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继电保护及整定计算方法范文1
配电系统由于自然的、人为的或设备故障等原因,使配电网的某处发生故障时,继电保护装置能快速采取故障切除、隔离或告警等措施,以保持配电系统的连续性、可靠性供电及保证人身、设备的安全。因此, 电力系统继电保护具有十分重要的作用。
1. 10kV、6 kV线路整定计算方案
我国的10kV配电线路的保护,一般采用电流速断、时限电流速断、过电流及三相一次重合闸构成。简称三段式过电流保护。
* 过流一段：无时限电流速断保护――速断
* 过流二段：带时限电流速断保护――时限速断
* 过流三段：定时限过电流保护――过流
1.1无时限电流速断保护――过流一段
不带时限（只有继电器本身固有动作时间）的瞬时动作电流保护。
由于10kV、6 kV线路一般为保护的最末级,所以在整定计算中,定值计算中要特别注重灵敏性,对有用户变电站的线路,选择性靠重合闸来保证。保护的动作电流按躲过被保护线路外部短路的最大短路电流来整定，以满足选择性的要求。
在以下两种计算结果中选较大值作为速断段整定值：
1）按躲过线路上配电变压器二次侧最大短路电流整定。实际计算时,可按距保护安装处较近的线路最大变压器低压侧故障整定。
Idz1=Kk ×I
式中: Idz1为速断保护一次动作值; Kk为可靠系数,取1.2～1.3; I为线路上最大配变二次侧最大短路电流,动作时间t≈0S。
2）、当保护安装处变电站主变过流保护为一般过流保护时(复合电压闭锁过流、低压闭锁过流除外),线路速断定值与主变过流定值相配合。
Ik=Kn×(Ig1-Ie)
式中: Kn为主变的电压比,对于35/10 降压变压器为3.5; Ig1为变电站中各主变的最小过流一次值; Ie为相应主变的额定电流一次值。
3）特殊线路的处理:
a、线路很短,最小方式时无保护区;下一级为重要的用户变电站时,可将速断保护改为时限速断保护。动作电流与下级保护速断配合(即取1.1倍的下级保护最大速断值),动作时限较下级速断大一个时间级差(此种情况在城区较常见,在新建变电站或改造变电站时,建议保护配置用微机保护,这样时间配合就容易了)。在时限无法配合的情况下,可靠重合闸来纠正选择性。
b、当保护安装处主变过流保护为复压闭锁过流或低电压闭锁过流时,不能与主变过流配合。
c、当线路较长且较规则,线路上用户较少,可采用躲过线路末端最大短路电流整定,可靠系数取1.3～1.5。此种情况一般能同时保证选择性与灵敏性。
d、当速断定值较小或与负荷电流相差不大时,应校验速断定值躲过励磁涌流的能力,且必须躲过配电变压器励磁涌流。
e、灵敏度校验。在最小运行方式下,线路保护范围不小于线路长度的15%整定。并允许速断保护保护线路全长。
Idmin （15%）/Idz1≥1
式中Idmin（15%）为线路15%处的最小短路电流; Idz1为速断整定一次值。
1.2带时限电流速断保护――过流二段
保护本线路全长并延伸至相邻线路，但不超过相邻线路无时限电流速断或是带时限电流速断保护的保护范围。以时限保证选择性。
动作电流取以下计算值较大者：
与相邻线路配合：I=K×I
与相邻变压器配合：I=K×I
动作时间整定为： t=t+t
保护灵敏度为：
K==
1.3定时限过电流保护――过流三段
1）动作电流按躲过线路最大负荷电流来整定，并以时限来保证动作选择性。此方法应考虑负荷的自启动系数、保护可靠系数及继电器的返回系数。为计算方便,可这三个系数合并为一个，称综合系数Kz。
即:Kz=Kk×式中: Kz为综合系数; Kk为可靠系数,取1.15～1.25; Kzq为负荷自启动系数,取1.5～2.5; Kfh为返回系数,取0.85。
微机保护可根据其提供的技术参数选择。而过流定值按下式选择:
I= Kz×Ifhmax式中I为过流一次值; Kz为综合系数,取2.0～3.7,负荷电流较小或线路有启动电流较大的负荷(如大电动机)时,取较大系数,反之取较小系数; Ifhmax为线路最大负荷电流,具体计算时,可利用自动化设备采集最大负荷电流或按照用户报装配电变压器的额定容量按照Ifhmax=计算得出, 式中S为配电变压器的视在功率，U为线路的额定电压。
2）按躲过线路上配电变压器的励磁涌流整定。变压器的励磁涌流一般为额定电流的4～6倍。因此,重合闸线路,需躲过励磁涌流。由于配电线路负荷的分散性,决定了线路总励磁涌流将小于同容量的单台变压器的励磁涌流。因此,在实际整定计算中,励磁涌流系数可适当降低。
I=Kk×Kcl=式中I为过流一次值; Kk为可靠系数，取1.15～1.25,Kcl为线路励磁涌流系数,取1～5,线路变压器总容量较少或配变较大时,取较大值; S为线路配变总容量kVA; U为线路额定电压,此处为10kV。
3)特殊情况的处理:
a、线路较短,配变总容量较少时, Kz或Kcl应选较大的系数;
b、当线路较长,过流近后备灵敏度不够时,可采用复压闭锁过流或低压闭锁过流保护,此时负序电压取0.06Ue,低电压取0.6～0.7Ue,动作电流按正常最大负荷电流整定。当保护无法改动时,应在线路中段加装跌落式熔断器或带有电流脱口的断路器，断路器大小按保1.5的灵敏度整定;
