保护整定计算培训课件.ppt

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1、1,主要内容,第一章 电力系统典型故障分析第二章 继电保护的基本原理、构成 和分类第三章 电网的电流保护和方向性电流保护第四章 110kV微机保护整定计算原则的优化和简化实践,2,第一章 电力系统典型故障分析,学习典型故障分析的目的：继电保护按采集量划分，大致分为两类：一类是电量保护，如电流保护、电压保护、距离保护、纵联保护等；另一类是非电量保护，如非全相保护、变压器瓦斯保护等。对于电量保护直接反映一次电气量的变化，并最终作用于一次设备，以实现对电力系统一次设备的控制与保护。所以说必须掌握典型故障的分析方法以及各种故障情况下电气量的变化规律；这对我们今后工作中分析故障、分析继电保护动作行为（是

2、正确动作、拒动还是误动）都是非常重要的。电力系统典型故障的类型：单相接地短路故障 用K（1）表示 两相短路故障 用K（2）表示 三相短路故障 用K（3）表示 两相接地短路故障 用K（1.1）表示 单相断线故障（两相运行）用F（1.1）表示 两相断线故障（单相运行）用F（1）表示 其中短路故障称之为横向故障，断线故障称之为纵向故障。,3,故障类型,常见的十种短路类型,纵向不对称故障（断线）,复杂故障：在电力系统的不同地点（两处或两处以上）同时发生不对称故障的情况,4,一、电力系统典型故障分析的一般方法,选取特殊相进行分析。也就是说选取三相中与其他两相特征不一样的相别进行分析。例如：A相接地短路故

3、障，A相有故障电流，B、C两相没有，则A相为特殊相，所以用A相进行分析；AB两相短路故障及AB两相接地短路故障，A、B两相有故障电流，C相没有，则C相为特殊相，所以用C相进行分析；A相断线故障，A相有没电流，B、C两相有负荷，则A相为特殊相，所以用A相进行分析；AB两相断线故障，A、B两相没有电流，C相有负荷电流，则C相为特殊相，所以用C相进行分析。其他相别同理。由故障特征确定故障边界条件。例如：A相接地短路故障，A相有故障电流，A 相电压为零，B、C两相没有故障电流，则边界条件为：IKB=IKC=0；UKA=0。由故障边界条件，通过对称分量法求取特殊相各序分量。,5,首先介绍一下对称分量法的

4、基本公式：如下图所示：当系统发生不对称故障时，通过对称分量都可以将不对称的故障量转换为三个对称分量的叠加。这样做的目的是便于我们分析、计算。其互换公式如下：FA1=1/3(FA+aFB+a2FC)FA2=1/3(FA+a2FB+aFC)FA0=1/3(FA+FB+FC)FA=FA1+FA2+FA0 FB=FB1+FB2+FB0=a2FA1+aFA2+FA0)FC=FC1+FC2+FC0=aFA1+a2FA2+FA0)式中 a表示逆时针旋转120o也即向超前方向旋转120o,a2表示逆时针旋转240o也即向超前方向旋转240o 这六个公式在我们的短路故障分析中经常用到的，首先需要通过它将全电压、

5、全电流分解成三个对称的相序分量进行分析、计算；然后需要通过它将计算结果还原为全电压、全电流。因此必须熟练掌握。,6,下面以A相接地短路故障为例，介绍序分量的求取方法边界条件为：IKB=IKC=0；UKA=0。则：IKA1=1/3（IKA+aIKB+a2IKC）IKA2=1/3（IKA+a2IKB+aIKC）IKAo=1/3（IKA+IKB+IKC）又因IKB=IKC=0 所以IKA1=IKA2=IKAo=1/3IKA UKA=UKA1+UKA2+UKAo=0由各序分量关系，绘制特殊相序网图。首先介绍一下序网图的绘制方法：1、在序网图中，只有正序网络图包含电源电势，负、零序网络图中没有电源电势。

6、这是因为系统正常运行时只有正序分量，当发生不对称故障时才产生负、零序电压电流，也就是说负、零序电压电流是由故障点产生的。2、在序网图中，正、负序阻抗画到短路点结束，负荷侧阻抗不画；这是因为正、负序的短路通路由短路点到电源构成闭合回路；而零序阻抗要画到变压器接地点结束，这是因为零序的短路通路由短路接地点到变压器接地点构成闭合回路；变压器三角侧以后零序阻抗不画，因为三角形接线方式将零序分量滤去了使它不能往下级传变；变压器星型侧中性点不接地，其以后零序阻抗不画，因为星型侧中性点不接地对零序来说相当于无群大阻抗。,7,以A相接地短路故障为例，介绍序分量的求取方法由第三步各序分量关系可看出，A相各序电流

