概念

時(shí)限配合——上一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間比下一級(jí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)限要長,二者之間的動(dòng)作時(shí)間差稱為時(shí)限級(jí)差。時(shí)限級(jí)差的選擇:主要考慮保護(hù)動(dòng)作時(shí)間誤差、時(shí)間繼電器誤差、開關(guān)跳閘時(shí)間及其它相關(guān)誤差。時(shí)限級(jí)差選擇過大會(huì)使配合動(dòng)作時(shí)間過長,選擇過小可能會(huì)造成誤動(dòng)。

對于采取分立元件構(gòu)成的保護(hù)裝置(電磁繼電器等)涉及的問題較復(fù)雜,因?yàn)檎麄€(gè)動(dòng)作回路涉及多個(gè)繼電器,各個(gè)繼電器的誤差均需考慮,動(dòng)作配合級(jí)差應(yīng)選擇較大些,一般取0.5S。微機(jī)型保護(hù)裝置中間的動(dòng)作邏輯采用軟件實(shí)現(xiàn),固有的動(dòng)作時(shí)間精度較高,可考慮較小的配合時(shí)間,一般定時(shí)限可考慮0.3S。靈敏度配合——上一級(jí)保護(hù)比下一級(jí)保護(hù)的保護(hù)范圍短,即近故障點(diǎn)的保護(hù)靈敏度高,遠(yuǎn)故障點(diǎn)的保護(hù)靈敏度低。3、保護(hù)配合整定計(jì)算基本概念

“配合”定義:在兩維平面(橫坐標(biāo)保護(hù)范圍,縱坐標(biāo)動(dòng)作時(shí)間)上,整定定值曲線(多折線)與配合定值曲線(多折線)不相交,其間的空隙是配合系數(shù)。根據(jù)配合的實(shí)際狀況,通??蓪⒅譃橥耆浜?、不完全配合、完全不配合三類。

完全配合

完全配合是指需要配合的兩保護(hù)在保護(hù)范圍和動(dòng)作時(shí)間上均能配合,即滿足選擇性要求

不完全配合

不完全配合是指需要配合的兩保護(hù)在動(dòng)作時(shí)間上能配合,但保護(hù)范圍無法配合

完全不配合

完全不配合是指需要配合的兩保護(hù)在保護(hù)范圍和動(dòng)作時(shí)間上均不能配合,譬如解列點(diǎn),即無法滿足選擇性要求

新版整定規(guī)程配合的定義和分類:整定計(jì)算基本概念完全配合時(shí)限特性:在由保護(hù)范圍和動(dòng)作時(shí)間組成的兩維平面上,相互配合的線路保護(hù)定值折線不相交,并留有一定的裕度空間,即保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與保護(hù)安裝點(diǎn)至短路點(diǎn)之間距離的關(guān)系。上下級(jí)保護(hù)的配合一般是按照保護(hù)的正方向配合的,方向性由保護(hù)的方向特性或方向元件來保證整定配合原則上只考慮相同功能保護(hù)之間的配合。如零序保護(hù)之間,距離保護(hù)之間。

整定計(jì)算基本概念A(yù)BCI0I0I0CtLAⅠ段Ⅱ段Ⅲ段B完全配合時(shí)限特性整定計(jì)算基本概念保護(hù)范圍沒有交叉(四)靈敏性:

設(shè)備或線路被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí),保護(hù)裝置具有的正確動(dòng)作能力的裕度,一般以靈敏系數(shù)