c、当远后备灵敏度不够时,由于每台配电变压器高压侧均有跌落式熔断器,可不予考虑;
d、当因躲过励磁涌流而使过流定值偏大,而导致保护灵敏度较低时,可考虑将过流定值降低,而将重合闸后加速退出。
e、灵敏度校验:近后备按最小运行方式下线路末端故障,灵敏度大于等于1.5;远后备灵敏度可选择线路最末端的较小配变二次侧故障,按最小方式校验,灵敏度大于或等于1.2。
Klm1=I/Idz1≥1.5
Klm2=I/Idz1≥1.2
式中I为线路末端最小两相短路电流; I为线路末端较小配变二次侧最小两相短路电流; Idz1为过流整定值。
过流保护时限配合如下图：
t2=t3+t
t1=max{t2,t4}+t
当为机电式、电磁式时t取0.5s，微机式取0.3s
2.重合闸
10kV、6kV配电线路一般采用后加速的三相一次重合闸,由于安装于末级保护上,所以不需要与其他保护配合。重合闸所考虑的主要为重合闸的重合成功率及缩短重合停电时间,以使用户负荷尽量少受影响。重合闸的成功率主要决定于电弧熄灭时间。电弧熄灭时间一般小于0.5s,因此,对重合闸重合的连续性,重合闸时间采用0.8～1.5s;农村线路,负荷多为照明及不长期运行的小型电动机等负荷,供电可靠性要求较低,短时停电不会造成很大的损失。为保证重合闸的成功率,一般采用1.0s的重合闸时间。实践证明,将重合闸时间由0.8s延长到1.0s,将使重合闸成功率由40 %以下提高到70 %左右。
3.10kV、6kV保护整定中容易忽视的问题及对策
3.1励磁涌流问题
励磁涌流是由于变压器铁心中的磁通不能突变和铁心饱和所引起的，励磁涌流中含有大量的非周期分量，含有大量的高次谐波，波形不连续，存在间断角。当变压器空载投入或外部故障切除，电压恢复时，变压器励磁涌流最大值可以达到变压器额定电流的6～8倍,并且跟变压器的容量大小有关,变压器容量越小,励磁涌流倍数越大。励磁涌流以一定时间系数衰减,衰减的时间常数同样与变压器容量大小有关,容量越大,时间常数越大,涌流存在时间越长，一般经过0.5～1s后，励磁涌流已衰减到小于变压器额定电流。
10kV线路装有大量的配电变压器,在线路投入时,这些配电变压器是挂在线路上,在合闸瞬间,各变压器所产生的励磁涌流在线路上相互迭加，产生了一个复杂的电磁暂态过程,在系统阻抗较小时,会出现较大的涌流,时间常数也较大。三段式电流保护中的电流速断保护由于要兼顾灵敏度,动作电流值往往取的较小,特别在长线路或系统阻抗大时更明显。励磁涌流值可能会大于装置整定值,使保护误动。这种情况在线路变压器个数少、容量小以及系统阻抗小时并不突出,因此容易被忽视,但当线路变压器个数及容量增大后,就可能出现。我局贺兰山站的9104银巴线就曾经在增容后出现10kV线路速断保护躲不过线路配电变压器励磁涌流的问题。
a、防止涌流引起误动的方法
励磁涌流有两个明显的特征,一是它含有大量的二次谐波,二是它的大小随时间而衰减,一开始涌流很大,一段时间后涌流衰减为零。利用涌流这个特点,在电流速断保护装置上加一短时间延时,就可以防止励磁涌流引起的误动作,这种方法最大优点是不用改造保护装置(或只作简单改造)。
3.2TA饱和对保护的影响问题
在10kV线路短路时,由于TA饱和,感应到二次侧的电流会很小或接近于零,使保护装置拒动,故障要由母联断路器或主变后备保护来切除,不仅延长了故障时间,使故障范围扩大,还会影响供电的可靠性,且严重威胁运行设备的安全。
a、避免TA饱和的方法
避免TA饱和主要从两个方面入手,一是在选择TA时,变比不能选得太小,要考虑线路短路时电流增大后TA饱和问题,一般10kV线路保护TA变比最好大于300/5;另一方面要尽量减少TA二次负载阻抗,尽量避免保护和计量共用TA,缩短TA二次电缆长度及加大二次电缆截面;对于综合自动化变电站10kV线路尽可能选用保护测控合一的装置,并在控制屏上就地安装,这样能有效减小二次回路阻抗,防止TA饱和。
3.310kV所用变保护存在的问题
所用变是比较特殊的设备,容量较小,可靠性要求高,且安装位置特殊,通常接在10kV母线上,其高压侧短路电流等于系统短路电流,可达十几kA,低压侧出口短路电流也较大。人们普遍对所用变保护的可靠性重视不够,这将对所用变直至整个10kV系统的安全运行造成严重威胁。
a、解决办法
解决所用变保护拒动问题,应从合理配置保护入手,其TA的选择要考虑所用变故障时饱和问题,同时,计量用的TA一定要与保护用的TA分开,保护用的TA装在高压侧,以保证对所用变的保护,计量用TA装在所用变的低压侧,以提高计量精度。在定值整定方面,电流速断保护可按所用变低压出口短路进行整定,过电流保护按躲过所用变的额定电流进行整定。
4.结束语
继电保护装置是保证电网安全运行、保护电气设备的主要装置，是组成电力系统不可分割的重要部分。保护定值计算不当或不正确动作，必将引起事故或使事故扩大，损坏电气设备，甚至造成整个电力系统崩溃瓦解，因此继电保护整定计算方案十分重要，继电保护工作人员应尽可能的按照实际情况及整定规程，合理安排整定方案，确保保护正确动作。