7、相等，各序电压相加为零；由于各序分量由故障量中分解所得，所以网络最终要合成一个闭和回路，通过上述条件可得只有各序网络头尾串联可实现。如下图示：对于正序分量电压UKA1M=UKA1+IKA1*X LM1=IKA1（X2+X0+X LM1）可得出：线路压降与短路点电压同方向，也就是说短路点正序电压最低，越往电源端走正序电压越高，电源点正序电压最高等于电源电势。对于负序分量电压UKA2M=UKA2+IKA2*X LM2=IKA1（X LM2-X2）可得出：线路压降与短路点电压反方向，也就是说短路点负序电压最高，越往电源端走负序电压越低，电源点负序电压最低等于零。,8,对于零序分量电压UKA0M=UK

8、A0+IKA0*X LM0=IKA1（X LM0-X0）可得出：线路压降与短路点电压反方向，也就是说短路点零序电压最高，越往主变接地点走零序电压越低，主变接地点零序电压最低等于零。通过计算结果绘制向量图以供分析。,9,（一）单相接地短路K（1）故障特点 单相接地短路故障在上面介绍分析方法时已详细介绍，在此不在重复，现在着重介绍一下单相接地短路故障的特点：1、出现负、零序分量；2、序网构成中正、负、零序分量串联，也即在正序的基础上串入了X2+X0阻抗；3、接地故障必然产生零序分量；4、不对称故障必然产生负序分量；5、短路点非故障相电流为零，对于单电源网络保护安装处非故障相电流也为零，对于双电源网

9、络当各序分量阻抗分配系数 X1N/（X1M+X1N）=X2N/（X2M+X2N）=X0N/（X0M+X0N）时保护安装处非故障相电流为零；不等时不为零。（此处所说的是故障分量，不包括故障前的负荷电流）6、故障相电压超前故障相电流一个线路阻抗角。7、负、零序电流超前负、零序电压（180度减一个线路阻抗角）。,10,（二）两相短路故障的特点 1、出现负序分量；没有零序分量。2、序网构成中正、负序分量同相并联，也即在正序的基础上串入了X2阻抗；3、不对称故障必然产生负序分量；4、短路点非故障相电流为零，对于单电源网络保护安装处非故障相电流也为零，对于双电源网络当各序分量阻抗分配系数X1N/（X1M+

10、X1N）=X2N/（X2M+X2N）时保护安装处非故障相电流为零；不等时不为零。（此处所说的是故障分量，不包括故障前的负荷电流）通常认为正、负序阻抗相等X1=X2，所以对于两相短路故障来说可以认为保护安装处非故障相电流为零。5、故障相间电压超前故障相间电流一个线路阻抗角。,11,（三）两相接地短路故障的特点 1、出现负、零序分量；2、序网构成中正、负、零序分量同 相并联，也即在正序的基础上串入了 X2X0阻抗；3、接地故障必然产生零序分量；4、不对称故障必然产生负序分量；5、短路点非故障相电流为零，对于单 电源网络保护安装处非故障相电流也为 零，对于双电源网络当各序分量阻抗分 配系数X1N/（

11、X1M+X1N）=X2N/（X2M+X2N）=X0N/（X0M+X0N）时保护安装处非故障相电流为零；不等时不为零。（此处所说的是故障分量，不包括故障前的负荷电流）6、故障相间电压超前故障相间电流一个线路阻抗角。7、负、零序电流超前负、零序电压（180度减一个线路阻抗角）。,12,（四）三相短路故障的特点：1、只有正序分量；没有负、零序分量。2、序网构成中同样只有正序分量，也可以说在正序的基础上串入了阻抗 零；3、故障相电压超前故障相电流一个线路阻抗角。,13,二、各种短路故障电流比较 1、三相短路与两相短路故障相电流比较：由前面分析可知|IK3|=E/X1，|IK2|=3 E/（X1+X2）

12、因X1=X2=3 E/（2X1）所以|IK2|=3|IK3|/2 2、三相短路与单相接地短路故障相电流比较：由前面分析可知|IK3|=E/X1，|IK1|=3 E/（X1+X2+X0）因X1=X2 所以|IK1|=3 E/（2X1+X0）因为通常零序阻抗大于正序阻抗,所以|IK1|IK3|3、单相接地短路与两相接地短路故障零序电流比较：由前几节分析可知|I0K1|=3E/（X1+X2+X0）因X1=X2=3E/（2X1+X0）|I0K1.1|=3E/（X1+X2X0）*X2/（X2+X0）因X1=X2=3E/（X1+2X0）因为通常零序阻抗大于正序阻抗所以|I0K1.1|I0K1|,14,第二

