电气主设备继电保护整定计算研究

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《电力系统继电保护整定计算原则》

《电力系统继电保护整定计算原则》

电力系统的继电保护是保障电力系统安全稳定运行的重要保障,而继电保护整定计算又是继电保护的核心。

在本文中,我将深入探讨电力系统继电保护整定计算的原则,从简到繁地介绍这一复杂而重要的主题。

一、继电保护整定计算的概念继电保护整定计算是指根据电力系统的特点和运行状态,合理确定继电保护的各项参数,包括保护动作时间、动作电流等。

继电保护整定计算的目的是保证在电力系统发生故障时,继电保护能够快速准确地动作,切断故障电路,保护电力设备和人员的安全。

二、继电保护整定计算的原则1. 灵敏度原则继电保护整定计算的首要原则是灵敏度原则。

继电保护必须具有足够的灵敏度,能够对电力系统故障做出及时反应,确保故障得以隔离,从而最大限度地减小对系统和设备的损害。

2. 可靠性原则继电保护的可靠性是继电保护整定计算的另一个重要原则。

整定参数必须能够确保在正常运行、异常工况和受到外部干扰等情况下,依然能够准确可靠地动作,保证系统的安全稳定运行。

3. 协调性原则在复杂的电力系统中,不同继电保护之间需要相互协调,避免误动作和漏动作,确保故障得以隔离,同时又不影响系统的正常运行。

继电保护整定计算的原则之一就是协调性原则,确保各种继电保护之间能够协调动作,形成保护层级。

4. 经济性原则在进行继电保护整定计算时,还要考虑经济性原则。

即在保证继电保护可靠、灵敏和协调的前提下,尽量减小继电保护的成本,包括设备成本、运行维护成本等。

三、继电保护整定计算的方法1. 试验法对于新建的电力系统或设备,可以通过现场试验的方法来进行继电保护的整定计算。

在实际运行中,根据试验结果来对继电保护的整定参数进行调整。

2. 经验法在实际运行中,积累了大量的继电保护整定经验。

通过对历史故障数据的分析和总结,可以形成一定的经验公式或规则,用于继电保护整定计算。

3. 数学分析法随着电力系统的复杂性和继电保护技术的不断发展,数学分析法在继电保护整定计算中的应用越来越广泛。

通过建立电力系统的数学模型,进行仿真和计算,可以更精确地确定继电保护的整定参数。

电力系统继电保护整定计算中的问题分析

电力系统继电保护整定计算中的问题分析
造成严重危害 ,影响电网安全 。只有在事故发生后进 行详细测量和分析,才 可以准确地找 出发生事故的性
【 3 1于胜 , 董海萍 , 陶建海.电力变压器 突发短路 研究及 处理 卟 科技信息,0 6( ) 2 0 ,7. 【 4 1田智广 , 王克军, 柴志峰 .浅谈 变压器发生短路后 的故 障 处理 中国电力教育,0 0( 2 . 2 1 ,s ) f 5 】王常勇.变压器短路故障的分析及 处理 黑龙 江科技 信 息 ,01( 6 . 21 ,1 )
参考 文献 f 1 1姜益 民.变压器运行 中短路损坏 的常见部位及原 因分析
[_ 变压 器 ,05 ( 1 『 1 20 ,4 【 2 枫 桦 , 翔. 电力 变压 器的短 路 故 障与 改进 措 施 】麻 任
疆 电力 ,0 6 ( l 2 0 ,3

四 、结 论
变压 器如果发生 了短路故障,强大的短路 电流 将
作 而不 能拒 动 。 因为 拒 动 的 危 害 远 大 于误 动 。选 择 性
随着 电网规模的不断扩大 ,特 别是现代超 高压 电
网 要 求 保 护 装 置 不 但 要 做 到 不 误 动 , 更 要 做 到 不 拒 动 。 要 达 到继 电保 护 四性 的要 求 ,不 应 由一套 保 护 来
质及原 因,提 出合理的解决处 理办法 ,才能使故障尽
快得到解决 。工作人员应当采取系统性 的防范措施来
【 成日 6 】 常.电力变压器出口 短路事故的危害与防范措施 U_ 】
电 力设 备 ,0 67( . 20 , 2)
降低变压器发生短路的几率 以及短路 电流 ,并且需要 使用 自身抗短路冲击能力较高的变压器 ,才 能够保证
强调 的是保护装置不能误动 ,不能产生误操作 。灵敏 性则要 求保护装置反应灵敏 、动作范围准 确,正确反 映故障范围,减少停 电面积。

