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繼電保護及整定計算方法范文1
配電系統由于自然的、人為的或設備故障等原因,使配電網的某處發生故障時,繼電保護裝置能快速采取故障切除、隔離或告警等措施,以保持配電系統的連續性、可靠性供電及保證人身、設備的安全。因此, 電力系統繼電保護具有十分重要的作用。
1. 10kV、6 kV線路整定計算方案
我國的10kV配電線路的保護,一般采用電流速斷、時限電流速斷、過電流及三相一次重合閘構成。簡稱三段式過電流保護。
* 過流一段：無時限電流速斷保護――速斷
* 過流二段：帶時限電流速斷保護――時限速斷
* 過流三段：定時限過電流保護――過流
1.1無時限電流速斷保護――過流一段
不帶時限（只有繼電器本身固有動作時間）的瞬時動作電流保護。
由于10kV、6 kV線路一般為保護的最末級,所以在整定計算中,定值計算中要特別注重靈敏性,對有用戶變電站的線路,選擇性靠重合閘來保證。保護的動作電流按躲過被保護線路外部短路的最大短路電流來整定，以滿足選擇性的要求。
在以下兩種計算結果中選較大值作為速斷段整定值：
1）按躲過線路上配電變壓器二次側最大短路電流整定。實際計算時,可按距保護安裝處較近的線路最大變壓器低壓側故障整定。
Idz1=Kk ×I
式中: Idz1為速斷保護一次動作值; Kk為可靠系數,取1.2～1.3; I為線路上最大配變二次側最大短路電流,動作時間t≈0S。
2）、當保護安裝處變電站主變過流保護為一般過流保護時(復合電壓閉鎖過流、低壓閉鎖過流除外),線路速斷定值與主變過流定值相配合。
Ik=Kn×(Ig1-Ie)
式中: Kn為主變的電壓比,對于35/10 降壓變壓器為3.5; Ig1為變電站中各主變的最小過流一次值; Ie為相應主變的額定電流一次值。
3）特殊線路的處理:
a、線路很短,最小方式時無保護區;下一級為重要的用戶變電站時,可將速斷保護改為時限速斷保護。動作電流與下級保護速斷配合(即取1.1倍的下級保護最大速斷值),動作時限較下級速斷大一個時間級差(此種情況在城區較常見,在新建變電站或改造變電站時,建議保護配置用微機保護,這樣時間配合就容易了)。在時限無法配合的情況下,可靠重合閘來糾正選擇性。
b、當保護安裝處主變過流保護為復壓閉鎖過流或低電壓閉鎖過流時,不能與主變過流配合。
c、當線路較長且較規則,線路上用戶較少,可采用躲過線路末端最大短路電流整定,可靠系數取1.3～1.5。此種情況一般能同時保證選擇性與靈敏性。
d、當速斷定值較小或與負荷電流相差不大時,應校驗速斷定值躲過勵磁涌流的能力,且必須躲過配電變壓器勵磁涌流。
e、靈敏度校驗。在最小運行方式下,線路保護范圍不小于線路長度的15%整定。并允許速斷保護保護線路全長。
Idmin （15%）/Idz1≥1
式中Idmin（15%）為線路15%處的最小短路電流; Idz1為速斷整定一次值。
1.2帶時限電流速斷保護――過流二段
保護本線路全長并延伸至相鄰線路，但不超過相鄰線路無時限電流速斷或是帶時限電流速斷保護的保護范圍。以時限保證選擇性。
動作電流取以下計算值較大者：
與相鄰線路配合：I=K×I
與相鄰變壓器配合：I=K×I
動作時間整定為： t=t+t
保護靈敏度為：
K==
1.3定時限過電流保護――過流三段
1）動作電流按躲過線路最大負荷電流來整定，并以時限來保證動作選擇性。此方法應考慮負荷的自啟動系數、保護可靠系數及繼電器的返回系數。為計算方便,可這三個系數合并為一個，稱綜合系數Kz。
即:Kz=Kk×式中: Kz為綜合系數; Kk為可靠系數,取1.15～1.25; Kzq為負荷自啟動系數,取1.5～2.5; Kfh為返回系數,取0.85。
微機保護可根據其提供的技術參數選擇。而過流定值按下式選擇:
I= Kz×Ifhmax式中I為過流一次值; Kz為綜合系數,取2.0～3.7,負荷電流較小或線路有啟動電流較大的負荷(如大電動機)時,取較大系數,反之取較小系數; Ifhmax為線路最大負荷電流,具體計算時,可利用自動化設備采集最大負荷電流或按照用戶報裝配電變壓器的額定容量按照Ifhmax=計算得出, 式中S為配電變壓器的視在功率，U為線路的額定電壓。
2）按躲過線路上配電變壓器的勵磁涌流整定。變壓器的勵磁涌流一般為額定電流的4～6倍。因此,重合閘線路,需躲過勵磁涌流。由于配電線路負荷的分散性,決定了線路總勵磁涌流將小于同容量的單臺變壓器的勵磁涌流。因此,在實際整定計算中,勵磁涌流系數可適當降低。
I=Kk×Kcl=式中I為過流一次值; Kk為可靠系數，取1.15～1.25,Kcl為線路勵磁涌流系數,取1～5,線路變壓器總容量較少或配變較大時,取較大值; S為線路配變總容量kVA; U為線路額定電壓,此處為10kV。
3)特殊情況的處理:
a、線路較短,配變總容量較少時, Kz或Kcl應選較大的系數;