13、章 继电保护的基本原理、构成 和分类,15,1、基本原理,找差别 实现保护,非电气量：瓦斯保护，过热保护等。,原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可找出一种原理，且差别越明显，保护性能越好。,16,2、继电保护装置的构成,测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流、电压、阻抗、功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。,根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，

14、最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。常用逻辑回路有：或、与、非、延时启动、延时返回、记忆等。,根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时,动作于跳闸并发出信号；不正常运行时发出信号；正常运行时不动作等。,17,3、继电保护的分类,按继电保护测量值与整定值的关系分类 过量保护（测量值整定值时动作）欠量保护（测量值整定值时动作）,按保护所起的作用分类 主保护、后备保护、辅助保护等,主保护：反映被保护元件本身的故障，并以尽可能短的时限切除故障的保护,18,后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护,近后备保护：在本元件处装设

15、两套保护，当主保护拒动时，由本元件的另一套保护动作,远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护,辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护,19,4、电力系统继电保护的基本要求,对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性，即保护的“四性”。,选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。,20,选择性,例：,21,选择性,例：,22,选择性,例：,23,选择性,例：,停电,24,选择性,例：,停电,25,小结：选择性就

16、是故障点在区内就动作，区外就不动作。当主保护未动作时，由近后备或远后备切除故障，使停电面积最小。因远后备保护比较完善（对保护装置、断路器、二次回路和直流电源等故障所引起的拒绝动作均起后备作用）且实现简单、经济，应优先采用。,26,速动性,作用于断路器跳闸的保护都要求动作迅速其主要原因如下：可以提高系统稳定性 减少用户在低电压下工作的时间 减少故障元件的损坏程度 避免故障进一步扩大,27,故障切除时间：,tpr-保护动作时间 tQF-断路器动作时间,最快,速动性,快速保护：,断路器：,最快,28,灵敏性,灵敏性是指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，

17、不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。,通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为Ksen,29,灵敏性,对反应于数值上升而动作的过量保护（如电流保护）,其中故障参数的最小计算值是根据实际可能的最不利运行方式、故障类型和短路点来计算的。,30,对反应数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护）,其中故障参数的最大计算值是根据实际可能的最不利运行方式、故障类型和短路点来计算的。,灵敏性,31,灵敏性,在继电保护和安全自动装置技术规程中，对各类保护的灵敏系数的要求都作出了具体规定，一般要求灵敏系数在1.22之间。,可靠性,可靠性是指发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作，即不发生拒绝

18、动作（简称拒动）；而在不该动作时，它能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。,32,上述四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础，也是贯穿全课程的一个基本线索。在它们之间既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。例如强调快速性时，有时会影响可靠性、选择性和灵敏性，强调选择性时又会影响快速性和灵敏性。继电保护的科学研究、设计、制造和运行的绝大部分工作是围绕着如何处理好这四个基本要求之间的辨证统一关系而进行的。,33,第三章 电网的电流保护和方向性电流保护,电网相间短路的三段式电流保护配置,应用领域：35KV、10KV网络线路保护,34,一、单侧电源网络相间短路电流保护电流速断保护（第段）,仅

19、反应于相电流增大而瞬时动作的电流保护。1、短路电流的计算：,图中 1最大运行方式下d(3)2最小运行方式下d(2)3保护1第一段动作电流,35,可见，Id的大小与运行方式、故障类型及故障点位置有关最大运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大的方式。（Zs.min）最小运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最小的方式。（Zs.max）,36,单侧电源网络相间短路时电流特征,k1,37,2、整定值计算及灵敏性校验,为了保护的选择性，动作电流按躲过本线路末端短路时的最大短路电流整定保护装置的动作电流：能使该保护装置起动的最小电流值，用电力系统一次侧参数表示。

20、在图中为直线3，与曲线1、2分别交于a、b点可见，有选择性的电流速断保护不可能保护线路的全长,动作电流：动作时限：TdzI=0 s,38,k1,K2,式中：,1,39,灵敏性,灵敏性：用保护范围的大小来衡量 lmax、lmin一般用lmin来校验：要求：（1520）方法：图解法 解析法：,式中 ZL=Z1*L被保护线路全长的阻抗值,40,k1,K2,最小保护范围校验,要求（1520）%,41,算例,计算电流速断保护1的动作电流、时限以及最小保护范围。已知：,Kk=1.2,Z1=0.4/KM，Zsmax=18,Zsmin=12,42,4、小结,仅靠动作电流值来保证其选择性能无延时地保护本线路的一