來描述靈敏系數(shù)應(yīng)根據(jù)不利正常(含正常檢修)運(yùn)行方式和不利故障類型(僅考慮金屬性短路和接地故障)計(jì)算

在規(guī)程中規(guī)定每種保護(hù)元件的具體靈敏系數(shù)繼電保護(hù)對動(dòng)作的靈敏性是出于保護(hù)裝置可靠動(dòng)作需要靈敏性與選擇性之間矛盾:愈靈敏愈能可靠反應(yīng)要求動(dòng)作的故障或異常狀態(tài),但同時(shí)愈易于在非要求動(dòng)作的其他情況下產(chǎn)生誤動(dòng)整定計(jì)算基本概念靈敏系數(shù)1、過量型保護(hù)(測量值大于整定值則動(dòng)作的保護(hù),如電流保護(hù)):在保護(hù)范圍靈敏度最低處發(fā)生金屬性短路,故障量與整定值之比2、欠量型保護(hù)(測量值小于整定值則動(dòng)作的保護(hù),如阻抗保護(hù)):在保護(hù)范圍靈敏度最低處發(fā)生金屬性短路,整定值與故障量之比對相鄰設(shè)備有配合要求的保護(hù)和同一保護(hù)內(nèi)有配合要求的兩元件(如起動(dòng)與跳閘元件、閉鎖與動(dòng)作元件),其靈敏系數(shù)及動(dòng)作時(shí)間應(yīng)相互配合。閉鎖元件的靈敏系數(shù)大于啟動(dòng)元件靈敏系數(shù)大于測量元件靈敏系數(shù)越靠近故障點(diǎn)的保護(hù)裝置的靈敏度越大,動(dòng)作時(shí)間應(yīng)越短。整定計(jì)算基本概念校核靈敏度運(yùn)行方式選擇:原則:

考慮使過量型保護(hù)故障量可能最小、欠量型保護(hù)故障量可能最大的情況具體原則:1、選取合適的短路類型2、選取可能出現(xiàn)的最不利的運(yùn)行方式3、兩側(cè)有電源或環(huán)網(wǎng)中的線路保護(hù),應(yīng)考慮相繼動(dòng)作的影響,可能使靈敏度提高或降低

整定計(jì)算基本概念一、整定計(jì)算基本概念二、參數(shù)選擇及計(jì)算三、整定計(jì)算的配合(一)規(guī)程規(guī)定應(yīng)使用實(shí)測值的參數(shù)三相三柱式變壓器的零序阻抗;架空線路和電纜線路的正序和零序阻抗、正序和零序電容;平行線之間的零序互感阻抗;其他對繼電保護(hù)影響較大的有關(guān)參數(shù)。

一、整定計(jì)算對參數(shù)要求參數(shù)選擇及計(jì)算(二)規(guī)程規(guī)定可以簡化計(jì)算工作

忽略發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、變壓器、架空線路、電纜線路等阻抗參數(shù)的電阻部分,并假定旋轉(zhuǎn)電機(jī)的負(fù)序電抗等于正序電抗。發(fā)電機(jī)及調(diào)相機(jī)的正序電抗可采用t=0時(shí)的瞬態(tài)值X”d的飽和值。

發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢可以假定等于1標(biāo)么,且相位一致。只有在計(jì)算線路非全相運(yùn)行電流和全相振蕩電流時(shí),才考慮線路兩側(cè)發(fā)電機(jī)綜合電動(dòng)勢間有一定的相角差。不考慮短路電流的衰減。對機(jī)端電壓勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)出口附近的故障,應(yīng)從動(dòng)作時(shí)間上滿足保護(hù)可靠動(dòng)作的要求。各級(jí)電壓可采用標(biāo)稱電壓值或平均電壓值,而不考慮變壓器電壓分接頭實(shí)際位置的變動(dòng)。不計(jì)線路電容和負(fù)荷電流的影響。不計(jì)故障點(diǎn)的相間電阻和接地電阻。不計(jì)短路暫態(tài)電流中的非周期分量,但具體整定時(shí)應(yīng)考慮其影響。對有針對性的專題分析(如事故分析)和某些裝置特殊需要的計(jì)算,可以根據(jù)需要采用某些更符合實(shí)際情況的參數(shù)和數(shù)據(jù)。