电气主设备继电保护的整定计算讲解

电气主设备继电保护的整定计算讲解

电气主设备继电保护的整定计算参考文献:大型发电机变压器继保护整定计算导则电力系统继电保护规定汇编(第二版)一 发电机保护的整定计算(一)比率制动式发电机纵联差动保护的整定计算1I 2I I2 0Z I zh I由上图可见,当cd zh zh W W W 2121==时,流入差动线圈的电流为:)('2'1I I I cd -= 流入制动线圈的电流为: )(21"2'1I I I zh += 正常运行或发生外部故障,bp cd I I I I =-=)('2'1 ,l w d zh n I I I I /)(21."2'1=+= 内部故障时,l d cd n I I I I /)('2'1=-= ,)(21"2'1I I I zh -=,当发电机独立运行时,内部故障时,l d cd n I I I /'1== ,'121I I zh = 保护的动作特性如图所示,横坐标为制动电流,纵坐标为差动电流,当制动电流小于拐点电流0Z I 时,继电器的动作电流为0dz I ,当制动电流大于拐点电流0Z I 时,继电器的动作电流为)(00z zh XL dz dz I I K I I -+=。

比率制动差动保护的动作判据为:0dz d c I I ≥ (0z zh I I <) )(00z zh XL dz cd I I K I I -⋅+≥ (0z zh I I >)式中:cd I —为差动电流;zh I —为制动电流;0dz I —为差动保护最小动作电流;0z I —为比率制动特性的拐点电流XL K —为比率制动特性的斜率;根据以上分析,在正常运行时,由电流互感器存在幅值误差产生的不平衡电流为:l f e i tx fzq bp n I f K K I .⋅⋅⋅=在外部短路时,由电流互感器存在幅值误差产生的不平衡电流为:LH wd i tx fzq bp n I f K K I ⋅⋅⋅=显然,外部短路产生的不平衡电流远大于正常运行产生的不平衡电流。

继电保护整定计算

继电保护整定计算
( 2 ) 发 电机 :
1 绘制主接线 图
f l
xa ” =
×
x ; % — — 发电 机次 暂态 电 抗 百 分 值;
U 厂

发 电机 额 定 电压 ( 单位 : k V) ;
发电机额定功率( 单位 : k W) ;
c o s — — 功 率 因数 。
( 3) 变压器 :
3 5 k V #1主 变 : 1 O O x1 0 0 x l 0 0 x 7 . 5 5 %/ 6 3 0 0 = 1 . 1 9 8
保护配置 : 电流 速 断 保 护 ; 过 流保 护 。
3 5 k V丰 泉 线 : 2 2 . 2 7 x 0 . 4 x O . 0 7 3 = 0 . 6 5
X = O . 2 7 7 9 + 0 . 6 5 = 0 . 9 2 7 9
电力与资源
L OW C AR B 0N W oRL D 2 o l 3 , 4
I ‘
= 0 . 8 6 6 I ‘

0 . 8 6 6  ̄ 5 5 0 5 + ( 0 . 4 6 1 5 + 1 . 1 9 8 + 0 . 6 5 + 0 . 9 2 5 ) = 1 4 7 3 . 9
S Z 1 1 — 6 3 0 0 / 3 5 3 5 / 1 0 . 5 k V Ud %= 7 . 5 5 % Y / △ 一1 1
U P 广
变 压 器额 定 电压 ( 单位 : k V A) ; 变压 器额 定功 率 ( 单位 : k W) 。
( 4 ) 不 同 电压 等 级 阻抗 换 算
L O W C A R B 0 N W 0 R L D 2 o l 3 , 4

对继电保护整定计算的几点思考(精)

对继电保护整定计算的几点思考(精)