21、部分（不是一个完整的电流保护）。当系统运行方式变化比较大，或者保护线路长度比较短（短线路），可能无保护范围终端线路采用线路变压器组的接线方式方式，按躲变压器低压侧线路出口处短路整定，可保护本线路全长，并能保护变压器的一部分。,43,二、单侧电源网络相间短路电流保护限时电流速断保护（第段）,1、要求：（1）任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性（2）在满足要求（1）的前提下，力求动作时限最小。因动作带有延时，故称限时电流速断保护。,44,2、整定值的计算和灵敏性校验,为保证选择性及最小动作时限，首先考虑其保护范围不超出下一条线路第段的保护范围。即整定值与相邻线路段配合。动作电流：动作时间：

22、t取0.5“，称时间阶梯（时限级差）灵敏性：要求：1.31.5若灵敏性不满足要求，与相邻线路第段配合：,如果仍小于1.3，可考虑采用电流电压连锁保护，或采用距离保护,45,式中：,1)起动电流的整定,46,2)动作时限的选择,应比下一条线路速断保护的动作时限高出一个时间阶梯t,47,按系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路时的短路电流进行校验,要求 Ksen 1.31.5,3)灵敏性的校验,48,当灵敏度不满足要求时,49,4、小结：限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性与第段共同构成被保护线路的主保护，兼作第段的近后备保护。,50,三、单侧电源网络

23、相间短路电流保护定时限过电流保护（第段）,1、作用：作为本线路主保护的近后备以及相邻线下一线路保护的远后备。其起动电流按躲最大负荷电流来整定。不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。,51,2、整定值的计算和灵敏性校验：,1）、动作电流：躲最大负荷电流 在外部故障切除后，电动机自起动时，应可靠返回。电动机自起动电流要大于它正常工作电流，因此引入自起动系数KZq,式中，,52,2）、动作时间,在网络中某处发生短路故障时，从故障点至电源之间所有线路上的电流保护第段的测量元件均可能动作。例如：下图中d1短路时，保护14都可能起动。为了保证选择性，须加延时元件且其动作时间必须相互配合。,阶梯时间

24、特性,当相邻有多个元件，应选择与相邻时限最长的配合,53,3）、灵敏性,近后备：Id1.min本线路末端短路时的短路电流远后备：Id2min 相邻线路末端短路时的短路电流,54,3）灵敏性的校验,（1）作为近后备时,采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流来校验，要求,1,55,采用最小运行方式下相邻线路末端两相短路时的电流来校验，要求,1,（2）作为远后备时,56,4、小结,第段的IdZ比第、段的IdZ小得多，其灵敏度比第、段更高；在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限都互相配合时，才能保证选择性；保护范围是本线路和相邻下一线路全长；电网末端第段的动作时间可以是保护中所有元件的固有动作时

25、间之和（可瞬时动作），故可不设电流速断保护；末级线路保护亦可简化（或），越接近电源，t越长，应设三段式保护。,57,五、三段式电流保护评价,选择性：在单测电源辐射网中，有较好的选择性（靠IdZ、t），但在多电源或单电源环网等复杂网络中可能无法保证选择性。灵敏性：受运行方式的影响大，往往满足不了要求。第段：运行方式变化较大且线路较短，可能失去保护范围；第段：长线路重负荷（If增大，Id减小），灵敏性不满足要求。速动性：第、段满足；第段越靠近电源，t越长缺点可靠性：线路越简单，可靠性越高优点应用范围：35KV及以下的单电源辐射状网络中；第段：110KV等，辅助保护,58,第二节 电网相间短路的方向

26、性电流保护,问题的提出双电源多电源和环形电网供电更可靠,但却带来新问题,对电流速断保护：d1处短路，,d2处短路，,对过电流保护：d1处短路，,d2处短路，,有选择性:,59,保护1、3、5只反映由左侧电源提供的短路电流，它们之间应相互配合。而保护2、4、6仅反映由右侧电源提供的短路电流，它们之间应相互配合，矛盾得以解决,原因分析：反方向故障时对侧电源提供的短路电流引起误动。解决办法：加装方向元件功率方向继电器。仅当它和电流测量元件均动作时才启动逻辑元件。这样双侧电源系统保护系统变成针对两个单侧电源子系统。,60,双侧电源网络中电流保护整定的特点：1、电流速断保护,如果保护定值大于反方向短路的