b、當線路較長,過流近后備靈敏度不夠時,可采用復壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流保護,此時負序電壓取0.06Ue,低電壓取0.6～0.7Ue,動作電流按正常最大負荷電流整定。當保護無法改動時,應在線路中段加裝跌落式熔斷器或帶有電流脫口的斷路器，斷路器大小按保1.5的靈敏度整定;
c、當遠后備靈敏度不夠時,由于每臺配電變壓器高壓側均有跌落式熔斷器,可不予考慮;
d、當因躲過勵磁涌流而使過流定值偏大,而導致保護靈敏度較低時,可考慮將過流定值降低,而將重合閘后加速退出。
e、靈敏度校驗:近后備按最小運行方式下線路末端故障,靈敏度大于等于1.5;遠后備靈敏度可選擇線路最末端的較小配變二次側故障,按最小方式校驗,靈敏度大于或等于1.2。
Klm1=I/Idz1≥1.5
Klm2=I/Idz1≥1.2
式中I為線路末端最小兩相短路電流; I為線路末端較小配變二次側最小兩相短路電流; Idz1為過流整定值。
過流保護時限配合如下圖：
t2=t3+t
t1=max{t2,t4}+t
當為機電式、電磁式時t取0.5s，微機式取0.3s
2.重合閘
10kV、6kV配電線路一般采用后加速的三相一次重合閘,由于安裝于末級保護上,所以不需要與其他保護配合。重合閘所考慮的主要為重合閘的重合成功率及縮短重合停電時間,以使用戶負荷盡量少受影響。重合閘的成功率主要決定于電弧熄滅時間。電弧熄滅時間一般小于0.5s,因此,對重合閘重合的連續性,重合閘時間采用0.8～1.5s;農村線路,負荷多為照明及不長期運行的小型電動機等負荷,供電可靠性要求較低,短時停電不會造成很大的損失。為保證重合閘的成功率,一般采用1.0s的重合閘時間。實踐證明,將重合閘時間由0.8s延長到1.0s,將使重合閘成功率由40 %以下提高到70 %左右。
3.10kV、6kV保護整定中容易忽視的問題及對策
3.1勵磁涌流問題
勵磁涌流是由于變壓器鐵心中的磁通不能突變和鐵心飽和所引起的，勵磁涌流中含有大量的非周期分量，含有大量的高次諧波，波形不連續，存在間斷角。當變壓器空載投入或外部故障切除，電壓恢復時，變壓器勵磁涌流最大值可以達到變壓器額定電流的6～8倍,并且跟變壓器的容量大小有關,變壓器容量越小,勵磁涌流倍數越大。勵磁涌流以一定時間系數衰減,衰減的時間常數同樣與變壓器容量大小有關,容量越大,時間常數越大,涌流存在時間越長，一般經過0.5～1s后，勵磁涌流已衰減到小于變壓器額定電流。
10kV線路裝有大量的配電變壓器,在線路投入時,這些配電變壓器是掛在線路上,在合閘瞬間,各變壓器所產生的勵磁涌流在線路上相互迭加，產生了一個復雜的電磁暫態過程,在系統阻抗較小時,會出現較大的涌流,時間常數也較大。三段式電流保護中的電流速斷保護由于要兼顧靈敏度,動作電流值往往取的較小,特別在長線路或系統阻抗大時更明顯。勵磁涌流值可能會大于裝置整定值,使保護誤動。這種情況在線路變壓器個數少、容量小以及系統阻抗小時并不突出,因此容易被忽視,但當線路變壓器個數及容量增大后,就可能出現。我局賀蘭山站的9104銀巴線就曾經在增容后出現10kV線路速斷保護躲不過線路配電變壓器勵磁涌流的問題。
a、防止涌流引起誤動的方法
勵磁涌流有兩個明顯的特征,一是它含有大量的二次諧波,二是它的大小隨時間而衰減,一開始涌流很大,一段時間后涌流衰減為零。利用涌流這個特點,在電流速斷保護裝置上加一短時間延時,就可以防止勵磁涌流引起的誤動作,這種方法最大優點是不用改造保護裝置(或只作簡單改造)。
3.2TA飽和對保護的影響問題
在10kV線路短路時,由于TA飽和,感應到二次側的電流會很小或接近于零,使保護裝置拒動,故障要由母聯斷路器或主變后備保護來切除,不僅延長了故障時間,使故障范圍擴大,還會影響供電的可靠性,且嚴重威脅運行設備的安全。
a、避免TA飽和的方法
避免TA飽和主要從兩個方面入手,一是在選擇TA時,變比不能選得太小,要考慮線路短路時電流增大后TA飽和問題,一般10kV線路保護TA變比最好大于300/5;另一方面要盡量減少TA二次負載阻抗,盡量避免保護和計量共用TA,縮短TA二次電纜長度及加大二次電纜截面;對于綜合自動化變電站10kV線路盡可能選用保護測控合一的裝置,并在控制屏上就地安裝,這樣能有效減小二次回路阻抗,防止TA飽和。
3.310kV所用變保護存在的問題
所用變是比較特殊的設備,容量較小,可靠性要求高,且安裝位置特殊,通常接在10kV母線上,其高壓側短路電流等于系統短路電流,可達十幾kA,低壓側出口短路電流也較大。人們普遍對所用變保護的可靠性重視不夠,這將對所用變直至整個10kV系統的安全運行造成嚴重威脅。
a、解決辦法
解決所用變保護拒動問題,應從合理配置保護入手,其TA的選擇要考慮所用變故障時飽和問題,同時,計量用的TA一定要與保護用的TA分開,保護用的TA裝在高壓側,以保證對所用變的保護,計量用TA裝在所用變的低壓側,以提高計量精度。在定值整定方面,電流速斷保護可按所用變低壓出口短路進行整定,過電流保護按躲過所用變的額定電流進行整定。
4.結束語
繼電保護裝置是保證電網安全運行、保護電氣設備的主要裝置，是組成電力系統不可分割的重要部分。保護定值計算不當或不正確動作，必將引起事故或使事故擴大，損壞電氣設備，甚至造成整個電力系統崩潰瓦解，因此繼電保護整定計算方案十分重要，繼電保護工作人員應盡可能的按照實際情況及整定規程，合理安排整定方案，確保保護正確動作。