参考文献：
1.DL/T584-2007《3～110kV电网继电保护装置运行整定规程》《继电保护及安全自动装置运行管理规程》
2.崔家佩 孟庆炎 陈永芳 熊炳耀主编的《电力系统继电保护与安全自动装置整定计算》中国水利出版社
3.西安电力学校 高永昌主编《电力系统继电保护》教材
继电保护及整定计算方法范文2
关键词:继电保护;整定计算;全计算机应用
1继电保护整定计算方式
1．1全人工继电保护整定计算
继电保护整定计算的早期方式采用全人工计算，通过对故障电流的检测分析，计算出当前电路系统需要的保护定值，整个过程全部靠人员手工计算完成。为了简化计算过程，计算人员采取假设电路短路的方式进行计算，也就是对需要整定的各类短路电流进行预先假设，并对其进行Y/Δ变换，将计算得到的电流值进行整定。但是这种方法，就要求工作人员有较强的计算能力，同时还要对整个电路系统较为熟悉。随着电网结构性升级和机组的数量不断激增，单纯依靠人工计算，会导致该计算过程效率低下、准确率降低，而且如此巨大的人工计算量，实现起来也较为困难。
1．2半人工继电保护整定计算
随着电子技术的不断发展，电网系统的复杂程度越来越高，人工计算的整定速度和正确率无法再满足当前电网互联的需求。为了解决这一难题，此领域的专家学者采用计算机进行短路电流的计算，但是对于一些复杂问题，诸如各个装置之间的配合，以及内部各功能模块单位之间的配合，仍然需要人工计算，因此该阶段继电保护整定计算方式称为半人工方式，即计算机负责简单的短路电流的计算过程，对于过程复杂的定值计算部分和配合系数的选择，仍通过人工计算。这种计算方式虽然在一定程度上减少了人工计算的工作量，但是对于整定计算工作的全自动化仍然处于过渡阶段。
1．3全计算机继电保护整定计算
随着电力系统的运行自动化，而继电保护计算也随之更为成熟，为了进一步提高工作效率，电力工作者设计了全计算机的整定计算系统，即整定计算过程中的定值计算部分、短路电流计算部分以及配合系数选取部分全部交由计算机来完成，对复杂电网的计算，需要按照一定的规则进行融合计算，在满足系统要求的基础上充分发挥保护装置的效能。该计算方式用于电力系统上，可以提高工作效率和准确率，这对于整个继电保护整定计算领域是一个质的飞跃。
2继电保护的计算机技术应用
2．1自适应技术
在早期的全计算机继电保护计算方式中，电力工作人员采用自定规则的方式进行计算，依据一些特定要求整定适用于自身的定值计算方法，但该方法普适性较差，不能应对变化性较大的电网。为了满足这种需求，研究人员将自适应技术引入整定计算过程中，通过分析电网变化的可能性故障，调整继电保护性能，从而满足电网安全稳定运行的要求。这一技术不仅可以提高整定计算的工作效率，降低整定的繁琐程度，还在一定程度上提高了电网运行的抗干扰能力，并对整个电网用电的可靠性也大大加强。该技术的应用和发展对整个整定计算领域带来了新的突破。
2．2大数据技术
随着互联网技术的发展，电网系统也处于物联网中重要的一环，大数据技术的应用也是必不可少的，通过提高电网系统的硬件水平，能够满足大数据的可靠存储及快速读取，使用大数据技术可将电网的基本参数、网络运行状态、故障类型、保护整定原则以及配合系数等数据都可进行实时存储读取，将电网的实时状态反馈到全计算机整定系统中去，这就为继电保护整定自动化带来了极大的方便，为继电保护整定计算领域进一步的深入研究，提供了坚实的数据基础。
2．3人工智能技术
近年来，人工智能技术已经广泛应用于各行各业，在某些领域己经成功实现了人工智能代替人类解决复杂问题，同样在继电保护领域也可享受到人工智能带来的便利，其中神经网络和专家系统的应用最为普遍。在大数据支撑的基础上，将继电保护计算过程进行优化，建立最优计算模型，模仿人类推理和决策过程，从而实现继电保护计算系统的智能化。利用人工智能技术，复杂的整定计算方法和过程可得到有效的解决，可用计算机系统代替电力系统继电保护整定计算人员，对电网进行整定计算，既高效又准确。通过人工智能将继电保护计算的理论依据和专家经验有效结合起来，构成新的专家知识库，并将整定计算流程融入到专家系统的推理机中，使得整定计算系统具备推理决策能力，从而高效可靠的处理计算工作。这一技术的实现和应用，将大大减轻电力人员的工作量，同时还可根据不同电路系统进行自身优化调整，将分析结果供工作人员参考，并进行二次修正，这一技术的实现将整定工作变得更加可靠和适用，并对电力系统的安全运行具有重大的经济效益和社会效益。
2．4人机交互技术
为了实现电力工作人员可实时观测到继电保护装置在电网中的运行状况，研究人员引入了基于可视化图像的人机交互技术。该技术可以将电力人员的计算结果进行高效直观的展示，并且电网信息和电厂运行情况以图形的方式显示，从而方便工作人员对研究对象进行特征提取并直观看出其变化规律，进一步提高了定值整定计算的工作效率，并且还为调整计算软件提供了良好的人机交互界面。近年来，人机交互技术在电力系统中得到多方面的应用，未来也将成为电力系统继电保护整定计算软件的主要发展方向。