1、继电保护整定计算由于各种保护装置适应电力系统运行变化的能力都是有限的, 所以继电保护整定也不是一成不变的。

随着电力系统运行情况的变化, 当其超出预定的适应范围时, 就需要对全部或者部分保护定值重新进行整定, 以满足新的运行需要。

要想获得一个最佳的整定方案, 就要在继电保护的快速性、可靠性、选择性、灵敏性之间求得妥协和平衡。

所以, 继电保护整定计算要科学的运用。

2、继电保护整定计算的要求继电保护的构成原则和作用必须符合电力系统的内在规律, 满足电力系统的要求:当电力系统发生故障时, 自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分, 保证非故障部分继续运行; 当电力系统中出现异常运行工作状况时, 它应能迅速、准确地发出信号或者警报, 通知值班人员尽快做出处理。

所以, 继电保护整定计算工作必须满足可靠性、快速性、选择性、灵敏性的要求。

由于“四性” 既相辅相成、相互统一, 又相互制约、互相矛盾, 所以在进行继电保护整定计算时必须统筹考虑。

3、继电保护整定计算的任务继电保护整定计算的主要任务有以下 3项:3.1确定保护配置方案随着 DL/T584-2007《 3kV ~110kV 电网继电保护装置运行整定规程》等一大批电力行业标准的相继颁布, 使得继电保护装置朝规范化、标准化发展。

目前, 我国南瑞、许继、四方等公司生产的微机继电保护产品都配置了功能十分齐全的保护功能块, 但并不是保护装置中的每一项功能我们在实际工作中都必须应用, 这就要求我们整定计算人员就应根据我们的实际情况对保护功能块进行选择, 有所取舍。

3.2确定各保护功能之间的配合关系保护方案确定以后, 我们还必须确定各保护功能之间的配合关系。

其中包含了两个方面的意义:3.2.1装置内部各功能单位之间的配合关系在由几个电气量组成的一套保护装置内部, 各元件的作用不同, 其灵敏度和选择性要求也不相同。

对于主要元件的要求是既要保证选择性又要保证灵敏性, 而作为辅助元件则只要求有足够的灵敏性, 并不要求有选择性。

继电保护整定基本的计算原则

继电保护整定基本的计算原则

继电保护整定基本的计算原则继电保护是电力系统中保护设备的重要组成部分,主要用于检测电力系统故障和异常情况,并采取相应的保护措施以防止系统损坏。

对于继电保护的整定,一般遵循以下基本原则:1.故障检测原则:继电保护的首要目标是检测系统中的故障,并尽可能地快速、准确地切除故障点,以最大限度地减小对系统的影响。

