继电保护整定计算

继电保护整定计算

继电保护整定计算是保证电力系统不发生大面积停电和稳定破坏事故以及保证继电保护正确动作的一个重要环节。针对我局2002年电网运行状况，现将整定情况和有关内容汇编成册，提供给调度、保护和有关部门，以便了解和掌握保护整定情况，共同搞好系统安全运行工作。

一、整定基本原则及有关规定

（一）本整定运行规定是按国家电力行业标准“3—110KV电网继电保护装置整定运行规程”和“大型发电机变压器继电保护整定计算导则”的配制整定原则，以及结合芜湖电网运行具体情况编制而成。

（二）反映的保护快速性主要依靠系统装设的快速保护，包括主变纵差、光纤纵差、母差和无延时的保护段以及主变纵差停用时缩短高压侧后备时间定值来实现，而继电保护的选择性（非越级跳闸）往往也建立在上述措施上。

因此要求各部门、各级领导特别要注重提高快速保护的投入率。

（三）确定合理的运行方式是改善保护性能、充分发挥保护装置效益的关键，继电保护整定计算以常见的运行方式为依据，所谓常见的运行方式，系指正常运行方式和一回线或一台主变检修的正常检修运行方式。

保护整定计算时，一般只考虑常见的运行方式下，一回线或一个元件发生故障，保护仍能正确动作。

1. 发电厂控制在预定的大、小方式范围内（见开机方式）。

接地方式见中性点接地方式说明。

2．对于有两台变压器的220KV变电所，系统保护一般按两台主变220KV侧并列，110KV侧分列运行为正常方式整定，一般不考虑两台主变110KV侧合环运行方式。

3．对于高压等级为110KV的变电所，不考虑低压合环方式。考虑检修与故障两种状态的重迭出现，但不考虑多重重迭，对于极少见的特殊方式，采取特殊处理。

（四）我局电网经多年扩建、改造，系统网络加强，继电保护配制较为先进完善。近年内投运的新设备保护配制均为双重化微机保护，因此整定中尽可能加强主保护（指母差、纵差），简化后备保护。

由于微机保护的大量投入，提高了运行人员调试保护装置的精确性和判断故障的快速性、准确性。

（五）速断保护严格按不伸出线路末端整定（线路变压器组除外）。其它段保护按选择性和灵敏性的要求逐级配合整定（另序Ⅲ段整定值一般不超过300A）。

（六）由于主变纵差保护停用,高压侧后备保护改0.2秒时，必须与相应快速保护配合，因此相邻线无时限保护、母差不能再停。同时0.2秒保护可能伸入相邻线而丧失选择性。

（七）故障类型

原则上以单一设备常见故障为计算依据。不进行复杂故障计算。

（八）110KV和35KV线路普遍采用三相重合闸方式，重合时间分别为1.5秒和3.0秒。

（九）对于相间距离、接地距离、方向另序电流等保护分别与原理相同的保护逐级配合整定，上下级不同原理的保护，则按公式转换后再进行。

（十）110KV保护与220KV电网保护关系

220KV变压器的110KV总开关相间及另序保护按省局下达的继电保护限额整定。如有配合问题，则备案。

（十一）220KV主变微机保护计算原则1. 主变差动保护

（1）最小动作电流I

op。min

躲主变额定负载时的不平衡电流,即

I

op。min =K

rel

（K

er

+△U+△m）I

N

/n

a

I

N

：变压器额定电流；

n

a

：电流互感器的变比；

K

rel

：可靠系数，取1.3～1.5；

K

er

：电流互感器的变比误差，10P型取0.03×2，5P型取0.01×2；

△U: 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（百分值）；△m：由于电流互感器的变比未完全匹配产生的误差，

