04母线保护整定计算
供配电微机常用保护整定计算
筑龙网w ww .z hu lo ng .c om供配电微机常用保护整定计算摘 要 本文根据对供配电微机综合保护控制装置的实验摸索和理论研究，结合目前国内外常用微机综合保护控制装置的特点，简化了供配电设备微机常用保护的整定计算方法，给出了实用的计算数据。
关键词 供配电，微机保护，综合保护，整定计算1 引言随着微计算机技术的发展，微机综合保护控制装置（以下简称微机保护）将在供配电系统保护中获得广泛的应用。
如何将微机保护设置的恰到好处是摆在每个微机保护应用人员的重要任务。
微机保护装置的各种保护功能通常具有4~6段，每段保护既可选定时限也可为反时限，如将定时限动作时间设为0即成为速断保护，而且还可以通过编程自定义您所需要的各种保护和控制的新功能组合，再将多种保护和控制功能组成保护控制功能组，多组保护控制功能组之间可根据输入状态自动转换。
考虑经济和安装等问题而不必装设的机电式保护功能在微机保护中已变的非常容易实现。
2 微机保护整定计算基础由于互感器、断路器等测量和执行元件及微机保护自身性能的提高，以及利用微计算机对多个供配电所或大型供配电系统的全部微机保护进行整定计算的需要，用于机电式保护继电器的部分整定计算方法已不能适应其要求，应给予修正。
2.1 互感器变比在微机保护整定计算中，为了适应互感器二次数值的不同，不是采用互感器变比参与计算，用物理量作为整定值，而是用互感器的一次值作为计算参数，采用相对值作为整定数据。
2.2 接线系数由于机电式继电器的电流输入可为单相也可为两相差接，因此在整定计算时必须采用接线系数加以区分，而微机保护装置是同时输入三相数据，如仅有两相输入源也可由这两相输入源之和取反的方式作为第三相输入源，据此，在微机保护整定计算时已不需考虑接线系数。
2.3 返回系数微机保护不必因接点压力问题考虑返回系数，通常过量动作返回系数K re 大于0.95，欠量动作K re 小于1.05，一些微机保护甚至达到0.98或1.02。
微机型母线保护定值整定计算分析
分析表 明 ：当母 线 出线元 件 中负荷 电流最大 的 电流互 感器 二 次 回路 断线 时 ，其 在差 动保 护差流 回
２ ・ ４
２０ ０ ８年 １ ２月
张
悦 ，等 ：微 机 型母 线 保 护 定 值 整 定 计 算 分 析
路 中产生 的差 流 最 大 为 Ｊ （ 考 虑 出 线 元 件 过 负 不 荷运行 ） 。
作 者 简 介 ：张
悦 （ ９ ５） 女 ， 山 西 太 原 人 ， １８ １ ６一 ， ９ ８年 毕 业 于 太
将 Ｋ 及 Ｋ。 ，Ｋ 取值 代入 公式 （ ） ２ ，可 得
，ｚ ＝ ０． ９ ｄ ： ０ ＝ ３ ～ ０ ２ ．５ 。
原 理 工 业 大 学 电 力 分校 电力 系统 及 其 自动 化 专 业 ，高 级
闭锁元 件 中 ， 有低 电压 、 序 电压 、 序 电压元 件 。 负 零
按躲 过正 常工况 下 的最 大不 平衡 电流来 整定 启
动 电流 ｊ ，其 计算 公式 为
一Ｋｋ （ ＋ Ｋ２ Ｋ。 Ｊ ， Ｋ１ ＋ ） （） ２
对 母差 保护 的整定 计 算 ， 是 合 理 地 确定 差 动 就 元件及 复合 电压 闭锁 元件 中各 物理 量 的整定 值 。其 中， 动 元 件 要 确 定 启 动 电流 Ｉ 差 及 比率 制 动 系数
第 ６ （ 第 １ ０期 ） 期 总 ５
２０ ０ ８年 １ ２月
山 西 电 力
ＳＨ ＡＮ ＸＩ ＥＬＥＣＴ ＲＩ Ｃ ＰＯＷ ＥＲ
Ｎｏ． （Leabharlann ｒ ５ ６ Ｓｅ ．１ ０）Ｄ ｅ ． ２ ０８ ｃ ０
微 机 型母 线 保 护定 值 整 定 计 算 分 析
