电气设备继电保护装置的整定计算原则及方法

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1、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

2、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0.50.7秒，反时限继电器t取0.61.0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

3、件。2.快速性：保护装置应以足够小的动作时限切除故障。3.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。各类保护装置的灵敏系数不宜低于附表31的要求。附表31 保护装置最小灵敏系数保护分类保护类型组成元件灵敏系数备 注主保护带方向和不带方向的电流保护或电压保护电流元

4、件和电压元件1.5个别情况下，灵敏系数为1.25零序或负序方向元件2.0距离保护任何类型的起动元件1.5线路末端短路电流应为阻抗元件精确工作电流的1.5倍以上第二段距离元件1.25平行线路的横联差动方向保护和电流平衡保护电流和电压起动元件2.0/1.5分子表示线路两侧末端断开前，其中一侧保护按线路中点短路计算的灵敏系数分母表示一侧断开后，另一侧保护按对侧短路计算的灵敏系数零序方向元件4.0/2.5变压器、线路和电动机的纵联差动保护差电流元件2.0母线的完全电流差动保护差电流元件2.0母线的不完全电流差动保护差电流元件1.5变压器、线路和电动机的电流速断保护电流元件2.0按短路安装处短路计算后备

5、保护远后备保护电流、电压和阻抗元件1.2按相邻保护区末端短路计算零序或负序方向元件1.5近后备保护电流、电压和阻抗元件1.25零序或负序方向元件2.0辅助保护电流速断正常运行方式下保护范围不应小于被保护线路的15204.可靠性：保护装置在保护范围内发生应该动作的故障时，应可靠的动作。不应该动作时，不应该误动作。计算时综合各种因素的影响用可靠系数表示： Kk= Idz.j/ IJS式中 Idz.j继电器动作电流； IJS计算采用的设备额定电流、线路最大负荷电流或短路电流。 一般情况下： 过流保护：Kk取1.151.25；速断保护：DL继电器Kk取1.21.3，GL继电器Kk取1.51.6。（四）

6、保护装置的动作电流一般采用如下计算公式：式中 Idz.j继电器动作电流； Kk可靠系数； KJX接线系数； Kf继电器返回系数； nl电流互感器变比； Ijs计算采用的设备额定电流、线路最大负荷电流或短路电流。二、2260千伏线路（一）2260千伏线路保护装置的整定计算原则：1.三段过流保护I段无时限电流速断：1）按躲过被保护线路末端最大三相短路电流计算动作值；2）核算保护范围。II段带时限电流速断；1）按以下条件选取较大者计算动作值；（1）躲过相邻元件无时限电流速断；（2）躲过相邻元件末端的最大三相短路电流。2）时限取0.5秒；3）已被保护线路末端的最大三相短路电流。III段定时限过流：1）

7、按躲过被保护线路最大计算负荷电流计算动作值；2）以被保护线路末端最小二相短路电流核算灵敏系数。以远后备计算点最小二相短路电流核算远后备灵敏系数；3）按阶梯差配合原则，确定整定时限；4）考虑供电导线安全载流量及与上级保护间的配合。2.方向过电流保护1)按躲过最大工作电流计算动作值。对环形供电网路的最大工作电流应考虑断开某些线路而引起本线路突然增加的工作电流；2)与相邻线路保护装置整定值要配合，即沿着同一个方向保护装置的动作电流应该从离电源最远处开始逐级增大；3）保护装置的时限按阶梯原则配合；4）以保护线路末端最小两相短路电流核算灵敏系数。3.平行线路横联差动方向电流保护1）按以下三个原则选取较大

8、者计算动作值：（1）躲过外部短路时流过保护装置的最大不平衡电流； （2）躲过单回线运行时的最大负荷电流； （3）躲过当相继切除线路的两项及单项短路时流经保护处的故障相电流。2）以保护灵敏度相等点最小两相短路电流核算两侧保护的灵敏系数。以一侧断路器断开，核算另一侧线路末端相继动作区两项最小短路时的灵敏系数。4.平衡线路的电流平衡保护按躲过正常负荷时的最大不平衡电流计算动作值。5.平衡线路的纵联差动保护按躲过外部断路时的最大不平衡电流计算动作值。6.距离保护I段瞬时段。按躲过对侧母线计算动作值。II段配合段。按与相邻线路距离保护的第一段相配合计算动作值时应大于相邻线路第I段保护一个时间级差。III