參數(shù)選擇及計(jì)算二、標(biāo)幺值標(biāo)幺值提出的目的有名值是以物理量單位表示的各物理量的量值,可以按各物理量的關(guān)系式計(jì)算得出,但電流、電壓、功率計(jì)算要注意進(jìn)行相、線換算,不同電壓等級(jí)的折算,計(jì)算過程十分復(fù)雜。標(biāo)么值是以無單位的相對值表示的量值,每種量選取合適的基準(zhǔn)值,如選其額定值為基準(zhǔn)值,則相、線電壓標(biāo)幺值相同,電流和功率的標(biāo)幺值相同,不同電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)可直接進(jìn)行計(jì)算。

參數(shù)選擇及計(jì)算標(biāo)么值定義

在規(guī)定視在功率和電壓的基準(zhǔn)值后,就可以得到電流和阻抗的基準(zhǔn)值。變壓器的短路電壓比就可以看成以設(shè)備額定容量和額定電壓為基準(zhǔn)求出的阻抗標(biāo)么值。基準(zhǔn)值功率基準(zhǔn)值通常取100MVA(或1000MVA)電壓基準(zhǔn)值一般取各電壓等級(jí)的平均電壓,具體見下表

參數(shù)選擇及計(jì)算有了功率和電壓基準(zhǔn)值后,可分別求出電流和阻抗基準(zhǔn)值。

電流基準(zhǔn)值:

阻抗基準(zhǔn)值:參數(shù)選擇及計(jì)算參數(shù)選擇及計(jì)算常用基準(zhǔn)值:110kV系統(tǒng):IB=502.04A,ZB=132.25Ω35kV系統(tǒng):IB=1560.5A,ZB=13.69Ω10kV系統(tǒng):IB=5498.7A,ZB=1.1025Ω三、各元件參數(shù)計(jì)算(一)發(fā)電機(jī)參數(shù)計(jì)算其中—發(fā)電機(jī)t=0時(shí)的瞬態(tài)值的飽和值(以額定容量為基準(zhǔn)的百分?jǐn)?shù))VN、VB—發(fā)電機(jī)額定電壓、基準(zhǔn)電壓SN、SB—發(fā)電機(jī)額定容量、基準(zhǔn)容量XF—折算為基準(zhǔn)值下的正序電抗標(biāo)幺值參數(shù)選擇及計(jì)算(二)兩卷變參數(shù)計(jì)算

其中U%—兩卷變短路電壓百分?jǐn)?shù)VNVB—兩卷變額定電壓、基準(zhǔn)電壓SNSB—兩卷變額定容量、基準(zhǔn)容量X1—折算為基準(zhǔn)值下的正序電抗標(biāo)幺值X0—折算為基準(zhǔn)值下的零序電抗標(biāo)幺值,與正序電抗比值由接線方式?jīng)Q定,一般與正序電抗近似相等,有實(shí)測值直接計(jì)算。參數(shù)選擇及計(jì)算(三)三卷變參數(shù)計(jì)算正序電抗的求取先求三側(cè)短路阻抗再根據(jù)下式求出各側(cè)標(biāo)幺值,注意各側(cè)電壓基準(zhǔn)值不同參數(shù)選擇及計(jì)算實(shí)測報(bào)告有如下結(jié)果高壓加零序電壓,中壓開路(低壓除Δ繞組封閉,對外開路),可得A:中壓加零序電壓,高壓開路(低壓除Δ繞組封閉,對外開路),可得B:高壓加零序電壓,中壓對中性點(diǎn)短路(低壓除Δ繞組封閉,對外開路),可得C中壓加零序電壓,高壓對中性點(diǎn)短路(低壓除Δ繞組封閉,對外開路),可得D:零序電抗的求取參數(shù)選擇及計(jì)算XG0XZ0根據(jù)實(shí)測報(bào)告,可以求得:

A、C要折算成以高壓側(cè)為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值B、D要折算成以中壓側(cè)為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值Xn0參數(shù)選擇及計(jì)算等值電路圖(四)線路參數(shù)計(jì)算簡單算法X1=x1*L其中x1—每千米導(dǎo)線的電抗L—線路的長度其標(biāo)幺值計(jì)算方法一樣下面為架空線路正序和零序電抗參考值單導(dǎo)線每公里正序電抗約為0.4歐,無避雷線的單回線X0=3.5X1,有避雷線的單回線X0=(2~3)X1;二、三、四分裂導(dǎo)線分別約為0.33、0.3、0.28歐。無避雷線的雙回線X0=5.5X1,有避雷線的雙回線X0=(3~4.7)X1。參數(shù)選擇及計(jì)算簡單短路電流計(jì)算算例XΣmax=41.55+36.37+24.47=102.39ΩXΣmin=38.45+36.37+24.47=99.29Ω折算至10kVXΣ×(10.52/1152)XΣmax=0.85Ω,XΣmin=0.83ΩIdmax=10.5×1000/√3(2+0.83)=2142AIdmin=10.5×1000/√3(2+0.85)=2127A

一、整定計(jì)算基本概念二、參數(shù)選擇及計(jì)算三、整定計(jì)算的配合繼電保護(hù)的整定值一般通過公式計(jì)算得出,為使整定值符合電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和故障狀態(tài)下的規(guī)律,達(dá)到正確整定的目的,需在計(jì)算公式中引入整定系數(shù)整定系數(shù)分類:可靠系數(shù)、返回系數(shù)、分支系數(shù)、靈敏系數(shù)、自啟動(dòng)系數(shù)以及非周期分量系數(shù)等一、整定配合系數(shù)整定計(jì)算的配合瑞金沙洲壩Ⅰ線Ⅱ線會(huì)昌ZL=2ΩZT=76ΩZL=21Ω繼電保護(hù)定值配合分析本次110kV沙洲壩變電站在全站失去直流電源,站內(nèi)保護(hù)不能動(dòng)作時(shí),其相鄰元件220kV瑞金變110kV瑞沙Ⅰ、Ⅱ線后備保護(hù)未動(dòng)作。通過對贛州110kV系統(tǒng)保護(hù)整定計(jì)算方案分析,瑞金變110kV瑞沙Ⅰ、Ⅱ線保護(hù)距離Ⅲ段定值整定為48Ω,該定值滿足與相鄰110kV會(huì)沙線距離保護(hù)配合及相鄰沙洲壩主變保護(hù)配合,保護(hù)范圍能伸入主變內(nèi)部,但不滿足對沙洲壩主變低壓側(cè)故障有靈敏度。因此110kV瑞沙I、Ⅱ線因靈敏度不夠而不動(dòng)作。線路后備保護(hù)滿足對相鄰線路遠(yuǎn)后備有靈敏度相對容易,滿足相鄰主變遠(yuǎn)后備有一定的困難。原因是主變阻抗相對線路大許多,滿足沙洲壩10kV母線故障有足夠靈敏度,則要求配合的110kV會(huì)沙線定值較高。由于110kV會(huì)沙線采用南瑞繼保公司早期生產(chǎn)的的LFP-941A保護(hù),其不帶負(fù)荷限制電阻線的圓阻抗特性使距離保護(hù)Ⅲ段需要躲最大事故過負(fù)荷,限制了距離保護(hù)Ⅲ段范圍,加上當(dāng)時(shí)的電網(wǎng)運(yùn)行方式是瑞沙Ⅰ、Ⅱ線雙回線運(yùn)行,使瑞沙Ⅰ、Ⅱ線保護(hù)與之配合后整定范圍受到限制,不能滿足保沙洲壩10kV母線故障有足夠靈敏度。綜上所述,在110kV瑞沙Ⅰ、Ⅱ線并列運(yùn)行及110kV沙洲壩變110kV會(huì)沙線使用南瑞繼保公司早期生產(chǎn)的的LFP-941A保護(hù)條件下,瑞金變110kV瑞沙Ⅰ、Ⅱ線保護(hù)定值滿足整定規(guī)程要求??煽肯禂?shù)引入目的:由于計(jì)算、測量、調(diào)試及繼電器等各項(xiàng)誤差的影響,使保護(hù)的整定值偏離預(yù)定數(shù)值可能引起誤動(dòng)作,因此整定計(jì)算公式中需引入可靠系數(shù)??煽肯禂?shù)的選取原則:1、按短路電流整定的無時(shí)限保護(hù)、保護(hù)動(dòng)作速度較快的保護(hù)、不同原理或不同類型保護(hù)之間的配合整定、運(yùn)行參數(shù)會(huì)變化或計(jì)算條件難以準(zhǔn)確計(jì)算的、需考慮零序互感的保護(hù)等應(yīng)選用較大系數(shù)2、按與相鄰保護(hù)的整定值配合整定的保護(hù),應(yīng)選用較小的系數(shù)3、欠量動(dòng)作的保護(hù)可靠系數(shù)小于1,過量動(dòng)作的保護(hù)可靠系數(shù)大于1整定計(jì)算的配合(一)可靠系數(shù)按正常運(yùn)行電流(或電壓)整定的保護(hù)定值,由于定值比較接近正常運(yùn)行值,在故障斷開后,電流、電壓恢復(fù)正常的過程中保護(hù)不能可靠返回會(huì)發(fā)生誤動(dòng)。為避免此種情況,應(yīng)計(jì)算返回系數(shù)。對于按短路參量(電流、電壓)或按自啟動(dòng)條件整定的保護(hù),可不考慮返回系數(shù)。返回系數(shù)的選擇與配置的保護(hù)類型有關(guān),常規(guī)的電磁性繼電器由于考慮要保持一定的接點(diǎn)壓力所以其返回系數(shù)較低,一般約為0.85;微機(jī)保護(hù)的返回系數(shù)則較高,一般考慮為0.95.(二)返回系數(shù)選擇整定計(jì)算的配合