27、最大电流，则不需要安装方向元件,61,限时电流速断保护,原则与单侧电源网络中第段的整定原则相同，与相邻线路段保护配合。需考虑保护安装点与短路点之间有分支的影响，即分支电路的影响。分支电路分两种典型情况：助增，外汲。,62,限时电流速断保护,原则与单侧电源网络中第段的整定原则相同，与相邻线路段保护配合。需考虑保护安装点与短路点之间有分支的影响，即分支电路的影响。分支电路分两种典型情况：助增，外汲。,63,第四章 110kV微机保护整定计算原则的优化和简化实践,64,摘要：从咸宁电网实际情况出发，介绍整定计算所遵循的原则以及整定计算中所遇到的一些特殊问题的处理办法，分析并提出了110kV微机保护整

28、定计算的简化原则和优化方案。为继电保护工作者在整定计算环节中通过分析规程并结合保护特性研究简化计算方法提供了策略性的建议，对确保电网运行安全可靠、减少误整定、提高工作效率具有实际意义。关键词：变压器保护 线路保护 整定计算 简化与优化,65,1、引言 继电保护及安全自动装置的整定值是继电保护及安全自动装置准确、可靠、合理地切除故障元件的重要保证。根据3110kV电网继电保护装置运行整定规程（DL/T 584-2007），结合咸宁电网的实际情况，经过实践摸索总结了以下整定原则及一些特殊问题的处理方法，并对部分整定计算原则进行了优化修正和简化，以符合当前的技术标准。对提高工作效率、减少误整定、确保

29、电网运行安全可靠有着实际的意义。本文介绍的整定方法，在电网正常运行时，保护各段都严格遵守逐级配合(定值配合、时间配合)的原则。特殊情况，结合出现特殊情况时电网的实际情况进行必要的调整。,66,2、整定计算基本原则和准备工作1)掌握电网系统情况和继电保护情况及图纸资料（包括系统一次接线图原理展开图、有关的二次回路图、继电保护技术说明书等）2)计算所用的短路电流是以方式人员提供的运行方式为基础进行计算的，分为系统大方式和系统小方式。根据系统等值参数，绘制系统正负序、零序阻抗图；按继电保护功能分类拟定短路计算的运行方式，选择短路类型，选择分支系数的计算条件，进行短路故障计算。3)整定计算按正常检修方

30、式(只停相邻一个元件)考虑，其他特殊检修方式必须重新对有关保护定值进行核算。4)只考虑同种原理保护之间的配合，不同原理保护之间只考虑简单配合。相间和接地故障的后备保护主要应保证灵敏度和选择性，若两者发生冲突时，按以下原则整定:电网正常运行时，尽量要求按逐级配合的原则整定;若不能逐级配合，考虑时间逐级配合，定值与高频保护配合;电网有元件检修时，若不能逐级配合，则考虑与相邻元件快速保护配合，时限上比相邻线配合段抬高一个t(0.3 s)。5)不考虑两套保护或两个开关同时拒动。6)要求保护全线的保护段在电网元件检修的状态下，也应保证线末故障有足够灵敏度。7)能不经其他元件闭锁的保护段应尽量不经闭锁.以

31、防因闭锁元件拒动导致保护拒动。8)相邻微机保护的时间级差取0.3s，否则时间级差取0.5s。,67,3、110kV变压器保护整定计算及简化原则 3.1 变压器保护按技术规程规定应装设的基本装置 1)针对变压器内部的各种短路及油面下降应装设瓦斯保护，其中轻瓦斯瞬时动作于信号，重瓦斯瞬时动作于断开各侧断路器。2)对变压器引出线、套管及内部的短路故障，根据变压器容量和运行情况的不同，可以装设电流速断保护或纵联差动保护作为主保护，瞬时动作于断开各侧断路器。3)对由外部相间短路引起的变压器过电流，根据灵敏度的要求，可采用过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流和单相式低电压起动的过电流保护或阻抗保

32、护作为后备保护，带时限动作于跳闸。4)对110KV及以上中性点直接接地的电力网，应根据变压器中性点接地运行的具体情况和变压器的绝缘情况装设零序电流保护和零序电压保护，带时限动作于跳闸。5)为防御长时间的过负荷对设备的损坏，应根据可能的过负荷情况装设过负荷保护，带时作用于信号。6)对变压器温度升高和冷却系统的故障，应按变压器标准规定，装设作用于信号或动作于跳闸的装置。,68,表1 变压器保护配置,备注：单侧电源变压器高压侧后备过电流保护无需跳高压侧母联开关；多侧电源变压器高压侧后备过电流保护宜跳高压侧母联开关。,69,3.2 变压器纵差保护整定计算 对于通过软件实现电流相位和幅值补偿的微机型保护