因此,整定时要确保故障点能够被准确地检测到,并且切除操作及时进行。

2.动作特性原则:继电保护设备在发生故障时需要迅速动作,以切除故障,并切断故障电路,以保护设备和系统的安全性。

整定时,必须确保继电保护设备的动作特性满足系统的要求,即具有足够的选择性、速度和可靠性。

3.调整灵敏度原则:继电保护设备在检测故障时需要根据故障程度的不同调整其灵敏度。

一般来说,针对较大的故障,保护的动作速度要快一些,对于较小的故障,动作速度可以适当延迟,以避免误动作。

因此,在整定时应根据系统的特点和运行情况,确定不同故障情况下的保护动作速度。

4.动作时间原则:继电保护设备的动作时间与系统运行的可靠性密切相关,整定时要保证保护设备在故障发生时能够及时动作,切断故障电路。

一般来说,保护的动作时间越短越好,但是需要综合考虑故障类型、系统的稳定性以及保护装置的可靠性等因素。

5.人工判据原则:在系统运行过程中,可能会发生一些特殊情况,例如一些变压器出现过载,但由于是临时的情况,不需要进行保护动作。

因此,整定时需要根据经验和实际情况,设置人工判据,以避免不必要的保护动作。

6.综合考虑原则:继电保护的整定是一个综合考虑多个因素的过程,需要考虑系统的元件参数、运行情况、故障类型以及保护装置的技术指标等问题。

同时,还需要根据系统的实际需求,合理地选择保护原则和整定方法,以保证保护装置的可靠性和有效性。

在继电保护的整定过程中,需要对系统的拓扑结构和参数进行分析,确定各个保护装置的整定值。

一般来说,整定计算主要包括以下几个方面:1.故障电流计算:根据系统的参数和拓扑结构,计算不同类型故障情况下的故障电流值。

电气设备继电保护装置的整定计算原则及方法

电气设备继电保护装置的整定计算原则及方法

地面电气设备继电保护装置的整定计算原则一、一般规定(一)煤矿供电系统继电保护装置检验前,必须按本规程总则的要求制定整定方案。

对新装的继电保护装置,如供电系统和负荷参量没有改变,可按设计计算的方案整定检验。

当供电系统和负荷参量有较大变动时,应按变动后的参量重新计算整定方案,报主管部门审批后执行。

(二)整定计算前,应根据所在电力系统提供的各种运行方式的参量,对本系统进行一次短路电流计算,并绘制从地面变电所到各计算终端(包括井下终于变电所、采取变电所)的计算系统图,和等价网络通作为方案编制中定值计算和灵敏系数的依据。

(三)计算继电保护装置的动作值,应依据使保护装置动作达到有选择性、快速性、灵敏性和可靠性的四个基本要求为原则,综合分析全部数据合理的确定保护动作值。

1.选择性:当系统发生故障时,保护装置只将故障设备切除,保证无故障部分继续运行,尽量减少停电面积,要求上、下级保护之间的配合达到如下要求:1)时间阶梯差:△t=t1-t2式中 t1——上级保护动作时限(秒);t2——下级保护动作时限(秒)。

对定时限继电器△t 取0.5~0.7秒,反时限继电器△t 取0.6~1.0秒。

2)配合系数:式中:Idz.1——下级保护动作电流(安);Idz.1——下级保护动作电流(安);3)反时限继电器或定、反时限继电器的上、下级配合,要通过计算,绘制出实现特征性曲线,在曲线上要求时限和定制均达到1)、2)项的配合条件。

2.快速性:保护装置应以足够小的动作时限切除故障。

1.121≥=dz dz ph I I K3.灵敏性:保护装置应有较高的灵敏度,灵敏度用灵敏系数表示: 1)对于反映故障时参量增加的保护装置:灵敏系数=保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值/保护装置动作参数的整定值2)对于反映故障时参量降低的保护装置:灵敏系数=保护装置动作参数的整定值/保护区末端金属性短路时故障参数的最大计算值保护装置的灵敏系数应根据不利的运行方式和故障类型进行计算,但对可能性很小的情况可不考虑。

浅谈电气主设备继电保护技术分析

浅谈电气主设备继电保护技术分析

方案成 为主设备保护研 制、 设计 的指导; , 为现场运行提供 了极 求 主 设 备 保 护具 有强 大 的通 信 功 能 ,以 便通 过 监 控 系 统 实 现 保 护动 隹则 并 作 报 文 管理 、 障数 据 处理 、 值 远 方 整定 、 故 追忆 等功 能 , 故 定 事 实现 了 双 主 双 后 的保 护 实 现 方 式 是 针 对 一 个 被 保 护 对 象 , 配置 2套 独 电气智 能设 备运 行 的深 层 次 管理 。 立的保护。每套保 护均 包含主后 备保护 , 并且每套保护 由 2个 CP U 在采用高速度 、 大容量 的微 处理器及高速总线设计后 , 护装置 保
计 方案、 配置原则趋于完善 , 同时 , 新原理和 新技术的应用也 大大提 T A具 有 明显 的技 术优势 : 不存在 饱和 问题 , 率响应 宽 , 频 动态范 围 高 了主 设 备保 护 的 安 全 运行 水 平 。 大, 在很大的电流变化区间内保持 线性 变换关系 ; 实现 了强 电和弱电 11 主 设 备 保 护 的双 重 化 配 置和 主 后 一体 化趋 势 近 年 来 , 主 的完全绝缘隔离 , . 双 具有很强的抗 电磁干扰能力 ; 不存在二次开路的问
大 的 方便 。
系统构成。2个 C U系统之间均 能进 行完善的 自检和 互检 , 口方 将具有更完善 的数据处理功能和 通信功能 ,可 以更好地 实现保护信 P 出 式采 用 2个 C U系 统 “ ” 出 口。 这种 配置 方案 概 念 清 晰 , 底 解 息化、网络化设计。主设备保护除了动作后经通信网络上传故障报 P 与 门 彻 决 了保护拒 动和误 动 的矛盾 ,即双重 化配 置解决 了拒动 问题 , 双 文、 数据到监控 系统 以外 , 可以为系统动态提供保护装置的运行状 还 C U系统“ ” P 与 门出口解决了硬件故障导致的误动问题。这种思想 已 态 和 信 息 , 可根 据 系统 运 行 方 式 的 变 化通 过 数 据 交 换 , 供 修 改 保 并 提
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电气主设备继电保护整定计算研究
发电厂继电保护工作中重要的一项内容就是主设备保护整定计算,无论是传统的整流型、电磁型等等,还是像数字保护这种现今流行的方式,为了能让保护装置正常作用的必要条件都是给出正确的定值。