參考文獻：
1.DL/T584-2007《3～110kV電網繼電保護裝置運行整定規程》《繼電保護及安全自動裝置運行管理規程》
2.崔家佩 孟慶炎 陳永芳 熊炳耀主編的《電力系統繼電保護與安全自動裝置整定計算》中國水利出版社
3.西安電力學校 高永昌主編《電力系統繼電保護》教材
繼電保護及整定計算方法范文2
關鍵詞:繼電保護;整定計算;全計算機應用
1繼電保護整定計算方式
1．1全人工繼電保護整定計算
繼電保護整定計算的早期方式采用全人工計算，通過對故障電流的檢測分析，計算出當前電路系統需要的保護定值，整個過程全部靠人員手工計算完成。為了簡化計算過程，計算人員采取假設電路短路的方式進行計算，也就是對需要整定的各類短路電流進行預先假設，并對其進行Y/Δ變換，將計算得到的電流值進行整定。但是這種方法，就要求工作人員有較強的計算能力，同時還要對整個電路系統較為熟悉。隨著電網結構性升級和機組的數量不斷激增，單純依靠人工計算，會導致該計算過程效率低下、準確率降低，而且如此巨大的人工計算量，實現起來也較為困難。
1．2半人工繼電保護整定計算
隨著電子技術的不斷發展，電網系統的復雜程度越來越高，人工計算的整定速度和正確率無法再滿足當前電網互聯的需求。為了解決這一難題，此領域的專家學者采用計算機進行短路電流的計算，但是對于一些復雜問題，諸如各個裝置之間的配合，以及內部各功能模塊單位之間的配合，仍然需要人工計算，因此該階段繼電保護整定計算方式稱為半人工方式，即計算機負責簡單的短路電流的計算過程，對于過程復雜的定值計算部分和配合系數的選擇，仍通過人工計算。這種計算方式雖然在一定程度上減少了人工計算的工作量，但是對于整定計算工作的全自動化仍然處于過渡階段。
1．3全計算機繼電保護整定計算
隨著電力系統的運行自動化，而繼電保護計算也隨之更為成熟，為了進一步提高工作效率，電力工作者設計了全計算機的整定計算系統，即整定計算過程中的定值計算部分、短路電流計算部分以及配合系數選取部分全部交由計算機來完成，對復雜電網的計算，需要按照一定的規則進行融合計算，在滿足系統要求的基礎上充分發揮保護裝置的效能。該計算方式用于電力系統上，可以提高工作效率和準確率，這對于整個繼電保護整定計算領域是一個質的飛躍。
2繼電保護的計算機技術應用
2．1自適應技術
在早期的全計算機繼電保護計算方式中，電力工作人員采用自定規則的方式進行計算，依據一些特定要求整定適用于自身的定值計算方法，但該方法普適性較差，不能應對變化性較大的電網。為了滿足這種需求，研究人員將自適應技術引入整定計算過程中，通過分析電網變化的可能性故障，調整繼電保護性能，從而滿足電網安全穩定運行的要求。這一技術不僅可以提高整定計算的工作效率，降低整定的繁瑣程度，還在一定程度上提高了電網運行的抗干擾能力，并對整個電網用電的可靠性也大大加強。該技術的應用和發展對整個整定計算領域帶來了新的突破。
2．2大數據技術
隨著互聯網技術的發展，電網系統也處于物聯網中重要的一環，大數據技術的應用也是必不可少的，通過提高電網系統的硬件水平，能夠滿足大數據的可靠存儲及快速讀取，使用大數據技術可將電網的基本參數、網絡運行狀態、故障類型、保護整定原則以及配合系數等數據都可進行實時存儲讀取，將電網的實時狀態反饋到全計算機整定系統中去，這就為繼電保護整定自動化帶來了極大的方便，為繼電保護整定計算領域進一步的深入研究，提供了堅實的數據基礎。
2．3人工智能技術
近年來，人工智能技術已經廣泛應用于各行各業，在某些領域己經成功實現了人工智能代替人類解決復雜問題，同樣在繼電保護領域也可享受到人工智能帶來的便利，其中神經網絡和專家系統的應用最為普遍。在大數據支撐的基礎上，將繼電保護計算過程進行優化，建立最優計算模型，模仿人類推理和決策過程，從而實現繼電保護計算系統的智能化。利用人工智能技術，復雜的整定計算方法和過程可得到有效的解決，可用計算機系統代替電力系統繼電保護整定計算人員，對電網進行整定計算，既高效又準確。通過人工智能將繼電保護計算的理論依據和專家經驗有效結合起來，構成新的專家知識庫，并將整定計算流程融入到專家系統的推理機中，使得整定計算系統具備推理決策能力，從而高效可靠的處理計算工作。這一技術的實現和應用，將大大減輕電力人員的工作量，同時還可根據不同電路系統進行自身優化調整，將分析結果供工作人員參考，并進行二次修正，這一技術的實現將整定工作變得更加可靠和適用，并對電力系統的安全運行具有重大的經濟效益和社會效益。
2．4人機交互技術
為了實現電力工作人員可實時觀測到繼電保護裝置在電網中的運行狀況，研究人員引入了基于可視化圖像的人機交互技術。該技術可以將電力人員的計算結果進行高效直觀的展示，并且電網信息和電廠運行情況以圖形的方式顯示，從而方便工作人員對研究對象進行特征提取并直觀看出其變化規律，進一步提高了定值整定計算的工作效率，并且還為調整計算軟件提供了良好的人機交互界面。近年來，人機交互技術在電力系統中得到多方面的應用，未來也將成為電力系統繼電保護整定計算軟件的主要發展方向。