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继电保护定值整定计算公式大全1、负荷计算（移变选择）：cos de Nca wmk P S ϕ∑=（4-1）式中 S ca --一组用电设备的计算负荷，kVA ；∑P N --具有相同需用系数K de 的一组用电设备额定功率之和，kW 。
综采工作面用电设备的需用系数K de 可按下式计算Nde P P k ∑+=max6.04.0 （4-2） 式中 P max --最大一台电动机额定功率，kW ；wm ϕcos --一组用电设备的加权平均功率因数2、高压电缆选择：（1）向一台移动变电站供电时，取变电站一次侧额定电流，即NN N ca U S I I 131310⨯== （4-13）式中 N S —移动变电站额定容量，kV •A ；N U 1—移动变电站一次侧额定电压，V ； N I 1—移动变电站一次侧额定电流，A 。
（2）向两台移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为两台移动变电站一次侧额定电流之和，即31112ca N N I I I =+=（4-14）（3）向3台及以上移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为3ca I =（4-15）式中 ca I —最大长时负荷电流，A ；N P ∑—由移动变电站供电的各用电设备额定容量总和，kW ；N U —移动变电站一次侧额定电压，V ； sc K —变压器的变比；wm ϕcos 、ηwm —加权平均功率因数和加权平均效率。
（4）对向单台或两台高压电动机供电的电缆，一般取电动机的额定电流之和；对向一个采区供电的电缆，应取采区最大电流；而对并列运行的电缆线路，则应按一路故障情况加以考虑。
3、 低压电缆主芯线截面的选择1）按长时最大工作电流选择电缆主截面 （1）流过电缆的实际工作电流计算① 支线。
所谓支线是指1条电缆控制1台电动机。
流过电缆的长时最大工作电流即为电动机的额定电流。
NN N N N ca U P I I ηϕcos 3103⨯== （4-19）式中 ca I —长时最大工作电流，A ；N I —电动机的额定电流，A ； N U —电动机的额定电压，V ； N P —电动机的额定功率，kW ； N ϕcos —电动机功率因数；N η—电动机的额定效率。
110kV电网继电保护配置与线路保护整定计算(附计算书、图以及参数表)
华北电力大学成人高等教育毕业设计(论文)任务书学生姓名：裴丽君年级专业层次：14电力专学号：14301394 函授站：张家口名人新能源学校一、毕业设计(论文)题目：110kV电网继电保护及自动装置整定计算二、毕业设计(论文)工作起止时间：2015.12.14-2016.2.22三、毕业设计（论文）的内容要求：1.根据给定系统的接线和参数，合理制定继电保护和自动装置的配置方案并完成装置选型；2.计算各元件的序参数，绘制各序网图，完成短路电流计算；3.完成各线路继电保护及自动装置的整定计算；4.绘制保护及自动装置配置图，对所选方案做出评价；5.总结所做工作，撰写毕业论文。
指导教师签名：前言电力系统中的发电机、变压器、输电线路、母线以及用电设备，一旦发生故障，继电保护及安全自动装置能够快速、可靠、有选择地将故障元件从系统中切除，使故障元件免于继续遭受损坏，既能保证其它无故障部分迅速恢复正常，又能提高电力系统运行的稳定性，是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。
而课程设计是学生在校期间的综合性实践教学环节，是学生全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行设计（或研究）的综合性训练。
通过课程设计，可以培养学生运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，增强工程观念，以便更好地适应工作的需求。