9、段后备段。1）按下列原则之一计算保护动作值： （1）与相邻线路第II段配合； （2）躲过最大负荷； （3）当III段为电流起动时，按过流保护原则。三、310千伏变（配）电所受入及馈出线（一）310千伏变（配）电所受入线过流保护装置的整定计算原则：1.按躲过最大负荷电流计算动作值。矿井变电所当有两回线路供电时，每路均应按全矿总负荷电流计算；2.以保护最远点二相短路电流核算灵敏系数；3.考虑与上级变电所馈出线保护间的配合。（二）310千伏变（配）电所馈出线路保护装置的整定计算原则：1.速断保护1）按躲开线路末端最大三相短路电流计算动作值；2）以保护安装处最小二相短路电流校核灵敏系数；3）考虑与上级

10、保护的配合；4）校核最小保护范围。被保护线路实际长度应大于保护线路最小允许长度。5）当不能满足配合要求时，允许速断保护定值伸入线路末端，可与下级保护无选择的动作，以确保动作的可靠性。2.过流保护1)按躲开最大负荷电流计算动作值。向井下个水平中央变（配）电所和主排水泵房的供电线路，按其中一回路停止供电时，其余回路能担负全部负荷电流计算；2)以保护区末端最小二相短路电流核算灵敏系数，以远后备计算点最小二相短路电流核算远后备灵敏系数；3）时限按末端相邻元件保护动作时限增加一个阶梯差；4）考虑供电导线（或电缆）的安全载流量与上下级保护间的合理配合。3.电流闭锁电压速断保护1）按躲过线路末端短路计算动作

11、值。通常按某一主要运行方式下使电流元件和电压元件的保护范围相等计算；2）以保护线路末端短路时，保护装置安装处的最大残余电压，核算电压元件的灵敏系数，以保护线路末端最小两相短路电流核算电流元件灵敏系数。4.纵联差动电流保护1）按被保护线路穿越性短路时，流过保护装置的最大不平衡电流计算动作值；2）被保护线路始端最小两项短路电流核算灵敏系数。5.平行线路横联差动电流保护1）按躲过穿越性短路时最大不平衡电流计算动作值；2）已被保护线路末端最小两相短路电流核算灵敏系数。6.接地（漏电）保护1）使用LJ型零序电流互感器与DL11/0.2型电流继电器时，最小一次动作电流为10安；2）使用LJ型零序电流互感器

12、与DD11/60型接地电流继电器时，最小一次动作电流为1安；3）使用FL2型零序电流互感器与ZD4型小电流接地信号装置时，最小一次动作电流为0.5安；4）使用LLZ76型零序电流互感器与BLD3型高压漏电继电器时，最小一次动作电流为150毫安。四.310千伏变（配）电所母线及母线开关（一）310千伏变（配）电所母线保护装置的整定计算原则：1.带时限电流闭锁电压速断保护1）闭锁元件起动电流按母线最小二相短路时，灵敏系数不低于1.5计算动作值；2）电压速断元件的动作电压按低于配出线电抗器从短路时最小残余电压计算动作值；3）时限一般取0.5秒。2.不完全差动保护1）电流速断保护按母线最小二相短路时，

13、灵敏系数不低于2计算动作值；2）过电流保护按躲过母线最大工作电流计算动作值。以母线最小二相短路电流核算灵敏系数。以配出线末端最小二相短路电流核算后备保护灵敏系数；3）动作时限取配出线中时限较大的一路时限加一个时限阶梯差。（二）310千伏变（配）电所母联开关保护装置的整定计算原则：1.电流速断保护1）按躲过电流互感器4倍额定电流计算动作值；2）按上条原则计算之灵敏系数达不到要求时，可按母线最小二相短路时灵敏系数不低于2计算动作值。2.过流保护1）按躲过母线最大工作电流计算动作值；2）以母线最小二相短路电流核算灵敏系数；以配出线末端最小二相短路电流核算后备保护灵敏系数。五、变压器（一）变压器保护装

