【文章內容簡介】 線路L1 斷線時的正序圖 計算線路的電抗：計算發(fā)電機組的總電抗： 計算可得其正序阻抗：：計算可得其零序阻抗：因為，應采用兩相接地的短路電流:流過保護7的最大零序電流：單相接地的短路電流： 線路L1斷線時的零序圖②線路L2斷線時，： 線路L2斷線時正序圖有以上①計算得正序阻抗：：計算得零序阻抗： 因為應采用兩相接地的短路電流：流過保護7的最大零序電流：單相接地的短路電流： 線路L2短線時的零序圖 線路L3短線時的正序圖 計算得正序阻抗：計算得正序阻抗： ：計算得零序阻抗： 因為，應采用兩相接地的短路電流:流過保護7的最大零序電流：單相接地的短路電流： 線路L3短線時的零序圖④閉環(huán)運行時，： 閉環(huán)運行時正序圖計算得正序阻抗：：：可以計算得出其零序阻抗： 因為，采用兩相接地短路電流：流過保護7的最大零序電流為：單相接地短路電流為 閉環(huán)運行時零序圖 星角變換零序圖 5 整定計算基本知識5 整定計算基本知識 基本任務繼電保護整定計算的基本任務，就是要對各種繼電保護給出整定值；而對電力系統(tǒng)中的全部繼電保護來說，則需編制出一個整定方案。整定計算方案通?？砂措娏ο到y(tǒng)的電壓等級或設備來編制，還可按繼電保護的功能劃分方案分別進行。各種繼電保護適應電力系統(tǒng)運行變化的能力都是有限的，因而繼電保護方案也不是一成不變的。隨著電力系統(tǒng)運行情況的變化（包括建設發(fā)展和運行方式變化），當超出預定的適應范圍時，就需要對全部或部分繼電保護重新進行整定，以滿足新的運行需要。必須注意，任何一種保護裝置的性能都是有限的，即任何一種保護裝置對電力系統(tǒng)的適應能力都是有限的。當電力系統(tǒng)的要求超出該種保護裝置所能承擔的最大變化限度時，該保護裝置便不能完成保護任務。當繼電保護的配置和選型均難以滿足電力系統(tǒng)的特殊需要時，必須考慮暫時改變電力系統(tǒng)的需要或采取某些臨時措施加以解決。繼電保護整定計算既有自身的整定問題，又有繼電保護的配置與選型問題，還有電力系統(tǒng)的結構和運行問題。因此，整定計算要綜合、辨證、統(tǒng)一的運用。整定計算的具體任務有以下幾點： ①繪制電力系統(tǒng)接線圖；②繪制電力系統(tǒng)阻抗圖； ③建立電力系統(tǒng)設備參數表；④建立電流、電壓互感器參數表；⑤確定繼電保護整定需要滿足的電力系統(tǒng)規(guī)模及運行方式變化限度； ⑥電力系統(tǒng)各點短路計算結果列表；⑦建立各種繼電保護整定計算表； ⑧按繼電保護功能分類，分別繪制出整定值；⑨編寫整定方案報告書，著重說明整定原則、結果評價、存在的問題及采取的對等。 計算步驟繼電保護整定計算的步驟如下： ①按繼電保護功能分類擬定短路計算的運行方式，選擇短路類型，選擇分支系數的計算條件；②進行短路故障計算，錄取結果；③按同一功能的保護進行整定計算，選取整定值并做出定值圖； ④對整定結果進行分析比較，以選出最佳方案；最后應歸納出存在的問題，并提出運行要求；⑤畫出定值圖；⑥編寫整定方案說明書，一般應包括以下內容： 1) 方案編制時間、電力系統(tǒng)概況； 2) 電力系統(tǒng)運行方式選擇原則及變化限度； 3) 主要的、特殊的整定原則；4) 方案存在的問題及對策；5) 繼電保護的運行規(guī)定，如保護的停、投，改變定值、改變使用要求6) 及對運行方式的限制要求等；7) 方案的評價及改進方向。 整定配合基本原則電力系統(tǒng)中的繼電保護是按斷路器配置裝設的，因此，繼電保護必須按斷路器分級進行整定。繼電保護的分級是按保護的正方向來劃分的，要求按保護的正方向各相都的上、下級保護之間實現配合協(xié)調，以達到選擇性的目的。在保護整定計算時，應按該保護在電力系統(tǒng)運行全過程中均能正確工作來設定整定計算的條件。當保護裝置已經具備有防止某種運行狀態(tài)誤動作的功能時，則整定計算就不要再考慮該運行狀態(tài)下的整定條件。應考慮的狀態(tài)有：①短路及復故障；②斷線及非全相運行； ③振蕩；④負荷電動機自起動；⑤變壓器勵磁涌流；⑥發(fā)電機失磁、進相運行；⑦重合閘及手動合閘，備用電源自動投入；⑧不對稱、不平衡負荷；⑨保護的正、反方向短路。