本次课程设计为给110kV电网继电保护配置与线路保护整定计算，学习规程确定系统运行方式，变压器运行方式。
选择各元件保护方式，计算发电机、变压器、线路的参数，确定保护方式及互感器变比。
对于线路和变压器故障，根据相间和接地故障的情况，选择相应的保护方式并作整定和校验。
第一章概述1.1 电力系统继电保护的作用电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。
电力系统由各种电气元件组成。
这里电气元件是一个常用术语，它泛指电力系统中的各种在电气上的独立看待的电气设备、线路、器具等。
母联保护测控装置使用说明书
母联保护测控装置使用说明书本装置适用于66kV及以下电压等级的非直接接地或不接地系统中的母线联络保护及测控。
可集中组屏，也可在开关柜就地安装，全面支持变配电所综合自动化系统。
1．保护功能◆三相/两相三段式电流保护（速断、限时速断、过流）◆零序电压闭锁方向零序过流保护（可选择跳闸/告警）2．辅助功能◆备用电源自动投入◆PT断线告警◆控制回路断线告警◆装置故障告警◆故障录波◆保护定值和时限的独立整定◆自检和自诊断3．测控功能◆电量测量（遥测量）：两路母线电压、电流、电网频率等◆遥信量：装置共有14路开入量，其中：12路为采集外部遥信，2路为内部开关量信号◆遥控量：完成1台断路器就地或遥控分合闸操作4．闭锁功能◆断路器就地和遥控操作互为闭锁且具有防跳功能◆电源断路器保护跳闸闭锁备自投5．通讯功能◆CAN总线，以及标准的RS485多机通讯接口6．特点◆采用分层分布式设计，可组屏安装或直接安装于开关柜上◆封闭、加强型单元机箱，抗强干扰设计，适用于恶劣环境，可靠性高、抗干扰能力强，符合IEC电磁兼容标准◆与两路进线断路器配合，在不改变硬件及软件的情况下，可以实现两路进线电源备自投和母联自投两种运行方式◆可以实现远方定值整定与修改◆事件顺序记录并上传SOE事件◆汉字液晶显示，键盘操作◆设有独立的起动元件用来开放继电器电源，提高装置的安全性二、基本原理针对A、C（或A、B、C）相电流基波最大值，当任一相达到整定值，则定时器启动，若持续到整定时限，且相应保护的投退控制字处于投入状态，装置则发出跳闸控制信号，并记录和上传相应的SOE事件。
若在整定时限内电流返回则复位计时器。
当电流达到速断定值时，且速断保护投退控制字处于投入状态，则立即跳闸，同时给出保护动作、事故音响信号，并记录和上传相应的SOE事件。
图1 三段保护逻辑框图零序过流保护逻辑图如下图。
注：3Uo为采样值；3Io为采样值；3Io’为计算值（Ia+Ib+Ic）。
母线差动保护的整定计算
母线差动保护的整定计算计算母差保护的主要工作量在于以下几个值的计算，计算方法如下：1 比率差动元件的比率差动门坎按包括检修方式的各种运行方式下，母线发生各种类型短路的最小总短路电流(相电流)有足够灵敏度计算，灵敏度≥4，并尽可能躲过母线出线最大负荷电流。
比率差动门坎要整定得躲过母线出线最大负荷电流是为了防止CT断线时母线差动保护误动。
2低电压闭锁元件以电流判据为主的差动元件，可以用电压闭锁元件来配合，提高保护整体的可靠性。
复合电压闭锁包括母线线电压(相间电压)，母线三倍零序电压，和母线负序电压。
其动作表达式为：以上三个判据中的任何一个被满足，则该段母线的电压闭锁元件动作。
U set按母线对称故障有足够灵敏度整定，灵敏度≥1.5。
且应在母线最低运行电压下不动作，而在故障切除后能可靠返回。
一般取65%至70%U e。
U0set按母线不对称故障有足够灵敏度整定，灵敏度≥4。
且应躲过母线正常运行时最大不平衡电压的零序分量。
一般取6至10V。
U2set按母线不对称故障有足够灵敏度整定，灵敏度≥4。
且应躲过母线正常运行时最大不平衡电压的负序分量。