初设时取0.05。

一般工程宜采用不小于0.3 I

N /n

a

的整定值。

（2）起始制动电流

I

res。0=（0.8～1.0）I

N

/n

a

（3）最大制动系数K

res.max

（以低压侧外部短路为例说明之）

K

res.max =I

op.max

/I

res.mzx

I

op.max =K

rel

I

umb.max

I

umb.max =K

ap

K

cc

K

er

I

k.max

/n

a

+△U

h

I

k.h.max

/n

a.h

+

△U

m I

k.m.max

/n

a.m

+△m

Ⅰ

I

k.Ⅰ.max

/n

a.h

+△m

Ⅱ

I

k.Ⅱ.max

/n

a.m

I

op.max :动作电流,应大于外部短路时流过差动回路的不平衡电流I

umb.max

。

K

ap

:非周期分量系数,两侧同为P级电流互感器取1.5～2.0；

K

cc

: 电流互感器的同型系数，取1.0；

K

er

：电流互感器的变比误差，取0.1；

△U

h ，△U

m

：变压器高、中压侧调压引起的相对误差,取调压范围中偏离额定值的

最大值；

I

k.max

:低压侧外部短路时，流过靠近故障侧电流互感器的最大短路电流周期分量；

I

k.h.max ，I

k.m.max

:在所计算的外部短路时，流过高、中压侧电流互感器电流的周期分

量；

I

k.Ⅰ.max ，I

k.Ⅱ.max

:在所计算的外部短路时，相应地流过非靠近故障点两侧电流互感

器电流的周期分量；

n a 、n

a。h

、n

a。m

：各侧电流互感器的变比；

△m

Ⅰ、△m

Ⅱ

：由于电流互感器的变比未完全匹配产生的误差。

（4）差动电流速断I

op

a．躲主变外部短路最大不平衡电流I

umb.max

I op =K

rel

I

umb.max

b. 躲主变初始励磁涌流

I op =KI

N

/n

a

K:倍数,取8。

c. 按保护出口小方式两相短路校验灵敏度

2. 主变后备保护

（1）高压侧复合电压闭锁方向过流I

op.h.Ⅰ

（指向主变）

a. 躲主变I

N.h

I op.h =K

rel

I

N.h

/(K

r

n

a.h

)

K

rel

:可靠系数,取1.25;

K

r

: 返回系数,取0.85;

I

N.h

:变压器高压侧的额定电流。

b. 与主变中压侧复合电压闭锁方向过流配合

I

op.h.Ⅰ=1.1I

op.m.Ⅰ

I

op.m.Ⅰ

:中压侧复合电压闭锁方向过流定值。

c. 保证中压侧母线两相短路时有1.25灵敏度

低电压：保证中压侧母线短路有灵敏度，必要时将220KV侧与110KV侧低电压接点并接

负序电压：7V（二次值）

时间与中压侧复合电压闭锁方向过流时间配合

（2）高压侧复合电压闭锁过流I

op.h.Ⅱ

a. 躲主变I

N.h

(同前)

b. 与主变中压侧复合电压闭锁过流I

op.m.Ⅱ

配合

I

op.h.Ⅱ=1.1I

op.m.Ⅱ

c. 与主变低压侧复合电压闭锁过流配合

I

op.h.Ⅱ=1.3I

op.l.Ⅱ

I

op.l.Ⅱ

: 主变低压侧复合电压闭锁过流定值。

d. 保证低压侧母线两相短路时有1.25灵敏度

低电压：保证低压侧母线短路有灵敏度，必要时将220KV侧与10KV侧低电压接点并接

负序电压：7V（二次值）

时间与中、低压侧复合电压闭锁过流时间配合

（3）中压侧复合电压闭锁方向过流I

op.m.Ⅰ

（指向中压侧母线）

a. 躲主变I

N.m

(同前)

b. 保证中压侧母线两相短路时有1.5的灵敏度

c. 与中压侧出线相间距离Ⅱ配合

I

op.m.Ⅰ=1.1×I

j

/(X

1.max

+Z

Ⅱ

/Z

j

)

I

j

:110KV侧基准电流,取5020A;

X

1.max

:该变电所110KV母线等值阻抗;

Z

Ⅱ

:110KV线路相间距离Ⅱ段定值;

Z

j

:110KV侧基准电抗。

低电压：保证中压侧母线短路有灵敏度负序电压：7V（二次值）

时间取0.6秒

（4）中压侧复合电压闭锁过流I

op.m.Ⅱ

a. 躲主变I

N.m

(同前)

b. 与中压侧出线相间距离Ⅲ段配合

I

op.m.Ⅱ=1.1×I

j

/(X

1.max

+Z

Ⅲ

/Z

j

)

I j 、X

1.max

、Z

j

(同前)，Z

Ⅲ

:110KV线路相间距离Ⅲ段定值。

低电压：保证中压侧母线短路有灵敏度负序电压：7V（二次值）

时间与中压侧出线相间距离Ⅲ段配合

（5）高压侧方向另序过流I

op.h.0.Ⅰ

(指向主变)

a. 保证中压侧母线单相接地短路有1.25的灵敏度

b. 与中压侧方向另序过流配合

I

op.h.0.Ⅰ=1.1K

br

I

op.m.0.Ⅰ

K

br

:零序电流分支系数.