不合理的定值会对主设备自身的安全造成影响,甚至危及到整个电力系统,即使原理算法先进、硬件平台完善也是不可以的。

随着新算法、新原理的投入使用,现有的算法已经不能满足工作需要,需要进行修改和完善;同时,对主设备的保护工作不到位,这就使研究整定计算有了理论和现实意义。

标签:主设备保护整定计算数字式保护
1绪论
1.1电气主设备继电保护配置概况
伴随着我国经济的不断发展进步,人民生活水平的提高,电力系统也不断的向前发展以此应对国民经济的需要,电网系统也在不断地发展日益变得复杂,大容量的机组开始不断地在系统中被应用起来,那么电网与设备是否可以安全稳定地运行就成了需要保证的问题。

继电保护和自动安全装置就是在当初应运而生产生的保证电力系统安全运行的装备,继电保护中重要的一个部分就是整定计算,保护装备能否发挥作用取决于定值的正确与否,对保护对象来说,就决定了是否可以在发生故障时第一时间从电网中撤离,避免更大事故的发生。

传统的整定计算多是手工计算的方式,不仅时间慢而且准确度也有一定影响,我们现在需要研究的课题就是利用计算机技术来进行整定计算的开发和研究。

1.2整定计算目前存在的问题
首先,存在着多种保护形式并存的现象,新建的电厂多采取数字式保护,而老电厂还沿袭以前的“老路”,多采用电磁型、晶体管保护等,但是这种方式也在逐渐被数字式保护取代更替。

此外,整定计算多采取手工计算的陈旧方式,相对滞后。

2发电机保护的整定计算分析
2.1发电机主要故障形式和保护配置方案
发电机是否可以安全运行决定了整个电力系统的正常工作和电力质量,因为发电机本身造价很高,属于昂贵的电器元件之一,为了保证其正常运行、避免出现故障就要为它装备继电保护装置。

通常发电机会有定子绕组相间短路、定子绕组单相接地等故障出现;也会出现诸多的不正常运行状态,比如说:外部发生短路导致的定子绕组过电流、负荷
超过额定容量而导致的三相对称过负荷和汽轮机主汽门出现异常突然关闭引发的发电机逆功率等。

针对以上的不良现象,发电机一定要安装继电保护装置:举例来说,一般1MW以上的发电机要安装纵联差动保护,这样就可以有效避免定子绕组相间短路;装置横联差动保护,就会遏制定子绕组匝间短路现象的发生;安装负序电流保护于50MW及以上的发电机时,因外部不对称短路而导致的负序过电流就不会产生;装设转子过负荷保护的话,转子回路就可以不再产生负荷……这些都是安装继电保护装置可以起到的作用。

2.2发电机纵差保护整定算法
纵差保护和横差保护是发电机差动保护的两个种类,其中纵差保护又可以细分为完全纵差保护和不完全纵差保护两类。

在现实应用中,纵差保护和横差保护有很多种实现方法,比率制动和标识制动的两种差动保护就是纵差保护中应用范围最广的两种,同时在对原有差动保护的基础之上做了一些改进出现的新的算法,比如自适应的差动保护等等。