继电保护及整定计算方法范文3
关键词：县级电网；继电保护；整定
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.136
0 引言
继电保护系统是电力系统中不可缺少的组成部分，主要是元件上出现问题影响电力系统的安全运行。元件的损坏在自然因素或人为因素的影响下都不能正常运行，所以继电保护装置的出现不仅对事故的处理增加了确定性，也解决不同条件下的处理工作。
1 县级电网整定工作的特点
县级电网的电压数值比较低，网络结构相对其他结构来说比较简单。但配网的系统比较大，在县级上的压缩时限差有限就会降低失配现象。县级中不规范的线路也较多，长线路与短线路之间的连接情况复杂，特别是小电网中引发的问题就比较多[1]。相对于县级电网出现的问题，高压电网建立的模型就比较规范性，所以要解决县网中的一些问题才能有效的建立应用化的系统。县级中不规则的电网接线较多，特别是一些T型线路、长线路与短线路之间的配合都没有相应的保护。县网中的保护设备虽然比较多、类型丰富，但它们之间的配置方式都不同。有些设备由于某些条件的影响还不能按照一定的标准进行保护。例如有些装置上的原因由于电流阻断现象就只能OS投入，特别是一些短线路上的I段保护在出口处没有一定的灵敏度，保护范围不明确，所以在这种情况下就要进行特殊的处理方法。县级电网受定值限制的影响，对于低压电网的实施就要受主系统电网的安全影响，由于较多的定值条件就会出现较多的失配情况，例如：低压电网由于压缩时间之间的差值出现的一些问题。县级电网中的网架布局也具有一定的限制，由于变电所之间的连接线比较多，导致很多配置上出现特殊性和多种变化。
2 继电保护系统的整定计算平台
继电保护系统的整定计算平台在我国使用中大多是面向高压等级的系统建设，还没有形成网架发展的整定要求[2]。在县级电网整定系统的应用模式下，要保持电网的变化是提高人工之间的来完成数据等值的，但这种方式使电网中的相互关系还不能准确的反应出来；而且县级地区的电网在自备机组、新能源机组等一些小电源上没有进行统一的保护，所以整定计算方法并不是一个统一的模型。根据县级调控系统思路的提出，它的整定计算和管理模式都要进行统一的区域管理，实现县级的继电保护整定值能带动我国实现统一的电网模型。县级要实现一体化，它的整定数值都要上传到地调审核进行签发，因为地县级接口能实现全程管理，满足网络一体化的要求。实现的继电保护计算系统能够实现大众化的计算功能，虽然在计算中很多系统的运行方式比较相同，所运用的参数能够进行批量计算，但对于特别的模式计算就需要人们进行分析。所以要提高整定工作的效率就要将手动的计算方式与自动的计算方式进行有机的整合。在整定过程中，要运用比较方便、灵活的方式减轻整定人员的工作负担，实行规范化管理，保证效率的提升。根据我国颁布的整定章程，整定人员要根据不同地区的不同条件做出相应的对策，例如在一些水电较多的县级地区，整定人员在处理中既要做到灵活性处理，还要实现信息的规范化处理。最好在具体实行中建立相应的图形交互界面，将计算过程以及功能表现在图形界面[3]。最后还要建立继电保护的数据库，使数据库信息能够达到资源共享的作用。
3 县级电网继电保护整定及相关问题探讨
3.1 求取保护范围
在选择性的校核中要进行多次的保护措施才能确定出它的范围。由于实现保护范围的距离保护，就要检测出断流和零序电力之间的速断保护。运用图解法、故障模型法、等值模型代数法等多种方式计算出电流的保护范围。如果要运用图解法就需要大量的计算，不能有效的满足系统的要求。因为计算故障的过程时，校核的系统对象是一直保持不变的，产生的阻抗矩阵也不会改变，所以选择继电保护范围就要采取阻抗矩中不会改变的作为优势。根据之前阻抗矩阵和保护所需要的数值进行取值，通过简单的代数计算出准确的数值。
3.2 探讨在线校核
要提升继电保护中的定值性能就要通过在线校核的方式，它也可以计算出负荷潮流在继电定值上所产生的影响，从而改变短时间内重负荷潮流线路的数值[4]。由于在线校核的实时数据获取的方式比较复杂，所以目前在运行中大多是由于离线校核方式进行的。EMS/SCADA的出现解决了电力系统的当前状态，它能对开关上的信息、量测数据、实时网络连接以及运行的状态进行完整的确定，实现了在线校核的网络结构化和继电保护整定计算。目前EMS/SCADA和在线校核系统的数据传输过程中，在线校核系统只接受实时系统中的运行数据，这种单向的数据传输方式能够通过通信转发机去实现。在线校核系统能够通过对接线的检查形成较为完善的系统，它不仅需要通讯转发机去实现，还需要对数据进行处理。
4 结论
随着电网自动化水平的不断提高，我国的县级电网也在不断改善，特别是中低压电网结构中的保护装置发生了较大的变化。为了提高县级电网的运行规模和系统容量，就要采取适应实际需要的继电保护整定工作，从而使电力系统实现现代社会的新挑战。
参考文献：
[1]俞淑军.县级电网继电保护整定及相关问题探讨[D].华北电力大学，2014.
[2]严琪.地区电网继电保护整定及相关问题探讨[D].华中科技大学，2006.