I

op.m.0.Ⅰ

: 中压侧方向另序过流定值。

时间与中压侧方向另序过流配合

（6）中压侧方向另序过流I

op.m.0.Ⅰ

(指向中压侧母线)

a. 保证110KV母线单相接地短路有1.5的灵敏度

b. 与中压侧出线方向另序Ⅱ段配

I

op.m.0.Ⅰ=1.1K

br

I

op.0.Ⅱ

K br 同前,I

op.0.Ⅱ

:110KV线路方向另序Ⅱ段定值。

时间取0.6秒

(7) 110KV中性点另序电流保护I

op.0

（高压为220KV且110KV侧有电源）

a. 与高压侧中性点保护配合

b. 与中压侧出线另序最末段配合

I op.0=1.1K

br

I

op.m.0.Ⅳ

K br 同前, I

op.m.0.Ⅳ

:110KV线路方向另序Ⅳ段定值。

（8）110侧中性点间隙另序过流及另序过电压另序过流：100A 0.5秒跳主变三侧

另序过电压：180V 0.5秒跳主变三侧

（9）各侧过负荷I

op

分别躲主变各侧I

N

I op =K

rel

I

N

/(K

r

n

a

)

n

a

: 主变各侧电流互感器变比；

K

rel

:可靠系数,取1.05;

K

r

: 返回系数,取0.85;

I

N

:主变各侧的额定电流。

（10）低压侧复合电压闭锁过电流Ⅰ

a. 躲主变I

N.l

(同前)

b. 保证低压侧母线两相短路有1.5的灵敏度

c. 与低压侧出线速断或限时速断配

低电压：保证低压侧母线短路有灵敏度

负序电压：7V（二次值）

（11）低压侧复合电压闭锁过电流Ⅱ

a. 躲主变I

N.l

(同前)

b. 与低压侧出线过流配

低电压：保证低压侧母线短路有灵敏度

负序电压：7V（二次值）

（12）高压侧(220KV)非全相另序电流

100A 0.5秒跳高压侧

(十二) 110KV主变微机保护计算原则

1. 主变差动保护

同220KV主变

2. 高压侧复合电压闭锁过流

a. 躲主变I

N.h

I op.h =K

rel

I

N.h

/(K

r

n

a.h

)

K

rel

:可靠系数,取1.25;

K

r

: 返回系数,取0.85;

I

N.h

:变压器高压侧的额定电流。

b. 与主变中低压侧过流配合

I

op.h.Ⅰ=1.1I

op.m.Ⅰ

I

op.h.Ⅰ=1.1×1.1×I

op.l.Ⅰ

I

op.m.Ⅰ

:中压侧过流定值；

I

op.l.Ⅰ

:低压侧过流定值。

c. 保证中低压侧母线两相短路时有1.25灵敏度

d.和上级线路相间距离Ⅲ段配合

Z Ⅲ≤K

K

[E

φ-φmin

/(2I＇

DZ

)-Z

C

]

K

K

=0.8～0.85；

E

φ-φmin

为距离保护按装处背侧最低等值相间电势；

Z

Ⅲ

为上级线路相间距离Ⅲ段保护定值；

Z

C

为背侧等值阻抗。

3. 中(低)压侧过流保护

a. 躲主变I

N.m (I

N.l

)

b.与主变高压侧复合电压闭锁过流配合

c.保证主变中(低)压侧短路1.5以上灵敏度

d.和本侧出线过流配合

(十三) 中压侧(110KV)母差保护

1. 起动元件、选择元件I

dz

：

a. 躲中压侧母线最大短路时的不平衡电流

I dz =K

k

K

lh

K

fzq

I

d。max

K

k

：可靠系数，取1.3;

K

lh

: 电流互感器变比误差,取0.1;

K

fzq

: 非周期分量系数.一般电流继电器取 1.5～2,对带有躲非周期分量性能的继电器取1～1.3;

I

d。max

: 母线差动保护外部短路时流过保护的最在短路电流。

b. 保证母线最小短路时有2的灵敏度

2.电压闭锁元件:

a.负序电压元件, 躲正常运行时的最大不平衡电压

U dz2=（0.06～0.09）U

e

；

U

e

: 母线额定线电压。

b.零序电压元件, 躲正常运行时的最大不平衡电压

U

dz0j

=15～20V

3. 电流回路断线闭锁:

躲正常运行时的最大不平衡电流

I dz =（0.1～0.2）I

LH。e

I

LH。e

：电流互感器的额定一次电流。

时间与母线连接元件中后备保护的最大动作时间配合，考虑两倍的时间级差。(十四) 110KV线路微机保护(单电源辐射性网络不考虑助增系数)

（1）相间距离Ⅰ段Z

Ⅰ

a．躲线路末端短路

Z Ⅰ≤K

K

Z

L

K

K

=0.8～0.85

b.单回线终端变压器方式伸入变压器内

Z Ⅰ≤K

K

Z

L

+ K

KT

Z＇

T

K

K

=0.8～0.85；

Z

L

为线路正序阻抗；

K

KT

≤0.7；

Z＇

T

为终端变压器等值阻抗。

时间： 0秒

（2）相间距离Ⅱ段Z

Ⅱ

a.与上级主变110KV侧复合电压闭锁方向过流I

op.m.Ⅰ

配合

I

op.m.Ⅰ=1.1×I

j

/(X

1.max

+Z

Ⅱ

/Z

j

)

I

op.m.Ⅰ

: 主变110KV侧复合电压闭锁方向过流定值;

I

j

:110KV侧基准电流,取5020A;

X

1.max

:该变电所110KV母线等值阻抗;

Z

j

:110KV侧基准电抗。

b.躲下级主变其它侧母线短路

Z DZⅡ≤K

K

Z

L

+ K

KT

Z＇

T

K K 、Z

L

、K

KT

、Z＇

T

同前

c. 与下级110KV线路相间距离Ⅰ段配合

Z DZⅡ≤K

K

Z

L

+ K＇

K

Z＇

DZⅠ

K K 、Z

L

同前；

K＇

K

≤0.8；

Z＇

DZⅠ

为下级110KV线路相间距离Ⅰ段定值。

d. 保证本线末端短路有1.5以上的灵敏度

Z Ⅱ=1.5Z

L

时间： 0.3秒

（3）相间距离Ⅲ段Z

Ⅲ

a. 与上级主变110KV侧复合电压闭锁过流

I

op.m.Ⅱ

配合

I

op.m.Ⅱ=1.1×I

j

/(X

1.max

+Z

Ⅲ

/Z

j

)

I

op.m.Ⅱ

: 主变110KV侧复合电压闭锁过流定值;

I

j

:110KV侧基准电流,取5020A;

X

1.max

:该变电所110KV母线等值阻抗;

Z

j

:110KV侧基准电抗。

b. 与下级主变后备配合

Z

Ⅲ≤K

K

[E

φ-φmin

/(2I＇

DZ

)-Z

C

]

K

K

=0.8～0.85；

E

φ-φmin

为距离保护按装处背侧最低等值相间电势；

I＇

DZ

为下级主变过流保护定值；

Z

C

为背侧等值阻抗。

c. 与下级110KV线路相间距离Ⅲ配合

Z Ⅲ≤K

K

Z

L

+ K＇

K

Z＇

Ⅲ

Z

L

同前；

K

K

≤0.8；

K＇

K

=0.8～0.85；

Z＇

Ⅲ

为下级110KV线路相间距离Ⅲ定值。

d. 保证下级主变低压母线短路有1.2的灵敏度

Z Ⅲ=1.2×（Z

L

+Z＇

T

）

Z L 、Z＇

T

同前

e. 躲最小负荷阻抗

Z Ⅲ≤K

K

Z

FH

K

K

≤0.7；

Z

FH

为最小负荷阻抗。

时间：以上配合中取最大值

（4）接地距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段与相间距离类似

（5）方向零序过流Ⅰ段I

0.Ⅰ

a. 躲本线末端接地故障最大三倍零序电流

I 0.Ⅰ≥K

K

3I

0.max

K

K

≥1.3；

I

0.max

为区外故障最大零序电流。

b. 终端线路可伸入线路末端供电变压器

时间： 0秒

（6）方向零序过流Ⅱ段I

0.Ⅱ

a. 与上级主变110KV侧方向零序过流I

op.m.0.Ⅰ

配合

I 0.Ⅱ≤ I

op.m.0.Ⅰ

/1.1

b. 与下级线路方向零序过流Ⅰ段配合

I 0.Ⅱ≥1.1I＇

0.Ⅰ

I＇

0.Ⅰ

为下级线路方向零序Ⅰ段定值

时间： 0.3秒

（7）方向零序过流Ⅲ段I

0.Ⅲ

a. 与上级主变110KV侧中性点零序电流I

op.0

配合

I 0.Ⅲ≤ I

op.0

/(1.1K

F

)