繼電保護及整定計算方法范文3
關鍵詞：縣級電網；繼電保護；整定
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.136
0 引言
繼電保護系統是電力系統中不可缺少的組成部分，主要是元件上出現問題影響電力系統的安全運行。元件的損壞在自然因素或人為因素的影響下都不能正常運行，所以繼電保護裝置的出現不僅對事故的處理增加了確定性，也解決不同條件下的處理工作。
1 縣級電網整定工作的特點
縣級電網的電壓數值比較低，網絡結構相對其他結構來說比較簡單。但配網的系統比較大，在縣級上的壓縮時限差有限就會降低失配現象。縣級中不規范的線路也較多，長線路與短線路之間的連接情況復雜，特別是小電網中引發的問題就比較多[1]。相對于縣級電網出現的問題，高壓電網建立的模型就比較規范性，所以要解決縣網中的一些問題才能有效的建立應用化的系統?？h級中不規則的電網接線較多，特別是一些T型線路、長線路與短線路之間的配合都沒有相應的保護?？h網中的保護設備雖然比較多、類型豐富，但它們之間的配置方式都不同。有些設備由于某些條件的影響還不能按照一定的標準進行保護。例如有些裝置上的原因由于電流阻斷現象就只能OS投入，特別是一些短線路上的I段保護在出口處沒有一定的靈敏度，保護范圍不明確，所以在這種情況下就要進行特殊的處理方法?？h級電網受定值限制的影響，對于低壓電網的實施就要受主系統電網的安全影響，由于較多的定值條件就會出現較多的失配情況，例如：低壓電網由于壓縮時間之間的差值出現的一些問題。縣級電網中的網架布局也具有一定的限制，由于變電所之間的連接線比較多，導致很多配置上出現特殊性和多種變化。
2 繼電保護系統的整定計算平臺
繼電保護系統的整定計算平臺在我國使用中大多是面向高壓等級的系統建設，還沒有形成網架發展的整定要求[2]。在縣級電網整定系統的應用模式下，要保持電網的變化是提高人工之間的來完成數據等值的，但這種方式使電網中的相互關系還不能準確的反應出來；而且縣級地區的電網在自備機組、新能源機組等一些小電源上沒有進行統一的保護，所以整定計算方法并不是一個統一的模型。根據縣級調控系統思路的提出，它的整定計算和管理模式都要進行統一的區域管理，實現縣級的繼電保護整定值能帶動我國實現統一的電網模型。縣級要實現一體化，它的整定數值都要上傳到地調審核進行簽發，因為地縣級接口能實現全程管理，滿足網絡一體化的要求。實現的繼電保護計算系統能夠實現大眾化的計算功能，雖然在計算中很多系統的運行方式比較相同，所運用的參數能夠進行批量計算，但對于特別的模式計算就需要人們進行分析。所以要提高整定工作的效率就要將手動的計算方式與自動的計算方式進行有機的整合。在整定過程中，要運用比較方便、靈活的方式減輕整定人員的工作負擔，實行規范化管理，保證效率的提升。根據我國頒布的整定章程，整定人員要根據不同地區的不同條件做出相應的對策，例如在一些水電較多的縣級地區，整定人員在處理中既要做到靈活性處理，還要實現信息的規范化處理。最好在具體實行中建立相應的圖形交互界面，將計算過程以及功能表現在圖形界面[3]。最后還要建立繼電保護的數據庫，使數據庫信息能夠達到資源共享的作用。
3 縣級電網繼電保護整定及相關問題探討
3.1 求取保護范圍
在選擇性的校核中要進行多次的保護措施才能確定出它的范圍。由于實現保護范圍的距離保護，就要檢測出斷流和零序電力之間的速斷保護。運用圖解法、故障模型法、等值模型代數法等多種方式計算出電流的保護范圍。如果要運用圖解法就需要大量的計算，不能有效的滿足系統的要求。因為計算故障的過程時，校核的系統對象是一直保持不變的，產生的阻抗矩陣也不會改變，所以選擇繼電保護范圍就要采取阻抗矩中不會改變的作為優勢。根據之前阻抗矩陣和保護所需要的數值進行取值，通過簡單的代數計算出準確的數值。
3.2 探討在線校核
要提升繼電保護中的定值性能就要通過在線校核的方式，它也可以計算出負荷潮流在繼電定值上所產生的影響，從而改變短時間內重負荷潮流線路的數值[4]。由于在線校核的實時數據獲取的方式比較復雜，所以目前在運行中大多是由于離線校核方式進行的。EMS/SCADA的出現解決了電力系統的當前狀態，它能對開關上的信息、量測數據、實時網絡連接以及運行的狀態進行完整的確定，實現了在線校核的網絡結構化和繼電保護整定計算。目前EMS/SCADA和在線校核系統的數據傳輸過程中，在線校核系統只接受實時系統中的運行數據，這種單向的數據傳輸方式能夠通過通信轉發機去實現。在線校核系統能夠通過對接線的檢查形成較為完善的系統，它不僅需要通訊轉發機去實現，還需要對數據進行處理。
4 結論
隨著電網自動化水平的不斷提高，我國的縣級電網也在不斷改善，特別是中低壓電網結構中的保護裝置發生了較大的變化。為了提高縣級電網的運行規模和系統容量，就要采取適應實際需要的繼電保護整定工作，從而使電力系統實現現代社會的新挑戰。
參考文獻：
[1]俞淑軍.縣級電網繼電保護整定及相關問題探討[D].華北電力大學，2014.
[2]嚴琪.地區電網繼電保護整定及相關問題探討[D].華中科技大學，2006.
