继电保护整定计算

第一部分：整定计算准备工作

一、收集电站有关一、二次设备资料。如一次主接线图，一次设备参数（必

须是厂家实测参数或铭牌参数）；二次回路设计，继电保护配置及原理接线图，LH、YH变比等。

二、收集相关继电保护技术说明书等厂家资料。

三、准备计算中的指导性资料。如电力系统继电保护规程汇编（第二版）、专

业规章制度；电力工程设计手册及参数书等。

第二部分：短路电流的计算

为给保护定值的整定提供依据，需对系统各种类型的短路电流及短路电压进行计算。另外，为校核保护的动作灵敏度及主保护与后备保护的配合，也需要计算系统的短路故障电流。

一、短路电流的计算步骤：

1、阻抗换算及绘制出计算系统的阻抗图。

通常在计算的系统中，包含有发电机、变压器、输电线路等元件，变压器各侧的电压等级不同。为简化计算，在实际计算过程中采用标幺值进行。

在采用标幺值进行计算之前，尚需选择基准值，将各元件的阻抗换算成相对某一基准值下的标幺值，再将各元件的标幺阻抗按实际的主接线方式连接起来，绘制出相应的标幺阻抗图。

2、简化标幺阻抗图。

为计算流经故障点的短路电流，首先需将各支路进行串、并联简化及D、Y换算，最终得到一个只有一个等效电源及一个等效阻抗的等效电路。

3、求出总短路电流。

根据简化的标幺阻抗图，计算总短路电流。计算方法有以下两种，即查图法和对称分量法。

（1）查图法计算短路电流：首先求出发电机对短路点的计算电抗，然后根据计算电抗及运行曲线图查出某一时刻的短路电流。所谓运行曲线图是标征短路电流与计算电抗及经历时间关系的曲线图。

（2）用对称分量法计算短路电流：首先根据不对称故障的类型，绘制出与故障相对应的各序量网路图，然后根据序量图计算出各短路序量电流，最后求

出流经故障点的短路电流。

4、求出各支路的短路电流，并换算成有名值。

求出的电流为标幺值电流，可按下式换算成有名值电流。

I=I*×S B/√3U B

式中：I—有名值电流单位为安培

I*—标幺值电流

—基准容量；

S

B

—该电压等级下的基准电压。

U

B

二 、阻抗标幺值的换算 1、基准值的选取

在电力系统中，电气量的基准值有电流基准值I B 值、电压基准值U B 、、阻抗基准值Z B 及容量基准值S B 。由于电压、阻抗、电流及容量四者之间存在着特定的关系，因此，在进行标幺值换算时，只取其中的两个基准值就可以了。通常取基准容量和基准电压作为标幺阻抗换算的基准值。 （1）基准容量的选择

为换算方便，基准容量S B 一般选取系统或某发电厂的总容量。通常取S B =100MVA 或1000MVA 。对于具有电压等级不同的网路，其基准容量取同一值。 2、基准电压的选取

应当指出，具有不同电压等级的网路，其不同电压等级各部分的基准电压值不同。对于某一电压等级的输电线路，其基准电压可取该电压等级的平均电压。通常平均电压之值比标称额定电压高出5%。

发电机的基准电压，选取发电机的额定电压。 不同电压等级输电线路的平均电压，如下表所示：

抗

I B =S B /√3U B Z B =U 2B /S B

二、 标幺值的换算

1、发电机标幺阻抗的换算 （1） 发电机标幺值的换算

厂家给出的发电机的标幺值，通常有X d 、X d ˊ、X d 〞及X 2。上述标幺值是以发电机额定电压及额定容量为基准换算出来的。在进行短路计算时，需将上述标幺值换算到统一的基准容量下的标幺值。即 X dB = X d *S B /S N X d -发电机直轴同步电抗 X dB = X d ˊ*S B /S N X d ˊ-发电机暂态电抗标幺值 X dB 〞= X d 〞*S B /S N X d 〞-发电机次暂态电抗标幺值 X 2B = X 2*S B /S N X 2-发电机负序电抗标幺值

（2） 变压器标幺阻抗的换算

在变压器厂家给出的变压器铭牌参数中，有额定容量、各侧的额定电压及短路电压百分数值等， 实际上，短路电压的百分数值等于以变压器额定电压及额定容量为基准的阻抗标幺值。双卷变压器标幺阻抗的换算公式为：X TB = U K %*S B /S N

由上式看出，变压器的容量越小，其折算后的标幺阻抗值越大。 （3） 输电线路的标幺阻抗

通常给出的输电线路的参数有：Z 1（Ω/㎞）、Z 0（Ω/㎞）及线路的长度L （㎞）输电线路的标幺阻抗为

Z 1（B ）= Z 1L* S B /U B 2 Z 1（B ）-输电线路的正序标幺阻抗； Z 0（B ）= Z 0L* S B /U B 2 Z 0（B ）-输电线路的零序标幺阻抗；

（4） 序阻抗

所谓序阻抗是指正序阻抗、负序阻抗及零序阻抗。

1）正序阻抗正常运行及三相对称短路时，电气主设备及输电线路的计算阻抗

为正序阻抗。

2）负序阻抗电力系统三相不对称运行或发生不对称短路时，各元件对负序电

流呈现的阻抗称之负序阻抗。

除旋转电机外，静止元件（变压器、电抗器及输电线路）的正序阻抗均等

于负序阻抗。发电机的负序阻抗可取铭牌值。异步电动机的负序阻抗X

2

近似等

于其次暂态电抗。

3）零序阻抗

发电机的零序阻抗由发电机定子绕组漏磁通确定，可取铭牌值。异步电动

机的零序阻抗一般为无穷大。变压器的零序阻抗与变压器的结构、绕组的接线方

式及中性点是否接地等均有关系，可取铭牌值或试验值。输电线路的零序阻抗与

线路的结构、有无架空地线等均有关，计算时取给定值。

短路计算：

三甲电气主接线图如下：一、有关参数

1、发电机

额定容量Se=13.125MVA

额定电压Ue=6.3KV

各种阻抗Xd=1.125

Xd′=0.334 Xd〞=0.24

2、1#主变压器

额定容量Se=22000KVA

38.5KV/6.3KV

短路电压 7.59%

2#主变压器

额定容量Se=25000KVA

38.5KV/6.3KV

短路电压 7.82%

3、当基准容量S

B

=100MVA，

基准电压为38.5KV时，发

电厂高压母线等效与无穷

大系统的阻抗标幺值为

X=1.068（大方式）X=2.554 （小方式）

二、标幺值阻抗的折算

取基准容量S

B

=100MVA，主变高压侧基准电压为38.5KV，主变底压侧基

准电压为6.3KV 。

1、发电机

Xd

B 〞=Xd〞*S

B

/ Se =0.24*100/13.125=1.83

2、1#变压器

X T1B =0.0759*S

B

/ Se=0.0759*100/22=0.345 2#变压器

X T2B =0.0782*S

B

/ Se=0.0782*100/25=0.318

按照上述阻抗绘制出系统大运行方式时的标幺阻抗网图如下所示：