33、，各侧电流互感器二次均可按Y接线。选二次电流较大侧作为基本侧（一般选取高压侧），即（为变压器额定电流，为CT变比）。,70,1）差动电流速断保护 差动速断保护不受二次谐波电流闭锁条件的限制，而是靠电流值避开涌流，因此灵敏度较低。当变压器空载投入或变压器外部故障切除后电压恢复时，励磁涌流高达额定电流的68倍，当差动TA选择合适时，变压器外部短路流过差动回路的不平衡电流小于变压器空载投人时的励磁涌流。因此，在整定时可只考虑躲过变压器空载投入电网时励磁涌流，根据电网实际及经验值一般情况下取K 倍变压器高压侧二次额定电流值。即:,。K推荐值如下：6300kVA及以下 7.012.0；630031500

34、kVA 4.57.0；40000120000kVA 3.06.0；120000kVA及以上 2.05.0；变压器容量越大，系统电抗越大，K取值越小。,K推荐值如下：6300kVA及以下 7.012.0；630031500kVA 4.57.0；40000120000kVA 3.06.0；120000kVA及以上 2.05.0；变压器容量越大，系统电抗越大，K取值越小。,71,2）比率制动式差动保护 纵差保护最小动作电流应大于变压器额定负载时的不平衡电流：即,可靠系数，取1.31.5；,电流互感器的比误差，取0.1；,变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值；,由于电流互感器变比未完全

35、匹配产生的误差，初设时取0.05。,72,工程中宜取（0.20.5），工程中一般采用不小于0.3，起始制动电流为（0.81.0）。对最小动作电流，一种意见按不大于0.5，整定，在变压器匝间短路时能较灵敏反应；另一种意见是根据实际运行经验，按上述导则规定的整定值，过于灵敏，容易造成误动，从而适当提高差动保护最小动作电流，适当降低制动电流。对于常规二折线和微机三折线比率差动保护最小动作电流取0.5倍额定电流是比较合适的。制动系数一般整定为0.40.5，如果各侧TA不是同一变比，是经过补偿取得一致变比，则定值可取上限值。,对最小动作电流，一种意见按不大于0.5,73,3）二次谐波制动的整定 在利用二

36、次谐波制动来防止励磁涌流的差动保护中，二次谐波制动比表示差电流中的二次谐波分量和基波分量的比值。一般二次谐波制动比为0.10.25，为简化统一为0.18。4）其它定值整定 差动电流突变量起动定值，一般选取为0.2倍装置额定电流值；差流越限告警定值整定为(0.20.5)倍差动电流启动值，统一简化取0.2倍变压器基准侧二次额定电流；CT断线报警门槛定值按0.4倍差动电流启动值，即0.2倍变压器基准侧二次额定电流整定。,74,3.3 变压器相间后备保护配置整定及优化 复合电压闭锁及方向闭锁电流保护易用于升压变压器、系统联络变压器和过流保护不能满足灵敏度要求的降压变压器，作为变压器相间短路的后备保护。

37、1）变压器复合电压闭锁及方向闭锁a、110kV变压器高、中、低三侧后备过电流保护均需经复压闭锁，宜将各侧电压以或门形式输出作为复压闭锁开放条件。高压侧复压闭锁低电压取80V（线电压），中低压侧复压闭锁低电压取70V（线电压），负序电压取5V(线电压)。b、单侧电源变压器的过电流保护如需投方向闭锁，高压侧后备为母线指向变压器，中压侧和低压侧后备为变压器指向母线。对于终端变电站，各侧后备过电流保护方向闭锁可退出。,75,2）主变各侧复压闭锁过流定值整定为保证选择性，中低压侧过流保护的动作电流应躲过可能流过变压器的最大负荷电流，最大负荷电流可按以下情况考虑并取最大者：a、对并列运行的变压器，应考虑切

38、除1台时余下变压器所产生的过负荷电流，当并列运行的变压器容量不相等时，应考虑容量最大的1台变压器断开后引起的过负荷。b、当降压变压器中低压侧接有大量异步电动机时，应考虑躲过电动机自启动电流。c、对2台分列运行的降压变压器，在负荷侧母线分段断路器上装有备用电源自动投入装置时，应考虑备用电源自动投入后负荷电流的增加。d、与下一级线路的电流保护相配合，其动作电流躲过低压母线上所有线路速断电流保护动作电流的最大值。考虑在系统最小运行方式下中低压侧母线上发生两相金属性短路时流过保护的最小短路电流，以进行保护灵敏系数的校验，并应满足灵敏度要求。,76,3）相间后备保护的优化配置a、加强变压器低压侧的保护。