繼電保護及整定計算方法范文4
【關鍵詞】電力系統；繼電保護裝置；零序電流保護
前言
供電高壓電網的各種電壓等級的接地系統中廣泛采用零序電流保護，是基于其工作原理簡單，動作速度快，然而要將此保護應用到電網中，主要解決是保護定值計算。零序電流整定計算的結果，關系到電力系統運行的安全性，零序電流保護裝置也是電力系統重要的二次設備之一，正確的保護定值是防止事故進一步擴大的基礎，在電力生產運行工作和電力工程的設計中，零序電流保護整定計算就是保障電網安全運行的重要工作之一。
1 零序電流整定配合原則
1.1 電網運行方式的選擇
零序電流保護受其運行方式變化對定值影響較大。合理、恰當的選擇運行方式，可以改善保護性能，充分發揮保護的作用。選擇電網運行方式的一般原則如下：
（1）整定計算應以電力系統常見的運行方式為依據。電力系統常見的運行方式為正常運行方式和正常檢修方式，正常運行方式就是指系統經常（指一年中大部分時間）所處的狀態，此時系統內的線路、變壓器等設備全部投入運行，發電設備按照系統正常負荷的要求全部或部分投入，要充分發揮保護的作用，首先要改善正常運行情況下的保護性能。因此整定計算時，要著眼于正常運行方式，盡量保證在正常運行方式下，保護有較好的功能。
（2）對于發電廠和外部系統運行方式的改變，目前國內外各電網進行整定保護計算時，一般認為在正常運行方式下，系統內所有發電廠均處于最大運行方式（按負荷要求，投入的機組最多）。而最小運行方式，在與該電廠相連接在同一條母線上的線路進行整定計算時，才需考慮。
（3）對正常檢修方式外的其他方式，可視為特殊運行方式，不作為整定計算的依據，可先做一個補充方案。
（4）考慮保護整定方案，按變電所零序阻抗能保持基本穩定的條件，特殊運行方式下根據具體運行條件采取措施滿足運行要求。
（5）對于一個具體的保護裝置來說，在上述各種常見的運行方式下，當整定計算點發生短路時，通過該保護的短路電流達到最大值（或最小值）時所對應的運行方式稱為該保護的最大或（最小）運行方式。
1.2 故障類型和故障方式的選擇
零序電流保護的整定，和其他整定也一樣，應以常見的故障類型和故障方式為依據，具體如下：
（1）只考慮單一設備故障"對兩個或兩個以上設備的重迭故障，可視為稀有故障，不作為整定保護的依據。
（2）只考慮常見的，在同一點發生單相接地和兩相短路接地的簡單故障，不考慮多點同時短路的復雜故障。
（3）要考慮相鄰線路故障對側開關先跳閘或單側重合于故障線路的情況，但不考慮相鄰母線故障，中性點接地變壓器先跳閘的情況（母線故障時，應按規定，保證母線聯絡開關或分段開關先跳，因為中性點接地變壓器先斷開，會引起相鄰線路的零序故障電流突然增大，如果靠大幅度提高線路零序保護瞬時段定值來防止其越級跳閘，顯然會嚴重損害整個電網保護的工作性能。所以必須靠母線保護本身來防止接地變壓器先跳閘。
（4）對單相重合閘線路，考慮兩相運行的情況（分相操作開關的相重合閘線路，原則上靠開關非全相保護防止出現兩相運行情況。
（5）對三相重合閘線路，應考慮開關合閘三相不同期的情況。
2 零序電流整定計算存在的問題
根據繼電保護整定計算原則，利用計算機進行這類繼電保護整定計算的步驟為：
①采用對稱分量法計算電力系統故障時的電氣量。
②利用故障時的電氣量計算繼電保護的整定值。
目前基于以上兩種點利用計算機進行繼電保護整定計算存在幾個問題：
2.1 網絡開斷時，阻抗矩陣的修改計算速度慢
用計算機進行繼電保護整定計算，其計算核心就是查找運行方式變化時，網絡的開斷計算。往往進行保護整定時，只需開斷保護本側母線上所連支路及對側母線所連支路。因此在計算中就沒有必要，因為開斷一支路，而重新形成全網的阻抗陣。此時必須有合理的，快速的方法來模擬網絡的開斷。
2.2 不適當的故障點、故障類型、運行方式選擇
由于零序電流在整定計算的過程包括對不同的故障點（例如線路上任意一處、末端母線、相繼動作）。不同的故障類型主要是單相接地故障和兩相接地故障計算；對110kV網絡在Ⅲ或者Ⅳ整定時，按照躲過線路末端變壓器另一側短路時可能出現的最大不平衡電流時，要考慮計算相間最大短路電流不同運行方式的計算（如切出電源支路、切除變壓器支路、切除線路）各種組合進行計算，這樣計
算復雜繁多，降低了計算速度。
2.3 查找運行方式造成多次重復開斷同一線路
在整定計算中，為計算動作值和校驗靈敏度，必須查找電力系統最不利的運行方式。
2.4 用常規分支系數計算時，計算量大
分支系數的大小等于故障線路零序電流和保護線路零序電流的比值，要求得最小分支系數，需要對故障類型！運行方式、故障點的考慮。運行方式存在重復開斷，無須選擇兩種接地故障計算，故障點選擇不合理。
2.5 重復計算同一分支系數
按上述計算機進行繼電保護整定計算中采用線性流程，造成多次重復計算同一分支系數。以圖1所示為例分析：
圖1 網絡結構圖
例如在整定AB線路A側Ⅱ段分支系數計算方法和整定計算A側Ⅲ段是完全相同，這樣的重復運算降低了整定的計算速度。因此計算時就應該加快分支系數的計算。
2.6 查找不到系統最不利的運行方式
在繼電保護整定計算過程中，為計算動作值和校驗靈敏度，必須查找電力系統最不利的運行方式。在計算繼電保護的動作值時，為查找電力系統的最大運行方式，僅輪流開斷保護所在線路對側母線上所連接的線路，在校驗繼電保護的靈敏度時，為查找電力系統的最小運行方式，僅輪流開斷保護所在線路背后母線上所連接的線路（一般輪流開斷一回）。實際上，這種輪流開斷方法在某些情況下，查找不到電力系統最不利的運行方式?，F以圖2中A線路上繼電保護1、2的I、Ⅱ段保護動作值為例進行討論。
圖2 電力系統運行方式的選擇