14、置的整定计算原则：1.瓦斯保护1）重瓦斯动作流速整定：油侵自冷和油侵风冷型变压器：0.710米/秒；强迫油循环变压器：0.91.2米/秒；2）轻瓦斯动作容积整定：一般为250300厘米。下列数据可供参考： 变压器容量小于1000千伏安：20010厘米； 100015000千伏安：25010厘米； 15000100000千伏安：30010厘米；大于100000千伏安：35010厘米；2.电流速断保护1）按躲过变压器二次侧最大三相短路电流计算动作值；2）以保护装置安装处最小二相短路电流核算灵敏系数。3.过电流保护1）按躲过变压器可能出现的最大负荷电流计算动作值。 当考虑大型设备自起动，在能满足灵敏

15、度要求时，一般取变压器额定电流23倍；2）以二次侧最小二相短路电流核算灵敏系数。以远后备计算点最小二相短路电流核算远后备灵敏系数；3）考虑与上、下级保护间的合理配合。4.过负荷保护1）动作时限一般取915秒。5.纵联差动保护1）按躲过变压器励磁涌流、外部故障最大不平衡电流和电流互感器二次断线引起的不平衡电流，取其中较大者计算动作电流；2）按动作电流值确定差动和平衡线圈匝数，选定短路（或制动）线圈匝数；3）以变压器出口各侧最小二相短路时流过相应侧继电器线圈的电流核算最小灵敏系数。六、牵引流变压器（一）直流600伏以上牵引整流变压器保护装置的整定计算原则：1.电流速断保护1）按躲过变压器励磁涌流计

16、算动作值。躲过变压器励磁涌流值一般取变压器额定电流的34倍；2）以最小运行方式下直流母线短路电流核算至一次侧的电流值核算灵敏系数，不应低于1.5。2.过电流保护1)按整流器额定电流换算至变压器一次侧之电流计算动作值。过负荷系数一般取1.52。 当整流器额定电流大于变压器二次额定电流时，按变压器额定电流计算动作值。过负荷系数仍取1.52。2）时限要考虑与上级保护配合。3.过负荷信号1）按整流器额定电流换算至变压器一次侧之1.5倍计算动作值；2）当整流器额定电流大于变压器二次侧额定电流时，按变压器二次侧额定电流的1.5倍计算动作值。4.直流系统接地保护一般取100安匝，瞬时动作。七、电动机（一）电

17、动机保护装置的整定计算原则：1.电流速断保护1）异步电动机按躲过起动电流计算动作值；同步电动机还应按躲过外部最大三相短路时电动机的反馈输出电流计算动作值。取其值较大者。2）以电动机出口处最小二相短路电流核算灵敏系数。2.过负荷保护1）按躲过电动机额定电流计算动作值；2）动作时限应大于电动机实测起动时间；3）考虑与上级保护的配合。3.纵联差动保护1）异步电动机按躲过由起动电流引起的不平衡电流计算动作值；同步电动机应按躲过外部最大三相短路时电动机的反馈输出电流引起的不平衡电流计算动作值。取其值较大者；2）以电动机出口处最小二相短路电流核算灵敏系数。4.低电压保护1）动作电压一般取0.7倍额定电压；