一般取4至8V。
1. 电流变化量起动值：按躲过正常负荷电流波动最大值整定，一般整定为0.2In，定值范围为0.1In～0.5In。
2. 零序起动电流：按躲过最大零序不平衡电流整定，定值范围为0.1In～0.5In。
3. 失灵保护零序定值：按躲过最大零序不平衡电流整定, 定值范围为0.1～20A。
4. 低功率因素角定值：整定值范围为45~ 90 ，整定步长为1度。
5. 低功率因素过流定值：表示线路有流，定值范围为0.1～20A 。
6. 负序过流定值：按躲过最大不平衡负序电流整定，定值范围为0.1～20A 。
7. 失灵跳本开关时间：失灵保护动作时，将以该时间定值跳开本开关。
定值范围为0.01～20S，整定步长为0.01S。
8. 失灵动作时间：失灵保护动作时，将以该时间定值跳开相邻开关。
微机保护整定计算原则
微机保护装置定值整定原则一、线路保护测控装置装置适用于10/35kV的线路保护，对馈电线,一般设置三段式电流保护、低周减载、三相一次重合闸和后加速保护以及过负荷保护，每个保护通过控制字可投入和退出。
为了增大电流速断保护区,可引入电压元件,构成电流电压连锁速断保护.在双电源线路上，为提高保护性能，电流保护中引入方向元件控制,构成方向电流保护。
其中各段电流保护的电压元件和方向元件通过控制字可投入和退出.(一)电流速断保护（Ⅰ段）作为电流速断保护，电流整定值I dzⅠ按躲过线路末端短路故障时流过保护的最大短路电流整定，时限一般取0～0。
1秒,写成表达式为：I dzⅠ=KI maxI max =E P/（Z P min+Z1L）式中：K为可靠系数，一般取1.2～1。
3；I max为线路末端故障时的最大短路电流;E P 为系统电压;Z P min为最大运行方式下的系统等效阻抗；Z1为线路单位长度的正序阻抗；L为线路长度（二)带时限电流速断保护(Ⅱ段)带时限电流速断保护的电流定值I dzⅡ应对本线路末端故障时有不小于1.3~1。
5的灵敏度整定，并与相邻线路的电流速断保护配合,时限一般取0。
5秒,写成表达式为:I dz.Ⅱ=KI dzⅠ.2式中：K为可靠系数，一般取1。
1～1。
2;I dzⅠ.2为相邻线路速断保护的电流定值(三)过电流保护（Ⅲ段）过电流保护定值应与相邻线路的延时段保护或过电流保护配合整定，其电流定值还应躲过最大负荷电流，动作时限按阶梯形时限特性整定，写成表达式为：I dz。
Ⅲ=K max{I dzⅡ。
2 ，I L｝式中:K为可靠系数，一般取1。
1～1。
2；I dzⅡ.2为相邻线路延时段保护的电流定值；I L 为最大负荷电流（四）反时限过流保护由于定时限过流保护（Ⅲ段）愈靠近电源,保护动作时限愈长,对切除故障是不利的。
为能使Ⅲ段电流保护缩短动作时限，第Ⅲ段可采用反时限特性。
反时限过电流保护的电流定值按躲过线路最大负荷电流条件整定,本线末端短路时有不小于1。
中阻抗及高阻抗母线差动保护原理及整定计算
中阻抗及高阻抗母线差动保护原理及整定计算摘要: 依据母线差动保护的特殊要求，本文叙述了中阻抗母线差动保护的原理、特点及整定计算，详细分析了中阻抗母线差动保护区外故障时电流互感器饱和、不饱和的制动原理及区内故障时流入差动继电器的电流，整定计算及提高灵敏度的措施。
分析了高阻抗母线差动保护的原理、电流互感器饱和特性及实用计算方法。
关键词: 中阻抗;高阻抗;母线差动保护0引言随着电力系统的容量越来越大，接线越来越复杂，母线差动保护的短路电流倍数可达到额定电流的十几倍到几十倍，使出线线路的电流互感器严重饱和，差动保护区外短路的不平衡电流远远大于电流互感器的10%误差[1-3]。
区外短路母线差动保护会误动。
为克服母线差动保护区外短路不误动采用了在差动回路中串入2KΩ的电阻，其作用是加速故障出线的电流互感器的饱和，降低饱和电流互感器的二次电阻用以降低差回路中的电压，由于差回路中有高电阻使差回路中的差动继电器不误动。