計算圖中保護1的I段動作值時，根據現有方法故障點應選在母線，然后在母線上輪流開斷一回，但由圖可見，對保護1來講，斷開E-C線路才為電力系統最大運行方式；校驗保護2的Ⅱ段靈敏度時，根據現有方法故障點應選在母線A，然后在母線上輪流開斷一回線，但由圖可見，對保護2來講，斷開E-C線路才為電力系統最小運行方式。由此可見，按現有方法可能查找不到繼電保護整定計算所需的電力系統最不利的運行方式。
3 零序電流保護整定優化技術措施
對線路出現三相不同期合閘操作時，可能產生更大的零序電流而誤動作，此時使保護帶一個小小的延時（0.15內）以躲開，下面將討論其優化技術措施：
3.1 故障類型和故障點的選擇
就故障類型的選擇來說，產生零序電流的故障類型只有單相接地和兩相接地故障。在進行計算時要分別計算單相接地故障和兩相接地故障零序電流進行其比較，選擇最大值，實際上，根據故障分析理論，如果零序阻抗（Z0）大于正序阻抗（Z1）（Z0>Z1），單相接地短路的零序電流大于兩相接地短路的零序電流，所以計算最大零序電流時，選取單相接地故障計算短路電流。反之取兩相接地故障計算短路電流。這樣計算工作就沒有必要把兩種類型的故障電流都計算出來再比較，減少了一半的計算工作量，就故障點的選擇，根據零序電流整定計算原則，零序電流I段保護定值一定要大于保護范圍外最大零序電流才能不越級跳閘又能始保護范圍最大，此時故障點在開關對側母線上比在線路上比更能滿足上述要求。相繼動作就不必考慮，因為如此零序電流增大而跳閘正是我們需要的。所以故障點只計算保護開關對側母線節點。
3.2 運行方式的選擇
3.2.1 不重復切線
圖3 電力系統整定計算運行方式的選擇
在繼電保護整定計算過程中，為計算動作值和校驗靈敏度，必須查找最不利的運行方式。在計算動作值時，要查找電力系統的最大運行方式，要計算不切線方式；輪流開斷保護對側母線上所連一線路、兩條線方式。在校驗靈敏度時，要查找最小運行方式，要輪流開斷保護所在線路背后線上所連線路（一般輪流開斷一回）。實際上在利用計算機進行整定計算時，通常是采用線性流程完成繼電保護整定計算（即先整定完上一段再整定下一段的流程方式）。因此，上述方式在查找運行方式中存在大量的重復開斷計算。以上圖3為例。
在計算圖3中線路AB的保護開關A的I段的動作值時，在B母線上要分別進行不切線和切一條線計算。在進行線路PC的F側開關計算時就存在了重復計算開關A所開斷線路，在計算延時段時也存在同樣的重復計算。大量的重復計算影響了繼電保護整定計算的速度和效率，影響程度和電網的結構有關。
此時為了避免線路的重復開斷，改用不再按繼電保護循環確定整定計算的順序，具體方法為：首先計算不切線運行方式下，所有開關A、B、C、D、E、F、G、H的零序電流計算；然后再計算切一條線（如切BC）的運行方式下，開關A、D、E、F、G、H的零序電流計算；這樣既沒有重復運算，又對各個運行方式下，每個開關的零序電流值進行了計算。上述思想也可以用來在計算最小零序電流整定計算時運行方式的選擇。
3.2.2 減少運行方式選擇
在I段整定計算時計算最大零序電流，只考慮大方式及大方式下輪流切線情況。不考慮切除發電機的小方式，當然也不考慮小方式小輪斷線路的計算；切除中性點接地變壓器，有零序補償措施。在求最小零序電流時，就只考慮小方式及小方式下輪流切線的情況，對大方式不必考慮。
3.2.3 查找最不利運行方式的方法
用擾動域方法，和下面發電機擾動域確定方法一樣，擾動變量是零序電流變化值。
4 結束語
供電線路零序保護整定計算的目的是對電力系統中已經配置好的零序保護，按照具體的電力系統的參數和運行要求，通過計算分析給出所需的各項定值，使全系統中的零序保護及其他保護有機協調地部署，正確地發揮作用以適應了電力行業。
參考文獻：
[1]陳永琳.電力系統繼電保護的計算機整定計算.北京：水利電力出版社，1994
[2]許建安.繼電保護整定計算.北京：中國水利水電出版社，2001.
繼電保護及整定計算方法范文5
關鍵詞：配電線路繼電保護整定計算方法研究
1.前言
配電系統由于自然的、人為的或設備故障等原因,使配電網的某處發生故障時,繼電保護裝置能快速采取故障切除、隔離或告警等措施,以保持配電系統的連續性、可靠性和保證人身、設備的安全。因此,繼電保護在電力系統中具有十分重要的作用。
2.常規10kV線路整定計算方案
我國的10kV配電線路的保護,一般采用電流速斷、過電流及三相一次重合閘構成。特殊線路結構或特殊負荷線路保護,不能滿足要求時,可考慮增加其它保護(如:保護Ⅱ段、電壓閉鎖等)。
2.1 電流速斷保護
由于10kV線路一般為保護的最末級,所以在整定計算中,定值計算偏重靈敏性,對有用戶變電所的線路,選擇性靠重合閘來保證。在以下兩種計算結果中選較大值作為速斷整定值。
2.1.1 按躲過線路上配電變壓器二次側最大短路電流整定。實際計算時,可按距保護安裝處較近的線路最大變壓器低壓側故障整定。
Idzl=Kk×Id2max
式中:Idzl為速斷一次值;Kk為可靠系數,取1.5;Id2max為線路上最大配變二次側最大短路電流。
2.1.2 當保護安裝處變電所主變過流保護為一般過流保護時(復合電壓閉鎖過流、低壓閉鎖過流除外),線路速斷定值與主變過流定值相配合。
Ik=Kn×(Igl-Ie)
式中: Kn為主變電壓比,對于35/10 降壓變壓器為3.33;Igl為變電所中各主變的最小過流值(一次值);Ie為相應主變的額定電流一次值。
2.1.3 特殊線路的處理:
1)線路很短,最小方式時無保護區;下一級為重要的用戶變電所時,可將速斷保護改為時限速斷保護。動作電流與下級保護速斷配合,動作時限較下級速斷大一個時間級差,在新建變電所或改造變電所時,建議保護配置用全面的微機保護,這樣改變保護方式就很容易了。