单元相横差保护和裂相横差保护是在横差保护中较多运用的,其中的单元件横差保护还有传统和高灵敏的两种区别。

2.3发电机横差保护整定算法
双分支和多分支是发电机定子绕组的两种形式,一般来说大型水轮发电机当中多使用多分支定子绕组,但是在实际生产中却常常会出现因为匝间绝缘被破坏而导致的匝间短路故障,这种情况完全纵差反应就是不可反映出来的。

当出现匝间短路的情况时,如果匝数较少,虽然相电流的变化不是很大,但是存在于故障匝中的电流却是相当之大的,这时如果切除发电机的速度不够过快,定子铁芯和绕组就会受到巨大的损害。

发电机内部的匝间短路、定子绕组开焊的主保护就是横差保护,其中的单元件横差保护和高灵敏横差保护是之中应用最广的两种。

如果把单元件横差保护作用在两中性点之间的TAO构成的横差保护时,一旦发电机的电动势产生畸变,以三次谐波为主体的高次谐波分量就会在TAO中出现,这就要求单元件横差保护一定要具备很高的三次谐波虑过比能力。

横差保护在进行延时设定的时候,一定要考虑到的一种情况就是一旦转子回路短时两点接地造成的误差误动。

一般的情况下,当发电机的转子回路出现两相接地的情况时,转子回路的此平衡就会受到严重的破坏,这是不同的电势将会同时被定子绕组的并联分支所感应,就会产生较大的电流通过并联分支中性点的连线上,这样一来就会使横差保护出现误动,延迟的时间通常整定为0.5~1S。

裂相横差保护和比率制动纵差保护在原理上来说是相同的,但是由于裂相横差保护和定子绕组各分支的关系有关,所以比较复杂,但是它的起动电流定值要
比总比纵差保护大上很多。

2.4匝间短路保护整定算法分析
匝间保护在现实生产中也是应用比较广的,是发电机主保护的一种。

保护原理是反应故障分量负序方向和反应纵向零序电压的基波分量。

当相间短路、匝间短路等不对称的故障现象出现在发电机的三相定子绕组时,负序源就会在故障点产生。

但是由于系统侧对称的原因,发电机时肯定要发出负序功率,所以我们如果想要识别匝间短路,就可以通过故障分量的负序方向来达到目的,其中主定量由于保护装置的不同略有分别,有负序电流增量、负序电压增量等,对应的整体计算要根据不同的技术说明书来学习。

2.5发电机定子短路故障后备保护的整定算法
过流保护是差动保护的后备保护方式,也是发电机常用的保护方式的一种。

过流保护和过负荷保护都把电流作为主要的判断依据,分界线不是很明显,实际上过流和过荷保护都是对发电机自身元件和相邻元件起保护作用的。

通常过流保护有低压过流保护、复合电压过流保护等方式,这是由电气量和逻辑关系的不同决定的,如果按事先来划分的话,则有定时限和反时限两种类别。

无论是以上的那种情况,都要参照以下的方面来考虑:与相邻元件的过流保护之间是否有配合的关系;发电机额定电流的整定是否躲过。

2.6失磁带来的危害
如果大型发电机发生失磁的情况,将对系统造成巨大的伤害。

通常情况下,在系统中由于大型发电机的容量关系在系统中所占份额是最大的,一旦失磁,就会大大增加对系统的无功需求,直接影响到其他机组,使其他机组的无功输出压力增大,会导致系统电压下降变大,就会给系统的安全造成巨大的威胁。

此外,失磁之后的发电机送出的有功功率全部都是以异步功率的形式发出,就会使整个机组都受到异步功率的影响,因为它的周期性摇摆而产生周期性的振动。

一旦发电机失磁,就会造成以下的后果:电压发生崩溃,主要是系统无功不足导致;可以诱发系统的震荡,出现故障和不良现象;会使发电机本身发生转子过热等现象,烧坏发电机;持续增加的无功输出会使线路外流的同时故障波的范围也随之扩大。

3总结
主设备的整定计算是不断发展的,需要我们不断地对其进行研究并不断完善。

出现新的原理和算法的时候,要及时对其进行研究和讨论,这样才利于新生方法的推广,主设备保护系统的完成也是一个长期的过程,需要我们不断去摸索钻研,给继电保护的工作人员提供具有现实性的指导意见。

参考文献:
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