多電源的電網(wǎng)中,相鄰上下級(jí)保護(hù)進(jìn)行配合時(shí),會(huì)受到中間分支電源的影響,使上一級(jí)保護(hù)范圍縮短或伸長,為了能夠真實(shí)的反應(yīng)上一級(jí)保護(hù)的實(shí)際范圍,使保護(hù)范圍縮短或伸長不太多,我們在整定中引入并考慮了分支系數(shù):如圖所示系統(tǒng),整定AB線路A側(cè)保護(hù)定值:NT∽∽ABC圖一IAIBDIDIT(三)分支系數(shù)整定計(jì)算的配合

1、過流保護(hù)分支系數(shù)

C點(diǎn)發(fā)生不對稱接地故障,AB線路A側(cè)、BC線路B側(cè)保護(hù)剛好啟動(dòng),即靈敏度剛好相等,流過的零序故障電流分別為和,其定值分別為和,假如兩保護(hù)靈敏度剛好相等,則

其中—AB線路A側(cè)保護(hù)與BC線路B側(cè)保護(hù)配合的分支系數(shù)

整定計(jì)算的配合當(dāng)<1,分支電流為助增電流,即AB線路A側(cè)感受的電流不是故障電流,比故障電流小,在整定值不變的情況下,該側(cè)保護(hù)靈敏度減小,保護(hù)范圍縮短了。當(dāng)=1時(shí),分支電流為0,無助增,即AB線路A側(cè)感受的電流正確反應(yīng)了故障電流,因而該側(cè)保護(hù)靈敏度和保護(hù)范圍不變。當(dāng)>1時(shí),分支電流為外汲電流,即AB線路A側(cè)感受的電流比故障電流大,在整定值不變的情況下該側(cè)保護(hù)靈敏度增大,保護(hù)范圍伸長,保護(hù)易出現(xiàn)無選擇性動(dòng)作。

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