继电保护及整定计算方法范文4
【关键词】电力系统；继电保护装置；零序电流保护
前言
供电高压电网的各种电压等级的接地系统中广泛采用零序电流保护，是基于其工作原理简单，动作速度快，然而要将此保护应用到电网中，主要解决是保护定值计算。零序电流整定计算的结果，关系到电力系统运行的安全性，零序电流保护装置也是电力系统重要的二次设备之一，正确的保护定值是防止事故进一步扩大的基础，在电力生产运行工作和电力工程的设计中，零序电流保护整定计算就是保障电网安全运行的重要工作之一。
1 零序电流整定配合原则
1.1 电网运行方式的选择
零序电流保护受其运行方式变化对定值影响较大。合理、恰当的选择运行方式，可以改善保护性能，充分发挥保护的作用。选择电网运行方式的一般原则如下：
（1）整定计算应以电力系统常见的运行方式为依据。电力系统常见的运行方式为正常运行方式和正常检修方式，正常运行方式就是指系统经常（指一年中大部分时间）所处的状态，此时系统内的线路、变压器等设备全部投入运行，发电设备按照系统正常负荷的要求全部或部分投入，要充分发挥保护的作用，首先要改善正常运行情况下的保护性能。因此整定计算时，要着眼于正常运行方式，尽量保证在正常运行方式下，保护有较好的功能。
（2）对于发电厂和外部系统运行方式的改变，目前国内外各电网进行整定保护计算时，一般认为在正常运行方式下，系统内所有发电厂均处于最大运行方式（按负荷要求，投入的机组最多）。而最小运行方式，在与该电厂相连接在同一条母线上的线路进行整定计算时，才需考虑。
（3）对正常检修方式外的其他方式，可视为特殊运行方式，不作为整定计算的依据，可先做一个补充方案。
（4）考虑保护整定方案，按变电所零序阻抗能保持基本稳定的条件，特殊运行方式下根据具体运行条件采取措施满足运行要求。
（5）对于一个具体的保护装置来说，在上述各种常见的运行方式下，当整定计算点发生短路时，通过该保护的短路电流达到最大值（或最小值）时所对应的运行方式称为该保护的最大或（最小）运行方式。
1.2 故障类型和故障方式的选择
零序电流保护的整定，和其他整定也一样，应以常见的故障类型和故障方式为依据，具体如下：
（1）只考虑单一设备故障"对两个或两个以上设备的重迭故障，可视为稀有故障，不作为整定保护的依据。
（2）只考虑常见的，在同一点发生单相接地和两相短路接地的简单故障，不考虑多点同时短路的复杂故障。
（3）要考虑相邻线路故障对侧开关先跳闸或单侧重合于故障线路的情况，但不考虑相邻母线故障，中性点接地变压器先跳闸的情况（母线故障时，应按规定，保证母线联络开关或分段开关先跳，因为中性点接地变压器先断开，会引起相邻线路的零序故障电流突然增大，如果靠大幅度提高线路零序保护瞬时段定值来防止其越级跳闸，显然会严重损害整个电网保护的工作性能。所以必须靠母线保护本身来防止接地变压器先跳闸。
（4）对单相重合闸线路，考虑两相运行的情况（分相操作开关的相重合闸线路，原则上靠开关非全相保护防止出现两相运行情况。
（5）对三相重合闸线路，应考虑开关合闸三相不同期的情况。
2 零序电流整定计算存在的问题
根据继电保护整定计算原则，利用计算机进行这类继电保护整定计算的步骤为：
①采用对称分量法计算电力系统故障时的电气量。
②利用故障时的电气量计算继电保护的整定值。
目前基于以上两种点利用计算机进行继电保护整定计算存在几个问题：
2.1 网络开断时，阻抗矩阵的修改计算速度慢
用计算机进行继电保护整定计算，其计算核心就是查找运行方式变化时，网络的开断计算。往往进行保护整定时，只需开断保护本侧母线上所连支路及对侧母线所连支路。因此在计算中就没有必要，因为开断一支路，而重新形成全网的阻抗阵。此时必须有合理的，快速的方法来模拟网络的开断。
2.2 不适当的故障点、故障类型、运行方式选择
由于零序电流在整定计算的过程包括对不同的故障点（例如线路上任意一处、末端母线、相继动作）。不同的故障类型主要是单相接地故障和两相接地故障计算；对110kV网络在Ⅲ或者Ⅳ整定时，按照躲过线路末端变压器另一侧短路时可能出现的最大不平衡电流时，要考虑计算相间最大短路电流不同运行方式的计算（如切出电源支路、切除变压器支路、切除线路）各种组合进行计算，这样计
算复杂繁多，降低了计算速度。
2.3 查找运行方式造成多次重复开断同一线路
在整定计算中，为计算动作值和校验灵敏度，必须查找电力系统最不利的运行方式。
2.4 用常规分支系数计算时，计算量大
分支系数的大小等于故障线路零序电流和保护线路零序电流的比值，要求得最小分支系数，需要对故障类型！运行方式、故障点的考虑。运行方式存在重复开断，无须选择两种接地故障计算，故障点选择不合理。
2.5 重复计算同一分支系数
按上述计算机进行继电保护整定计算中采用线性流程，造成多次重复计算同一分支系数。以图1所示为例分析：
图1 网络结构图
例如在整定AB线路A侧Ⅱ段分支系数计算方法和整定计算A侧Ⅲ段是完全相同，这样的重复运算降低了整定的计算速度。因此计算时就应该加快分支系数的计算。
2.6 查找不到系统最不利的运行方式
在继电保护整定计算过程中，为计算动作值和校验灵敏度，必须查找电力系统最不利的运行方式。在计算继电保护的动作值时，为查找电力系统的最大运行方式，仅轮流开断保护所在线路对侧母线上所连接的线路，在校验继电保护的灵敏度时，为查找电力系统的最小运行方式，仅轮流开断保护所在线路背后母线上所连接的线路（一般轮流开断一回）。实际上，这种轮流开断方法在某些情况下，查找不到电力系统最不利的运行方式。现以图2中A线路上继电保护1、2的I、Ⅱ段保护动作值为例进行讨论。