目前国配网外及我国超高压电网的母线差动保护多有采用高阻抗母线差动保护[4-5]。
由于高阻抗母线差动保护的差回路的电阻为2KΩ,区内短路流过差动保护差回路的动作电流较大，会在高电阻上产生高电压。
为降低区内短路差回路的电压将差回路中的高阻改为600Ω中阻差动保护继电器。
1中阻抗母线差动保护原理及整定计算1.1中阻抗母线差动保护原理图说明反应流进流出母线电流的差，比例制动，零秒动作。
中阻抗母线差动保护原理接线图如图1所示。
以被保护母线只有一回进线，一回出线为例，采用一相进行分析。
采用中间变流器TM是为了使差回路电流变小，便于控制。
各进出线同一相的全波整流器D3、D4、D5、D6为制动电路。
CLJ为启动继电器、CDJ为差动继电器、R为分流电阻、Rs/2为制动电阻。
IT为循环臂中的制动电流；Icd为差动回路中的电流；Idz为流经差动继电器中的电流。
[J]. 继电器,2001,05:59-62.[3]工乡,陈永琳,张连斌. 母线差动保护的计算机整定计算[J]. 继电器,1996,03:26-29+2-3.[4]刘天斌,程利军,陈建文,等. 中阻抗母线保护差动回路过电压误动分析及对策[J]. 电力系统自动化,2000,12:55-57.[5]程利军,杨奇逊. 中阻抗母线保护原理、整定及运行的探讨[J]. 电网技术,2000,06:65-69.[6]邹宁. 数字式母线差动保护中新型抗TA饱和策略的研究[D].东南大学,2004.[7]霍兵兵. 自适应母线差动保护的研究[D].西安科技大学,2008.[8]宋方方,王增平,刘颖. 母线保护的现状及发展趋势[J]. 电力自动化设备,2003,07:66-69.[9]姚斌,徐唐煌. 几种母线保护原理及运行分析[J]. 湖北电力,2003,02:23-25.[10]陆征军,吕航,李力. 输电线路分布电容对快速母线差动保护的影响[J]. 继电器,2005,01:68-72.。
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线的电流之和等于零。即
=0 。流入差动继电
器的电流 为各连接元件电流互感器的二次电流之
和。
7
即
Ik 2
I2
I2
I2
1 KTA
[(I1
Ie )
(I1
Ie)
(I1
Ie)]
Iunb
（4-1）
Ie 、 Ie 、 Ie ——各电流互感器励磁电流； KTA ——各电流感器变比；
2
（2）110kV单母线，重要发电厂或110kV以上重要变 电所的35～66kV母线，按电力系统稳定和保证母线 电压等要求，需要快速切除母线上的故障时。
（3）35～66kV电力网中主要变电所的35～66kV双母 线或分段单母线，当在母联或分段断路器上装设解 列装置和其它自动装置后，仍不满足电力系统安全 运行的要求时。
动出口继电器，使断路器QF1、QF2和QF3跳闸。
10
4.2.2差动继电器动作电流的整定
差动继电器的动作电流按以下条件计算，并选择其中较 大的一个为整定值。
（1）躲过外部短路时的最大不平衡电流。当所有电流 互感器均按10%误差曲线选择，且差动继电器采用具有 速饱和铁芯的继电器时，其动作电流按下式计算
3
（4）对于发电厂和主要变电所的1～10kV分段母线或并 列运行的双母线，须快速而有选择地切除一段或一组母 线上故障时，或者线路断路器不允许切除线路电抗器前 的短路时。
为保证快速性和选择性，母线保护都按差动原理构成。 下面介绍几种常用的差动母线保护。
4
4.2 完全电流差动母线保护整定 4.2.1完全电流差动母线保护的工作原理 完全电流差动母线保护的原理接线如图4-1所示。在母 线的所有连接元件上装设具有相同的变比和特性的电流 互感器。所有电流互感器的二次绕组极性相同的端子相 互连接，然后接入差动电流继电器。
8