2)當保護安裝處主變過流保護為復壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流時,不能與主變過流配合。
3)當線路較長且較規則,線路上用戶較少,可采用躲過線路末端最大短路電流整定,可靠系數取1.3～1.5。此種情況一般能同時保證選擇性與靈敏性。
4)當速斷定值較小或與負荷電流相差不大時,應校驗速斷定值躲過勵磁涌流的能力,且必須躲過勵磁涌流。
(4)靈敏度校驗。在最小運行方式下,線路保護范圍不小于線路長度的15%整定。允許速斷保護線路全長。
Idmin(15%)/Idzl≥1
式中Idmin(15%)為線路15%處的最小短路電流;Idzl為速斷整定值。
2.1.4 靈敏度校驗。在最小運行方式下,線路保護范圍不小于線路長度的15%整定。允許速斷保護線路全長。
Idmin(15%)/Idzl≥1
式中Idmin(15%)為線路15%處的最小短路電流;Idzl為速斷整定值。
2.2 過電流保護
2.2.1 按躲過線路最大負荷電流整定。此方法應考慮負荷的自啟動系數、保護可靠系數及繼電器的返回系數。為計算方便,可將此三項合并為綜合系數KZ。
即:KZ=KK×Izp/Kf
式中:KZ為綜合系數;KK為可靠系數,取1.1～1.2;Izp為負荷自啟動系數,取1～3;Kf為返回系數,取0.85。
微機保護可根據其提供的技術參數選擇。而過流定值按下式選擇:
Idzl=KZ×Ifhmax
式中Idzl為過流一次值;Kz為綜合系數,取1.7～5,負荷電流較小或線路有啟動電流較大的負荷(如大電動機)時,取較大系數,反之取較小系數;Ifhmax為線路最大負荷電流,具體計算時,可利用自動化設備采集最大負荷電流。
2.2.2 按躲過線路上配變的勵磁涌流整定。變壓器的勵磁涌流一般為額定電流的4～6倍。因此,重合閘線路,需躲過勵磁涌流。由于配電線路負荷的分散性,決定了線路總勵磁涌流將小于同容量的單臺變壓器的勵磁涌流。因此,在實際整定計算中,勵磁涌流系數可適當降低。
2.2.3 特殊情況的處理:(1)線路較短,配變總容量較少時,Kz或Klc應選較大的系數;(2)當線路較長,過流近后備靈敏度不夠時,可采用復壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流保護,此時負序電壓取0.06Ue,低電壓取0.6～0.7Ue,動作電流按正常最大負荷電流整定。當保護無法改動時,應在線路中段加裝跌落式熔斷器;(3)當遠后備靈敏度不夠時,由于每臺配變高壓側均有跌落式熔斷器,可不予考慮;(4)當因躲過勵磁涌流而使過流定值偏大,而導致保護靈敏度較低時,可考慮將過流定值降低,而將重合閘后加速退出。
2.2.4 靈敏度校驗:近后備按最小運行方式下線路末端故障,靈敏度大于等于1.5;遠后備靈敏度可選擇線路最末端的較小配變二次側故障,接最小方式校驗,靈敏度大于或等于1.2。
3.重合閘
10kV配電線路一般采用后加速的三相一次重合閘,由于安裝于末級保護上,所以不需要與其他保護配合。重合閘所考慮的主要為重合閘的重合成功率及縮短重合停電時間,以使用戶負荷盡量少受影響。
4.10kV保護整定中容易忽視的問題及對策
4.1 勵磁涌流問題
4.1.1 勵磁涌流對繼電保護裝置的影響
勵磁涌流是變壓器所特有的,是由于空投變壓器時,變壓器鐵芯中的磁通不能突變,出現非周期分量磁通,使變壓器鐵芯飽和,勵磁電流急劇增大而產生的。變壓器勵磁涌流最大值可以達到變壓器額定電流的6～8倍,并且跟變壓器的容量大小有關,變壓器容量越小,勵磁涌流倍數越大。
4.1.2 防止涌流引起誤動的方法
勵磁涌流有兩個明顯的特征,一是它含有大量的二次諧波,二是它的大小隨時間而衰減,一開始涌流很大,一段時間后涌流衰減為零。利用涌流這個特點,在電流速斷保護裝置上加一短時間延時,就可以防止勵磁涌流引起的誤動作,這種方法最大優點是不用改造保護裝置(或只作簡單改造)。
4.2 TA飽和問題
4.2.1 TA飽和對保護的影響
在10kV線路短路時,由于TA飽和,感應到二次側的電流會很小或接近于零,使保護裝置拒動,故障要由母聯斷路器或主變后備保護來切除,不僅延長了故障時間,使故障范圍擴大,還會影響供電的可靠性,且嚴重威脅運行設備的安全。
4.2.2 避免TA飽和的方法
避免TA飽和主要從兩個方面入手,一是在選擇TA時,變比不能選得太小,要考慮線路短路時TA飽和問題,一般10kV線路保護TA變比最好大于300/5;另一方面要盡量減少TA二次負載阻抗,盡量避免保護和計量共用TA,縮短TA二次電纜長度及加大二次電纜截面;對于綜合自動化變電所,10kV線路盡可能選用保護測控合一的產品,并在控制屏上就地安裝,這樣能有效減小二次回路阻抗,防止TA飽和。
繼電保護及整定計算方法范文6
關鍵詞：10kV；配電線路；電流速斷保護；整定計算
中圖分類號：O361.4文獻標識碼：A 文章編號：
1 10kV配電線路的特點
10kV配電線路結構特點是—致性差，如有的為用戶專線，只接帶一=個用戶，類似于輸電線路；有的呈放射狀，幾十臺甚至上百臺變壓器T接于同一條線路的各個分支上；有的線路短到幾百m，有的線路長到幾十千米；有的線路由35kV變電所出線，有的線路由110kV變電所出線；有的線路上的配電變壓器很小，最大不過100kVA，有的線路上卻有幾千kVA的變壓器；有的線路屬于最末級保護，有的線路上設有開關站或有用戶變電所等。
2 提出的問題
對于輸電線路，由于其比較規范，—般無T接負荷，至多有一二個集中負荷的T接點。因此，利用規范的保護整定計算方法，各種情況均可——計算，—般均可滿足要求。對于配電線路，由于以上所述的特點，整定計算時需做—些具體的特殊的考慮，以滿足保護“四性”的要求。