图2 电力系统运行方式的选择
计算图中保护1的I段动作值时，根据现有方法故障点应选在母线，然后在母线上轮流开断一回，但由图可见，对保护1来讲，断开E-C线路才为电力系统最大运行方式；校验保护2的Ⅱ段灵敏度时，根据现有方法故障点应选在母线A，然后在母线上轮流开断一回线，但由图可见，对保护2来讲，断开E-C线路才为电力系统最小运行方式。由此可见，按现有方法可能查找不到继电保护整定计算所需的电力系统最不利的运行方式。
3 零序电流保护整定优化技术措施
对线路出现三相不同期合闸操作时，可能产生更大的零序电流而误动作，此时使保护带一个小小的延时（0.15内）以躲开，下面将讨论其优化技术措施：
3.1 故障类型和故障点的选择
就故障类型的选择来说，产生零序电流的故障类型只有单相接地和两相接地故障。在进行计算时要分别计算单相接地故障和两相接地故障零序电流进行其比较，选择最大值，实际上，根据故障分析理论，如果零序阻抗（Z0）大于正序阻抗（Z1）（Z0>Z1），单相接地短路的零序电流大于两相接地短路的零序电流，所以计算最大零序电流时，选取单相接地故障计算短路电流。反之取两相接地故障计算短路电流。这样计算工作就没有必要把两种类型的故障电流都计算出来再比较，减少了一半的计算工作量，就故障点的选择，根据零序电流整定计算原则，零序电流I段保护定值一定要大于保护范围外最大零序电流才能不越级跳闸又能始保护范围最大，此时故障点在开关对侧母线上比在线路上比更能满足上述要求。相继动作就不必考虑，因为如此零序电流增大而跳闸正是我们需要的。所以故障点只计算保护开关对侧母线节点。
3.2 运行方式的选择
3.2.1 不重复切线
图3 电力系统整定计算运行方式的选择
在继电保护整定计算过程中，为计算动作值和校验灵敏度，必须查找最不利的运行方式。在计算动作值时，要查找电力系统的最大运行方式，要计算不切线方式；轮流开断保护对侧母线上所连一线路、两条线方式。在校验灵敏度时，要查找最小运行方式，要轮流开断保护所在线路背后线上所连线路（一般轮流开断一回）。实际上在利用计算机进行整定计算时，通常是采用线性流程完成继电保护整定计算（即先整定完上一段再整定下一段的流程方式）。因此，上述方式在查找运行方式中存在大量的重复开断计算。以上图3为例。
在计算图3中线路AB的保护开关A的I段的动作值时，在B母线上要分别进行不切线和切一条线计算。在进行线路PC的F侧开关计算时就存在了重复计算开关A所开断线路，在计算延时段时也存在同样的重复计算。大量的重复计算影响了继电保护整定计算的速度和效率，影响程度和电网的结构有关。
此时为了避免线路的重复开断，改用不再按继电保护循环确定整定计算的顺序，具体方法为：首先计算不切线运行方式下，所有开关A、B、C、D、E、F、G、H的零序电流计算；然后再计算切一条线（如切BC）的运行方式下，开关A、D、E、F、G、H的零序电流计算；这样既没有重复运算，又对各个运行方式下，每个开关的零序电流值进行了计算。上述思想也可以用来在计算最小零序电流整定计算时运行方式的选择。
3.2.2 减少运行方式选择
在I段整定计算时计算最大零序电流，只考虑大方式及大方式下轮流切线情况。不考虑切除发电机的小方式，当然也不考虑小方式小轮断线路的计算；切除中性点接地变压器，有零序补偿措施。在求最小零序电流时，就只考虑小方式及小方式下轮流切线的情况，对大方式不必考虑。
3.2.3 查找最不利运行方式的方法
用扰动域方法，和下面发电机扰动域确定方法一样，扰动变量是零序电流变化值。
4 结束语
供电线路零序保护整定计算的目的是对电力系统中已经配置好的零序保护，按照具体的电力系统的参数和运行要求，通过计算分析给出所需的各项定值，使全系统中的零序保护及其他保护有机协调地部署，正确地发挥作用以适应了电力行业。
参考文献：
[1]陈永琳.电力系统继电保护的计算机整定计算.北京：水利电力出版社，1994
[2]许建安.继电保护整定计算.北京：中国水利水电出版社，2001.
继电保护及整定计算方法范文5
关键词：配电线路继电保护整定计算方法研究
1.前言
配电系统由于自然的、人为的或设备故障等原因,使配电网的某处发生故障时,继电保护装置能快速采取故障切除、隔离或告警等措施,以保持配电系统的连续性、可靠性和保证人身、设备的安全。因此,继电保护在电力系统中具有十分重要的作用。
2.常规10kV线路整定计算方案
我国的10kV配电线路的保护,一般采用电流速断、过电流及三相一次重合闸构成。特殊线路结构或特殊负荷线路保护,不能满足要求时,可考虑增加其它保护(如:保护Ⅱ段、电压闭锁等)。
2.1 电流速断保护
由于10kV线路一般为保护的最末级,所以在整定计算中,定值计算偏重灵敏性,对有用户变电所的线路,选择性靠重合闸来保证。在以下两种计算结果中选较大值作为速断整定值。
2.1.1 按躲过线路上配电变压器二次侧最大短路电流整定。实际计算时,可按距保护安装处较近的线路最大变压器低压侧故障整定。
Idzl=Kk×Id2max
式中:Idzl为速断一次值;Kk为可靠系数,取1.5;Id2max为线路上最大配变二次侧最大短路电流。
2.1.2 当保护安装处变电所主变过流保护为一般过流保护时(复合电压闭锁过流、低压闭锁过流除外),线路速断定值与主变过流定值相配合。
Ik=Kn×(Igl-Ie)
式中: Kn为主变电压比,对于35/10 降压变压器为3.33;Igl为变电所中各主变的最小过流值(一次值);Ie为相应主变的额定电流一次值。
2.1.3 特殊线路的处理:
1)线路很短,最小方式时无保护区;下一级为重要的用户变电所时,可将速断保护改为时限速断保护。动作电流与下级保护速断配合,动作时限较下级速断大一个时间级差,在新建变电所或改造变电所时,建议保护配置用全面的微机保护,这样改变保护方式就很容易了。
2)当保护安装处主变过流保护为复压闭锁过流或低压闭锁过流时,不能与主变过流配合。
3)当线路较长且较规则,线路上用户较少,可采用躲过线路末端最大短路电流整定,可靠系数取1.3～1.5。此种情况一般能同时保证选择性与灵敏性。
4)当速断定值较小或与负荷电流相差不大时,应校验速断定值躲过励磁涌流的能力,且必须躲过励磁涌流。
(4)灵敏度校验。在最小运行方式下,线路保护范围不小于线路长度的15%整定。允许速断保护线路全长。
Idmin(15%)/Idzl≥1
式中Idmin(15%)为线路15%处的最小短路电流;Idzl为速断整定值。
2.1.4 灵敏度校验。在最小运行方式下,线路保护范围不小于线路长度的15%整定。允许速断保护线路全长。
Idmin(15%)/Idzl≥1
式中Idmin(15%)为线路15%处的最小短路电流;Idzl为速断整定值。
2.2 过电流保护
2.2.1 按躲过线路最大负荷电流整定。此方法应考虑负荷的自启动系数、保护可靠系数及继电器的返回系数。为计算方便,可将此三项合并为综合系数KZ。
即:KZ=KK×Izp/Kf
式中:KZ为综合系数;KK为可靠系数,取1.1～1.2;Izp为负荷自启动系数,取1～3;Kf为返回系数,取0.85。
微机保护可根据其提供的技术参数选择。而过流定值按下式选择:
Idzl=KZ×Ifhmax
式中Idzl为过流一次值;Kz为综合系数,取1.7～5,负荷电流较小或线路有启动电流较大的负荷(如大电动机)时,取较大系数,反之取较小系数;Ifhmax为线路最大负荷电流,具体计算时,可利用自动化设备采集最大负荷电流。
2.2.2 按躲过线路上配变的励磁涌流整定。变压器的励磁涌流一般为额定电流的4～6倍。因此,重合闸线路,需躲过励磁涌流。由于配电线路负荷的分散性,决定了线路总励磁涌流将小于同容量的单台变压器的励磁涌流。因此,在实际整定计算中,励磁涌流系数可适当降低。
2.2.3 特殊情况的处理:(1)线路较短,配变总容量较少时,Kz或Klc应选较大的系数;(2)当线路较长,过流近后备灵敏度不够时,可采用复压闭锁过流或低压闭锁过流保护,此时负序电压取0.06Ue,低电压取0.6～0.7Ue,动作电流按正常最大负荷电流整定。当保护无法改动时,应在线路中段加装跌落式熔断器;(3)当远后备灵敏度不够时,由于每台配变高压侧均有跌落式熔断器,可不予考虑;(4)当因躲过励磁涌流而使过流定值偏大,而导致保护灵敏度较低时,可考虑将过流定值降低,而将重合闸后加速退出。
2.2.4 灵敏度校验:近后备按最小运行方式下线路末端故障,灵敏度大于等于1.5;远后备灵敏度可选择线路最末端的较小配变二次侧故障,接最小方式校验,灵敏度大于或等于1.2。
3.重合闸
10kV配电线路一般采用后加速的三相一次重合闸,由于安装于末级保护上,所以不需要与其他保护配合。重合闸所考虑的主要为重合闸的重合成功率及缩短重合停电时间,以使用户负荷尽量少受影响。
4.10kV保护整定中容易忽视的问题及对策
4.1 励磁涌流问题
4.1.1 励磁涌流对继电保护装置的影响
励磁涌流是变压器所特有的,是由于空投变压器时,变压器铁芯中的磁通不能突变,出现非周期分量磁通,使变压器铁芯饱和,励磁电流急剧增大而产生的。变压器励磁涌流最大值可以达到变压器额定电流的6～8倍,并且跟变压器的容量大小有关,变压器容量越小,励磁涌流倍数越大。
4.1.2 防止涌流引起误动的方法
励磁涌流有两个明显的特征,一是它含有大量的二次谐波,二是它的大小随时间而衰减,一开始涌流很大,一段时间后涌流衰减为零。利用涌流这个特点,在电流速断保护装置上加一短时间延时,就可以防止励磁涌流引起的误动作,这种方法最大优点是不用改造保护装置(或只作简单改造)。
4.2 TA饱和问题
4.2.1 TA饱和对保护的影响
在10kV线路短路时,由于TA饱和,感应到二次侧的电流会很小或接近于零,使保护装置拒动,故障要由母联断路器或主变后备保护来切除,不仅延长了故障时间,使故障范围扩大,还会影响供电的可靠性,且严重威胁运行设备的安全。
4.2.2 避免TA饱和的方法
避免TA饱和主要从两个方面入手,一是在选择TA时,变比不能选得太小,要考虑线路短路时TA饱和问题,一般10kV线路保护TA变比最好大于300/5;另一方面要尽量减少TA二次负载阻抗,尽量避免保护和计量共用TA,缩短TA二次电缆长度及加大二次电缆截面;对于综合自动化变电所,10kV线路尽可能选用保护测控合一的产品,并在控制屏上就地安装,这样能有效减小二次回路阻抗,防止TA饱和。
继电保护及整定计算方法范文6
关键词：10kV；配电线路；电流速断保护；整定计算
中图分类号：O361.4文献标识码：A 文章编号：
1 10kV配电线路的特点
10kV配电线路结构特点是—致性差，如有的为用户专线，只接带一=个用户，类似于输电线路；有的呈放射状，几十台甚至上百台变压器T接于同一条线路的各个分支上；有的线路短到几百m，有的线路长到几十千米；有的线路由35kV变电所出线，有的线路由110kV变电所出线；有的线路上的配电变压器很小，最大不过100kVA，有的线路上却有几千kVA的变压器；有的线路属于最末级保护，有的线路上设有开关站或有用户变电所等。
2 提出的问题