39、除继电保护技术规程规定低压侧，总断路器原设置的一套过流保护外再增设一套复压闭锁过流保护，作为低压母线保护或其后备，其定值与出线I段或II段相配合，对母线有1.5的灵敏度。即,最小方式下的系统阻抗标幺值；,主变阻抗标幺值；,低压侧CT变比。,其中,整定时限宜短：一是减少变压器出口故障短路电流对变压器和其它设备的损害，满足系统稳定要求：二是防止断路器柜中直流被烧毁而不能切除故障。一般第一时限应不大于0.6s跳本侧断路器，第二时限不大于1s跳变压器三侧，以防止低压侧断路器拒动。原来一套复压闭锁过流与出线最后一段相配合，整定时限也不宜太长。线路保护要逐级配合，同时要缩短级差。,77,b、完善变压器中压

40、侧保护。因中压侧与高压电网电气距离近，它的故障对主系统和变压器的安全影响更大。同样也应增设置一段复压方向过流保护，方向指向中压侧母线，整定原则同低压侧，也可设有两时限。c、高压侧必须有一套过流保护对低压侧母线有一定灵敏度（一般为1.2-1.3）。如果是复压过流，电压灵敏度可以用高、低压侧电压闭锁并联来解决。电流灵敏度不足及可能在故障切除后电压恢复负荷电流作用下误动问题尚无根本措施。,78,3.4变压器接地保护的配置整定 间隙零序过流保护与间隙零序过压保护构成了变压器接地后备保护，身兼两职，除做系统接地后备保护外，还应保证任何情况下，每一台主变中性点均不遭受过电压。间隙零序电流保护定值按规程推荐

41、一次值为100 A，0.5s；零序过压保护定值按规程推荐150180 V，0.5s（220 kV系统及110 kV电网中可能产生零序过电压较高的变电站的零序过压保护定值调整为180 V)。主要作用是系统发生单相接地故障后，对不接地变出现的过电压以及间隙击穿后产生的零序电流进行判断，达到定值且躲过暂态过电压时间即将主变切除。其目的是防止主变因长时间过电压冲击造成绝缘损坏；间隙长时间放电造成棒间隙损坏或通过的零序电流产生局部过热造成绝缘损坏等。变压器中低压侧配置接地告警，按0.10.3倍额定电压整定。一般整定为20V5s。,79,80,81,4、110kV线路保护整定计算及简化原则,4.1 110

42、kV线路运行方式及保护配置 咸宁地区110kV线路主要采用环网布置,开环辐射形运行的方式；根据线路供电方式可区分为终端线和联络线两种类型。110kV线路微机保护选型已规范化,基本功能配置为:电流差动保护全线速动；三段相间距离和接地距离；四段零序方向过流；二段VT断线过流；三相一次重合闸。,82,4.2 差动保护定值整定1）突变量启动定值：保证线路末端故障有足够灵敏度。一般推荐为0.2倍装置二次额定电流值。2）零序电流启动定值：按躲过最大零序不平衡电流整定，其整定范围为0.52.5A，也可按参照零序段电流整定，建议取0.51A。3）分相差动动作电流：按内部故障有灵敏度，取0.10.5倍额定电流。

43、4）零序差动动作电流：按线路经高阻接地时零序差动继电器可以动作灵敏度整定，按电流一次值为240A整定，时间为0.3s。5)静稳态破坏电流定值：按过负荷电流考虑，并应留有一定裕度。建议取1.2倍最大负荷电流。6）TA断线后分相差动定值：按躲过正常运行的最大负荷电流整定。,83,4.3 110kV微机线路零序电流保护整定原则的优化和简化 阶段式零序电流保护和接地距离保护都可以作为接地故障的后备保护,这两种不同动作原理的保护在功能上存在这一定的冗余。功能的冗余并不一定使得保护系统更可靠,相反,它使得阶段式零序电流保护和接地距离保护的整定计算变的更加复杂,也在一定程度上为系统的稳定运行埋下了隐患。因而

44、,在接地距离保护得到广泛应用的同时,阶段式零序电流保护可以进行一定的简化。对于线路上发生的接地故障,接地距离保护基本都可以正确的动作来切除故障,但是,接地距离保护有一个固有的缺陷,就是无法正确处理经大过渡电阻短路的接地故障。阶段式零序保护仅通过流过保护的零序电流来判断是否存在接地故障,而不会判断故障有没有经过渡电阻。鉴于零序电流保护处理经过渡电阻接地故障的优点,它可以弥补接地距离保护在切除经过渡电阻故障能力的不足,充分发挥其辅助保护的作用。,84,85,86,87,88,4.4 微机线路距离保护整定原则的优化和简化,目前在湖北咸宁地区电网投入运行的110 kV微机线路保护主要有北京四方的CSL