3 整定計算方案
我國的10kV配電線路的保護，一般采用電流速斷、過電流及三相一次重合閘構成。特殊線路結構或特殊負荷線路保護，不能滿足要求時，可考慮增加其它保護(如：保護II段、電壓閉鎖等)。下面的討論，是針對—般保護配置而言的。
3.1電流速斷保護：由于10kV線路—般為保護的最末級?；蜃钅┘売脩糇冸娝Ｗo的上一級保護。所以，在整定計算中，定值計算偏重靈敏性，對有用戶變電所的線路，選擇性靠重合閘來保證。在以下兩種計算結果中選較大值作為速斷整定值。
(1)按躲過線路上配電變壓器二次側最大短路電流整定。實際計算時，可按距保護安裝處較近的線路最大變壓器低壓側故障整定。
式中速斷一次值；可靠系數，取l5；最大配變二次側最大短路電流。
(2)當保護安裝處變電所主變過流保護為一般過流保護時(復合電壓閉鎖過流、低壓閉鎖過流除外)，線路速斷定值與主變過流定值相配合。
式中速斷一次值；主變電壓比，對于35／10降壓變壓器為333；變電所中各主變的最小過流值(一次值)；為相應主變的額定電流一次值。
(3)特殊線路的處理：線路很短，最小方式時無保護區；或下一級為重要的用戶變電所時，可將速斷保護改為時限速斷保護。動作電流與下級保護速斷配合(即取l.1倍的下級保護最大速斷值)，動作時限較下級速斷大—個時間級差(此種情況在城區較常見，在新建變電所或改造變電所時，建議保護配置用全面的微機保護，這樣改變保護方式就很容易了)。在無法采用其它保護的情況下，可靠重合閘來保證選擇性。
b.當保護安裝處主變過流保護為復壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流時，不能與主變過流配合。
C.當線路較長且較規則，線路上用戶較少，可采用躲過線路末端最大短路電流整定，可靠系數取13～15。此種情況一般能同時保證選擇性與靈敏性。
d.當速斷定值較小或與負荷電流相差不大時，應校驗速斷定值躲過勵磁涌流的能力．目必須躲過勵磁涌流。
(4)靈敏度校驗。按最小運行方式下，線路保護范圍不小于線路長度的15％整定。允許速斷保護保護線路全長。
式中線路15％處的最小短路電流；速斷整定值。
3.2過電流保護：按下列兩種情況整定，取較大值。
(1)按躲過線路最大負荷電流整定。隨著調度自動化水平的提高，精確掌握每條線路的最大負荷電流成為可能，也變得方便。此方法應考慮負荷的自啟動系數、保護可靠系數及繼電器的返回系數。為了計算方便，將此三項合并為綜合系數KZ。
即：
式中綜合系數；可靠系數，取1.1～1.2；負荷自啟動系數，取1～3 ；返回系數，取0.85。
微機保護可根據其提供的技術叁數選擇。而過流定值按下式選擇：
式中過流一次值；合系數，取1.7～5，負荷電流較小或線路有啟動電流較大的負荷(如大電動機)時，取較大系數，反之取較小系數；線路最大負荷電流，具體計算時，可利用自動化設備采集最大負荷電流。
(2)按躲過線路E配變的勵磁涌流整定。變壓器的勵磁涌流一般為額定電流的4～6倍。變壓器容量大時，涌流也大。由于重合閘裝置的后加速特性(1OkV線路—般采用后加速)，如果過流值不躲過勵磁涌流，將使線路送電時或重合閘重合時無法成功。因此，重合閘線路，需躲過勵磁涌流。由于配電線路負荷的分散性，決定了線路總勵磁涌流將小于同容量的單臺變壓器的勵磁涌流。因此，在實際整定計算中，勵磁涌流系數可適當降低。
式中流一次值；線路勵磁涌流系數，取1～5 ，線路變壓器總容量較少或配變較大時，取較大值；線路配變總容量；線路額定電壓。此處為10kV。
(3)特殊情況的處理：殘路較短，配變總容量較少時，因為滿足靈敏度要求不成問題，或應選較大的系數。
b.當線路較長，過流近后備靈敏度不夠時(如15km以上線路)，可采用復壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流保護，此時負序電壓取0.06，低電壓取0.6～0.7，動作電流按正常最大負荷電流整定，只考慮可靠系數及返回系數。當保護無法改動時，應在線路中段加裝跌落式熔斷器，最終解決辦法是網絡調整，使10kV線路長度滿足規程要求。
c.當遠后備靈敏度不夠時(如配變為5～1OkVA，或線路極長),由于每臺配變高壓側均有跌落式熔斷器,因此可不予考慮。
d.當因躲過勵磁涌流而使過流定值偏大，而導致保護靈敏度不夠時，可考慮將過流定值降低，而將重合閘后加速退出(因10kV線路多為末級保護，過流動作時限一般為0.3s，此段時限也是允許的)。
(4)靈敏度校驗：近后備按最小運行方式下線路末端故障，靈敏度大于等于15；遠后備靈敏度可選擇線路最末端的較小配變二次側故障，接最小方式校驗，靈敏度大于或等于l.2。
式中線路末端最小短路電流；線路末端較小配變二次側最小短路電流；生流整定值。
4 重合閘
10kV配電線路一般采用后加速的三相一次重合閘，由于安裝于末級保護上，所以不需要與其他保護配合。重合閘所考慮的主要為重合閘的重合成功率及縮短重合停電時間，以使用戶負荷盡量少受影響。
重合閘的成功率主要決定于電弧熄滅時間、外力造成故障時的短路物體滯空時間(如：樹木等)。電弧熄滅時間—般小于0.5s，但短路物體滯空時間往往較長。因此。對重合閘重合的連續性，重合閘時間采用0.8～1.5s；農村線路，負荷多為照明及不長期運行的小型電動機等負荷，供電可靠性要求較低，短時停電不會造成很大的損失。為保證重合閘的成功率，—般采用2.0s的重合閘時問。實踐證明，將重合閘時間由0.Ss延長到2.0s，將使重合閘成功率由40％以下提高到60％左右。
5 有關保護選型