对于输电线路，由于其比较规范，—般无T接负荷，至多有一二个集中负荷的T接点。因此，利用规范的保护整定计算方法，各种情况均可——计算，—般均可满足要求。对于配电线路，由于以上所述的特点，整定计算时需做—些具体的特殊的考虑，以满足保护“四性”的要求。
3 整定计算方案
我国的10kV配电线路的保护，一般采用电流速断、过电流及三相一次重合闸构成。特殊线路结构或特殊负荷线路保护，不能满足要求时，可考虑增加其它保护(如：保护II段、电压闭锁等)。下面的讨论，是针对—般保护配置而言的。
3.1电流速断保护：由于10kV线路—般为保护的最末级。或最末级用户变电所保护的上一级保护。所以，在整定计算中，定值计算偏重灵敏性，对有用户变电所的线路，选择性靠重合闸来保证。在以下两种计算结果中选较大值作为速断整定值。
(1)按躲过线路上配电变压器二次侧最大短路电流整定。实际计算时，可按距保护安装处较近的线路最大变压器低压侧故障整定。
式中速断一次值；可靠系数，取l5；最大配变二次侧最大短路电流。
(2)当保护安装处变电所主变过流保护为一般过流保护时(复合电压闭锁过流、低压闭锁过流除外)，线路速断定值与主变过流定值相配合。
式中速断一次值；主变电压比，对于35／10降压变压器为333；变电所中各主变的最小过流值(一次值)；为相应主变的额定电流一次值。
(3)特殊线路的处理：线路很短，最小方式时无保护区；或下一级为重要的用户变电所时，可将速断保护改为时限速断保护。动作电流与下级保护速断配合(即取l.1倍的下级保护最大速断值)，动作时限较下级速断大—个时间级差(此种情况在城区较常见，在新建变电所或改造变电所时，建议保护配置用全面的微机保护，这样改变保护方式就很容易了)。在无法采用其它保护的情况下，可靠重合闸来保证选择性。
b.当保护安装处主变过流保护为复压闭锁过流或低压闭锁过流时，不能与主变过流配合。
C.当线路较长且较规则，线路上用户较少，可采用躲过线路末端最大短路电流整定，可靠系数取13～15。此种情况一般能同时保证选择性与灵敏性。
d.当速断定值较小或与负荷电流相差不大时，应校验速断定值躲过励磁涌流的能力．目必须躲过励磁涌流。
(4)灵敏度校验。按最小运行方式下，线路保护范围不小于线路长度的15％整定。允许速断保护保护线路全长。
式中线路15％处的最小短路电流；速断整定值。
3.2过电流保护：按下列两种情况整定，取较大值。
(1)按躲过线路最大负荷电流整定。随着调度自动化水平的提高，精确掌握每条线路的最大负荷电流成为可能，也变得方便。此方法应考虑负荷的自启动系数、保护可靠系数及继电器的返回系数。为了计算方便，将此三项合并为综合系数KZ。
即：
式中综合系数；可靠系数，取1.1～1.2；负荷自启动系数，取1～3 ；返回系数，取0.85。
微机保护可根据其提供的技术叁数选择。而过流定值按下式选择：
式中过流一次值；合系数，取1.7～5，负荷电流较小或线路有启动电流较大的负荷(如大电动机)时，取较大系数，反之取较小系数；线路最大负荷电流，具体计算时，可利用自动化设备采集最大负荷电流。
(2)按躲过线路E配变的励磁涌流整定。变压器的励磁涌流一般为额定电流的4～6倍。变压器容量大时，涌流也大。由于重合闸装置的后加速特性(1OkV线路—般采用后加速)，如果过流值不躲过励磁涌流，将使线路送电时或重合闸重合时无法成功。因此，重合闸线路，需躲过励磁涌流。由于配电线路负荷的分散性，决定了线路总励磁涌流将小于同容量的单台变压器的励磁涌流。因此，在实际整定计算中，励磁涌流系数可适当降低。
式中流一次值；线路励磁涌流系数，取1～5 ，线路变压器总容量较少或配变较大时，取较大值；线路配变总容量；线路额定电压。此处为10kV。
(3)特殊情况的处理：残路较短，配变总容量较少时，因为满足灵敏度要求不成问题，或应选较大的系数。
b.当线路较长，过流近后备灵敏度不够时(如15km以上线路)，可采用复压闭锁过流或低压闭锁过流保护，此时负序电压取0.06，低电压取0.6～0.7，动作电流按正常最大负荷电流整定，只考虑可靠系数及返回系数。当保护无法改动时，应在线路中段加装跌落式熔断器，最终解决办法是网络调整，使10kV线路长度满足规程要求。
c.当远后备灵敏度不够时(如配变为5～1OkVA，或线路极长),由于每台配变高压侧均有跌落式熔断器,因此可不予考虑。
d.当因躲过励磁涌流而使过流定值偏大，而导致保护灵敏度不够时，可考虑将过流定值降低，而将重合闸后加速退出(因10kV线路多为末级保护，过流动作时限一般为0.3s，此段时限也是允许的)。
(4)灵敏度校验：近后备按最小运行方式下线路末端故障，灵敏度大于等于15；远后备灵敏度可选择线路最末端的较小配变二次侧故障，接最小方式校验，灵敏度大于或等于l.2。
式中线路末端最小短路电流；线路末端较小配变二次侧最小短路电流；生流整定值。
4 重合闸
10kV配电线路一般采用后加速的三相一次重合闸，由于安装于末级保护上，所以不需要与其他保护配合。重合闸所考虑的主要为重合闸的重合成功率及缩短重合停电时间，以使用户负荷尽量少受影响。
重合闸的成功率主要决定于电弧熄灭时间、外力造成故障时的短路物体滞空时间(如：树木等)。电弧熄灭时间—般小于0.5s，但短路物体滞空时间往往较长。因此。对重合闸重合的连续性，重合闸时间采用0.8～1.5s；农村线路，负荷多为照明及不长期运行的小型电动机等负荷，供电可靠性要求较低，短时停电不会造成很大的损失。为保证重合闸的成功率，—般采用2.0s的重合闸时问。实践证明，将重合闸时间由0.Ss延长到2.0s，将使重合闸成功率由40％以下提高到60％左右。
5 有关保护选型