Iunb ——不平衡电流。此，在正常运行或外部故障时，流入差动继电器的电 流为不平衡电流。
2当.母母线线发故生障故时障时Ik，2 I可k 得I1 I1 I1
Ik 2
1 K TA
(I1 I1 I1)
5
信 号
图4-1 母线完全电流差动保护的原理图
6
对于中性点直接接地系统母线保护采用三相式接线， 对于中性点非直接接地系统母线保护一般采用两相式 接线。
各种运行条件下母线保护的工作情况: 1.正常运行情况或外部故障时 Ik2
由基尔霍夫电流定律I1可' 知I1" ，I1'"流入母线的电流和流出母
1 K TA
Ik
Ik ——流入母线故障点的短路电流。
(4-2)
9
流入差动继电器的电流 为
Ik 2
1 K TA
(I1 I1 I1)
1 K TA
Ik
(4-3)
因此，在母线故障时，流入差动继电器的电流为故障点 短路电流的二次值，该电流足够使差动继电器动作而起
I op K rel I L.max / KTA
(4-5)
12
在保护范围内部故障时，应按下式校验灵每系数
K sen
I k. m in I kop
I k.min ——母线故障时最小短路电流。
其灵敏系数应不2。
(4-6)
13
4.2.3 电压闭锁元件整定
（1）三个相间电压元件的动作电压按躲开正常运行的
继电保护整定计算
1
4.1 装设母线保护基本原则
母线故障的保护方式有两种：一种是利用供电元件的保 护兼母线故障的保护，另一种是采用专用母线保护。
根据《继电保护和安全自动装置技术规程》的规定，在 下列情况下应装设专用母线保护。
（1）110kV及以上双母线和分段母线，为了保证有选择 地切除任一母线故障。
Uop.0.2 15 ~ 20V
零序电压元件和负序电压元件的灵敏度，应高于差电流 起动元件灵敏度。按母线短路进行校验，灵敏度应大于 2。
15
4.2.4 电流回路断线闭锁元件整定 接于零序电流回路的元件和接于相电流差回路的元件，
均按躲开正常运行时的最大不平衡电流整定。 一般按经验取：
Iop (0.1 ~ 0.2)ITA.N
16
断线闭锁动元件动作时间，按大于母线连接元件中后 备保护的最大动作时间整定。其动作时间计算为： t thb 2t
thb ——后备保护动作时间
17
4.3 电流比相式母线保护整定
电流比相式母线保护它的工作原理是根据母线外部故 障或内部故障时连接在该母线上各元件电流相位的变 化来实现的，如图4-2所示。
I op K rel I unb•max K rel ×0.1 I k.max / KTA (4-4)
11
式中 K rel ——可靠系数，取1.3；
Ik.max ——保护范围外短路时，流过差动保护电流互 感器的最大短路电流；
K TA ——母线保护用电流互感器变比。
（2）按躲过最大负荷电流计算
动保护单相原理接线图。
20
图4-3 双母线同时运行时元件固定连接的电流差动保护单相原理接线图
21
图4-3所示母线保护由三组差动保护组成。
第一组由L1、L2、母联及差动继电器KD1组成，KD1为I 组母线故障选择元件。KD1动作后，作用于断路器QF1、 QF2跳闸。
18
图4-2 母线内、外部发生短路故障时的电流分布
（a）外部故障；（b）内部故障
19
4.4 双母线同时运行时的母线保护
一般将供电和受电元件（约各占1/2）分别接在每组母 线上。
4.4.1双母线同时运行时，固定分配式电流差动保护 图4-3所示为双母线同时运行时元件固定连接的电流差
最低电压整定，即
U op
(0.9 ~ 0.95)U N Krel Kre
（2）复合电压闭锁元件整定
负序电压按躲过正常运行时的最大不平衡电压整定，一 般可取为
Uop.2 (0.06 ~ 0.09)U N
14
零序电压元件的动作电压按躲开正常运行时的最大不平 衡电压整定。因电压互感器开口不平衡电压一般不大于 5V，故可按经验公式取