K

F

为最大分支系数

b. 与下级110KV线路方向零序过流Ⅲ段配合

I 0.Ⅲ≥1.1I＇

0.Ⅲ

I＇

0.Ⅲ

为下级线路方向零序Ⅲ段定值

c.躲下级主变其它侧母线三相短路时的最大平衡电流

I 0.Ⅲ≥0.15I

d.max

I

d.max

为主变其它侧最大三相短路电流

d. 小于300A(一次值)

时间：以上配合取最大

（8）方向零序过流Ⅳ段

与方向零序过流Ⅲ段相同

（9）零序合闸加速段

保证本线末端接地短路有2以上的灵敏度

(十五) 35KV线路保护

1. 电压闭锁电流速断保护

a.躲本线末端最大三相短路电流

b. 躲下级主变中低压侧母线三相短路电流

c. 与上级主变35KV总开关过流Ⅰ段配合

d. 与上级线路限时电流速断保护

2.限时电流速断保护

a. 与下级线路电流速断保护配合

b. 躲下级主变中低压侧母线三相短路电流

c. 与上级主变35KV总开关过流Ⅱ配合

3. 过电流保护

a.与下级线路过电流保护配合

b. 与下级主变过电流配合

c. 与上级主变35KV总开关过流Ⅱ配合

d. 与上级线路过电流保护配合

(十六) 电容器保护

1.延时电流速断保护

a.保证电容器端部引线故障时有2以上的灵敏度.

b. 躲励磁涌流,取3～5倍额定电流.

I DZ =K

K

I

E

K

K

为可靠系数,取3～5倍；

I

E

为电容器组额定电流。时间: 0.1～0.2秒.

2.过电流保护

a.躲电容器组额定电流

I DZ =K

K

I

E

K

K

为可靠系数,取1.5～2倍

时间:0.3～1秒

3. 过电压保护

a.电容器端电压不能长期超过1.1倍电容器额定电压.

U DZ =K

V

×(1-X

L

/X

C

)×U

E

K

V

为过电压系数,取1.1；

X

L

为串联分路电抗器感抗；

X

C

为分路电容器容抗；

U

E

为电容器额定相间电压。

时间: 3.0秒

4. 低电压保护

U DZ =0.3～0.6 U

E

时间: 与本侧线路后备保护时间配合

5. 双星形接线电容器组的中性线不平衡电流保护

a. 部分单台电容器(或单台电容器内小电容器元件)切除或击穿后,故障相其余单

台电容器(或单台电容器内小电容器元件)所承受的电压不能长期超过1.1倍电容器额定电压。

I 0=3MK×I

E

/[6N（M-K）+5K]

I 0=3Mβ×I

E

/{6N[M(1-β)+ β]-5β}

I

DZ = I

/K

LM

K=3MN(K

V -1)/[ K

V

×(3N-2)]

I

为中性点间流过的不平衡电流；

I

E

为单台电容器额定电流；

M为每相各串联段并联的电容器台数；

N为每相电容器的串联段数；

β为单台电容器内部击穿小元件段数的百分数；

K为因故障切除的同一并联段中的电容器台数

K

LM

为灵敏系数,≥1；

K

V

为过电压倍数,取1.1。

b. 躲过电容器组正常运行时中性点不平衡电流

I

DZ ≥K

K

I

BP

K

K

为可靠系数, ≥1.5；

I

BP

为正常时中性点间的不平衡电流。

6. 单星形接线电容器组电压差动保护

a. 部分单台电容器(或单台电容器内小电容器元件)切除或击穿后,故障相其余单

台电容器(或单台电容器内小电容器元件)所承受的电压不能长期超过1.1倍电容器额定电压.

△U

C =3βU

EX

/{3N[M(1-β)+ β]-2β}

△U

C =3KU

EX

/[3N(M-K)+2K]

U DZ =△U

C

/K

LM

K=3MN(K

V -1)/[ K

V

×(3N-2)]

△U

C

为故障相的故障段与非故障段的差压,其余符号同前b. 躲过电容器组正常运行时段间不平衡差电压

U DZ ≥K

K

×△U

BP

△U

BP

为正常时的不平衡差压,其余符号同前

(十七) 备自投

1. 电压鉴定元件

a．低电压元件

取0.15～0.3倍额定电压

b. 有压检测元件

取0.6～0.7倍额定电压

c. 动作时间大于本线路电源侧后备保护动作时间与线路重合闸时间之和,取 5.0

秒