繼電保護的整定計算方法按保護構成原理分為兩種。一種是以差動為基本原理的保護。它在原理上具備了區(qū)分內、外部故障的能力，保護范圍固定不變，而且在定值上與相鄰保護沒有配合關系，具有獨立性，整定計算也比較簡單；另一種是階段式保護，它們的整定值要求與相都的上、下級之間有嚴格的配合關系，而它們的保護范圍又隨電力系統(tǒng)運行方式的變化而變化，所以階段式保護的整定計算是比較復雜的，整定結果的可選性也足比較多的。 整定系數分析機電保護的整定值一般通過計算公式計算得出，為使整定值符合系統(tǒng)正常運行及故障狀態(tài)下的規(guī)律，達到正確整定的目的，在計算公式中需要引入各種整定系數。 可靠系數由于測量、計算、調試及繼電器等各種誤差的影響，使保護的整定值偏離預定數值可能引起誤動作，為此，整值計算公式中需引入可靠系數?？煽肯禂档娜≈蹬c各種因素有關，除應考慮配合的方式外，還應考慮以下情況： ①按短路電流整定的無時限保護，應選較大的系數；②按與相鄰保護的整定值配合的保護，應選用較小的系數；③保護動作較快時，應選用較大的系數；④不同原理或不同類型的保護之間整定配合時，應選用較大的系數； ⑤運行中設備參數有變化或計算條件難以準確計算時，應選用較大的系數；⑥在短路計算中，當有零序互感時，因難以精確計算，應選用較大的系數；⑦整定計算中有附加誤差因素時，應選用較大的系數，例如用曲線法進行整定配合將增大誤差。 返回系數 按正常運行條件量值整定的保護，如按最大負荷電流整定的過電流保護和最低運行電壓整定的低電壓保護，在受到故障量的作用起動時，當故障消失后保護不能返回到正常位置將發(fā)生誤動作。因此，整定計算公式中引入返回系數。對于按故障量值和按自起動量值整定的保護，則可不考慮返回系數。 分支系數多電源的電力系統(tǒng)中相鄰上、下兩級保護間的整定配合，還受到中間分支電源的影響，將使上一級保護范圍縮短或伸長，整定公式中需引入分支系數。 靈敏系數 在繼電保護的保護范圍內發(fā)生故陣，保護裝置反應的靈教程度稱為靈度。靈敏度用靈敏系數表示。靈敏系數是指在被保護對象的某一指定點發(fā)生故障時，故障量與整定值之比（反應增量保護），或整定值與故障量值之比（反應欠量保護）。靈敏系數一般分為主保護靈敏系數和后備保護靈敏系數兩種。前者是對被保護對象的全部范圍而言，后者則是對被保護對象的相鄰保護對象的全部而言。靈敏系數在保證安全性的前提下，一般希望越大越好，但在保證可靠動作的基礎上規(guī)定了下限值作為衡量的標準。不同類型保護的靈敏系數要求不同，繼電保護規(guī)程有作出相應的規(guī)定。校驗靈敏度應注意的問題： ①計算靈敏系數，一般規(guī)定以金屬性短路作為計算條件。僅當特殊需要時，才考慮經過渡電阻短路進行；②選取不利的短路類型； ③保護動作時間較長時，應計及短路電流的衰減；④對于兩側有電源的線路保護，應考慮保護相繼動作對靈敏系數的影響； ⑤經 Yd11接線變壓器后不對稱短路，各相中短路電流分布將發(fā)生變化．接于不同相別、不同相數的保護，其靈敏系數也不相同；⑥在保護動作的全過程中，靈敏系數均需滿足規(guī)定的要求。 自起動系數按負荷電流整定的保護，必須考慮負荷電動機自起動狀態(tài)的影響。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障并被切除后，電動機將產生自起動過程，出現較大的自起動電流。選擇自起動系數應注意問題：①動力負荷比重大時，應選用較大的系數；②電氣距離較遠的動力負荷，應選用較小的系數； ③切除故障時間較長或負荷斷電時間較長時，應選用較大的系數。42 6 相間距離保護配置和整定計算6 相間距離保護配置和整定計算 距離保護的基本工作原理電壓、電流保護的主要優(yōu)點是簡單 、經濟及工作可靠。但是由于這種保護整定值的選擇、保護范圍以及靈敏系數等方面都直接受電網接線方式及系統(tǒng)運行方式的影響，所以，在35kV及以上電壓的復雜網絡中，它們都很難滿足選擇性、靈敏性以及快速切除故障的要求。為此，就必須采用性能更加完善的保護裝置，距離保護就是適應這種要求的一種。