45、160B、CSC161和CSC163系列、许继电气的WXH810系列和WXH801、国电南自的PSL620C、东方3220系列等。这些数字式线路保护的投运极大改善了咸宁地区电网的运行水平,提高了可靠性。但是由于整定规程的落后,装置原理各异,给参数配合整定带来困难。北京四方、东方电气装置相间和接地距离均采用偏移四边形动作特性,需要整定电阻分量和电抗分量；许继电气装置接地距离采用偏移四边形特性的综合阻抗元件,整定电抗分量,相间距离采用圆特性,整定阻抗分量；国电南自装置相间和接地距离采用多边形特性元件,需要整定阻抗值,装置内部程序自动转换为电抗值。,89,90,91,92,93,3）相间距离及接地距

46、离在110 kV系统的应用 目前咸宁地区电网110 kV线路保护装置保护的配置都有三段相间距离、三段接地距离和四段零序电流保护,对于地区电网,一般开环运行,零序互感线路比较少,助增系数的计算相对简单,因此接地距离保护的加用是可行的。虽然接地距离的准确整定计算比较复杂,但在虽然接地距离的准确整定计算比较复杂,但在不影响保护效果的前提下可以进行简化整定,即在110 kV系统应用中近似整定。相间距离段、接地距离段定值按可靠躲过本线路末端接地故障整定,系数分别取0.85和0.7；相间距离段定值与接地距离段定值取相同值；接地距离段定值取相间距离段定值的0.78倍；时间的取值与相间距离一致。当线路保护接地

47、距离都加用后,不用考虑接地距离与零序保护的配合关系,相邻线路接地距离的配合等同相间距离的配合关系。按上述原则整定的接地距离保护计算简单,功能实用,在地区110 kV系统线路保护整定中有很好的效果。,94,6、辅助整定项说明 针对不同型号保护装置,统一相应的辅助整定值在整定计算中,有不少常见的辅助整定项,将其统一后,不仅可节省整定计算的时间,而且便于定值的规范。可例举如下:1)距离保护:、段振荡闭锁退出；瞬时加速段；、段按躲变低整定时线路阻抗角统一取72；同一条线路两侧IJW(静稳破坏检测电流)一次取值相同；旁路代主变时,IJW统一取5A。2)零序电流保护:0.1s延时加速段；TV断线时退出方向

48、；手合重合闸后零序段100ms延时投入；3)重合闸:架空线路和以架空线路为主的混合线路,重合闸投入；电缆线路和以电缆线路为主的混合线路,重合闸退出。非联络线且无地方电源的线路投非同期方式；联络线两侧均投检压方式。其他简化措施还包括:对于同一类型的保护,尽可能统一其控制字；对于退出运行的保护,在定值上统一取装置内定的极限值(最大最小值)等。,95,Thanks,96,主变保护配置及工作原理 主变保护运行管理规定,1,主要内容：,97,1、九宫风电电气设计说明,一、接入电力系统方式 湖北九宫山风电场一期工程总装机容量13.6MW，安装16台850kW风力发电机组。以110kV电压等级接入系统，风电

49、场由一回110kV出现至横石变电站，线路长度为20km。二、主接线 变电站设1台SZ10-16000，12181.25%/10.5kV，Uk=10.5%，Ynd11，有载调压变压器。在风电场10kV侧共有4回风电机联合单元进线，1回主变出线，另外还有2回电容器出线，1回场用变出线，10kV侧采用单母线接线方式。,2,98,风电场电能汇集至10kV侧后，经一台10/110kV主变压器升压至110kV后，由一回110kV架空线横石线接至石龙变电站。因此，在110kV侧，本期为1进1出，采用变压器线路组接线方式。短路电流计算 根据接入系统报告短路电流计算，以2010年作为计算水平年，风电场110kV

50、侧母线短路电流为13.78KA,考虑到今后系统容量的不断提高，故选择设备时需要考虑到一定的裕度。主变压器 采用户内、三相、铜绕组、自然油循环自冷却型油浸式有载调压电力变压器。变压器中心点经隔离开关接地。型号：SZ10-16000/110容量：16000kVA电压组合：12181.25%/10.5kV连接组编号：Ynd11阻抗电压：Uk=10.5%,2、主要电气设备参数,99,主变保护配置及工作原理,一、主变保护的典型配置主保护：主变差动保护和气体保护。（1）主变差动保护：根据差流原理设计，反映变压器绕组、引出线多相短路及大电流接地系统侧绕组和引出线接地短路、绕组匝间短路故障；（2）主变气体保护