距離保護是通過測量被保護線路始端電壓和線路電流的比值而動作的一種保護，這個比值被稱為測量阻抗，用來完成這一測量任務的元件稱為阻抗繼電器KI。在線路正常運行時的測量阻抗稱為負荷阻抗，其值較大；當系統(tǒng)發(fā)生短路時，測量阻抗等于保護安裝處到短路點之間的線路阻抗，其值較小，而且故障點越靠近保護安裝處，其值越小。當測量阻抗小于預先規(guī)定的整定阻抗時，保護動作。因為在短路時的測量阻抗反應了短路點保護安裝點之間距離的長短，所以稱這種原理的保護為距離保護，有時也稱之為阻抗保護。（a）所示：(a)動作分析如下：圖中采用了電流啟動元件和單獨的功率方向元件。當保護區(qū)內發(fā)生短路時，電流繼電器KA和功率繼電器KW瞬時動作，通過繼電器KA和KW的觸點串聯(lián)把直流電源的正極加到阻抗繼電器KRKR2的觸點上，同時加在時間繼電器KT2的線圈上。如果故障發(fā)生在距離保護I段范圍內，阻抗繼電器KR1啟動，使出口中間繼電器KM動作，通過信號繼電器KS1的線圈發(fā)出跳閘脈沖，將QF切斷。這時保護裝置的動作不帶延時，動作時間為繼電器的固有時間tⅠ。如果短路發(fā)生在距離較遠的第Ⅱ段范圍內，阻抗繼電器KR1不會啟動，而阻抗繼電器KR2啟動，使建立第Ⅱ段延時tⅡ的時間繼電器KT2動作，并通過信號繼電器KS2發(fā)出跳閘脈沖。當短路發(fā)生在距離更遠的第Ⅱ段時，阻抗繼電器KRKR2都不啟動，而建立第Ⅲ段延時tⅢ 的時間繼電器KT2經過整定的時間后動作，通過信號繼電器KS3發(fā)出跳閘脈沖。(b)所示：(b) 三段式距離保護接線圖(a)原理圖 (b)展開圖展開圖是在原理圖的基礎上作出的，其特點是：把保護裝置接線中交流電流回路、直流電流回路和信號回路分別繪出，繼電器和其它電器都不作完整的元件表示出來，而是將他們的線圈和接點及其所能通過的電流的性質分別表示在相應的各回路中，（b）所示。在畫展開圖時，對于屬同一繼電器的各個部件，如線圈、接點都標以同一標號，而且按他們在工作時的動作順序自左至右及自上至下的依次排列。所以展開圖能清楚地表示出保護裝置的動作過程，易于查找接線錯誤，對復雜回路的設計、研究、安裝和調試都比較方便。 距離保護的時限特性距離保護的動作時間與保護安裝點至短路點之間距離的關系，稱為距離保護的時限特性。為了滿足速動性、選擇性和靈敏性的要求，目前廣泛采用具有三段動作范圍的階梯型時限特性，并分別稱為距離保護的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段。為了保證選擇性，距離I段只能保護線路全長的80%～85%，Ⅰ段動作阻抗應按=（～）整定，是保護的固有動作時限。為了切除本線路末端15%～20%范圍內的故障，需裝設距離Ⅱ段。保護1距離Ⅱ段的保護范圍應伸入下一級線路（伸入部分不應超過保護2距離Ⅰ段的保護范圍），為了保證選擇性，保護1距離Ⅱ段動作時限II應與保護2距離Ⅰ段動作時限配合，即按II=+整定。距離I段和Ⅱ段共同構成本線路的主保護。線路還應裝設距離Ⅲ段作為后備保護。距離Ⅲ段的保護范圍較大，其動作阻抗應躲過正常負荷阻抗等條件整定；動作時限按階梯時限原則整定，即保護1距離Ⅲ段的動作時限應比保護2距離Ⅲ段的動作時限大一個時限極差。(a) 網絡接線圖 （b 時限特性 距離保護的時限特性 距離保護的主要組成元件三段式距離保護裝置一般由以下元件組成。 起動元件起動元件的主要作用是在發(fā)生故障的瞬間起動整套保護，并和阻抗測量元件（ZI、ZⅡ、ZⅢ）組成與門，起動出口回路動作于跳閘，以提高保護裝置動作的可靠性。起動元件可由過電流繼電器、低阻抗繼電器或反應于負序和零序電流的繼電器構成。 阻抗測量元件（ZⅠ、ZⅡ、ZⅢ）阻抗測量元件的作用是測量短路點到保護安裝點之間的阻抗（亦即距離），它是距離保護中的核心元件，一般由阻抗繼電器來擔任。通常ZI和ZⅡ采用帶有方向性的方向阻抗繼電器，ZⅢ采用偏移特性的阻抗繼電器。 時間元件時間元件用以建立保護動作所必需的延時，根據測量元件的動作結果以相應的不同時間去發(fā)出跳閘脈沖，以保證保護動作的選擇性。時間元件一般由時間繼電器擔任。 出口執(zhí)行元件：正常運行時，起動元件不動作，保護裝置處于被閉鎖狀態(tài)；當正方向發(fā)生短路故障時，起動元件動作，如果故障