18、2）动作时限：当上级变电所馈出线装有电抗器时，应比本变电所其它馈出线短路保护大一个时限阶梯差；当上级变电所馈出线未装电抗器时，一般比上级变电所馈出线短路保护大一个时限阶梯差。一般取0.51.5秒；3）对于需要自起动，但根据保安条件要求在电源电压长时间消失后，需从电网自动断开的电动机，其低压保护装置的动作电压一般取0.5倍额定电压，时限取510秒。八、电力电容器（一）电力电容器保护装置的整定计算原则：1.当用熔断器保护时，熔断器额定电流取电力电容器额定电流的1.52.5倍。2.电流速断保护1）按躲过电容器投入时产生的涌流值计算动作值。 当采用瞬动脱扣器和电磁型继电器时，涌流值取22.5倍电容器额

19、定电流值。 当采用感应型继电器时，按躲过最大工作电压时的电流计算动作值，时限取最小，速动元件取动作电流的23倍。2）以电容器组首端最小二相短路电流核算灵敏系数。3.差流保护按差电流大于0.30.5单台电容器额定电流，且灵敏系数不小于2的原则计算动作值。附录32 井下电气设备继电器保护装置的整定原则一、中央变电所（一）井下中央变电所馈出线保护采用GL型继电器时，按下述原则整定计算：1.过流保护1）按躲过最大负荷电流计算动作值。最大负荷电流应通过实测或用额定值乘以需用系数求得。可靠系数取1.21.4；2）以线路末端（或变压器二次侧）最小二相短路电流核算灵敏系数，不应小于1.5；3）在满足配合要求条

20、件下，时限取最小。2.速断保护1）按以下原则之一计算动作值，可靠系数取1.21.4：（1）躲过线路末端（或变压器二次侧）最大三相短路电流；（2）与相邻保护速断元件相配合。2）以保护安装处最小二相短路电流核算灵敏系数不应小于2；3）考虑与上下级保护的配合。（二）井下中央变电所馈出线保护采用瞬时动作过流脱扣器时，按下列原则整定计算：1.按以下原则之一计算动作值，可靠系数取1.21.4：1)躲过最大负荷电流加可能同时起动电动机的最大起动电流之和；2）与相邻保护速断元件相配合。2.以被保护线路末端（或变压器二次侧）最小二相短路电流核算灵敏系数，不应小于1.5；3.考虑与上下级保护的配合。（三）中央变电

21、所馈出线失压保护整定原则：1.失压脱扣器线圈的释放电压不应低于额定电压的35，吸持电压不应高于额定电压的85；2.按负荷的性质和要求，失压脱扣器有时限时，其时限在电流速断不能保证选择性时，应躲过过流保护的时限。二、采区变电所（一）采区变电所、高压隔爆配电箱采用有限反时限过流和瞬时电流速断装置时按下述原则整定计算：1.用于保护电动机1）速断保护按躲过起动电流计算动作值，可靠系数取1.4。以保护安装处最小二相短路电流核算核算灵敏系数，应不小于2。2）过流保护按躲过额定电流计算动作值，可靠系数取1.2。时限应大于实际的起动时间。2.用于保护变压器1）速断保护 按躲过变压器二次三相最大短路电流计算动作

22、值，可靠系数取1.2。以变压器一次二相最小短路电流核算灵敏系数，应不小于2。2）过流保护 按躲过变压器一次额定电流计算动作值，可靠系数取2，时限一般可取0.5秒。以变压器二次最小二相短路电流计算灵敏系数，应不小于1.5.3.用于保护电缆线路变压器组速断和过流保护的整定计算原则与用于变压器保护相同。以保护装置安装处二相最小短路电流核算速断保护的灵敏系数，应不小于2。4.用于保护电缆线路1）速断保护按躲过被保护线路末端最大三相短路电流计算动作值。当不能满足最小保护范围时，可按躲过相邻元件最大速断电流计算动作值，可靠系数取1.2。以保护装置安装处最小二相短路电流核算灵敏系数，不应小于1.0。2）过流

23、保护按躲过保护线路最大负荷电流计算动作值，可靠系数取2-3。当最大负荷电流难以确定时，可按两倍电缆的安全电流计算动作值，此时可靠系数取1.0；动作时限应与相邻元件配合，时限阶梯差取0.5-0.4秒。以线路末端二相最小短路电流核算灵敏系数，应不小于1.5。（二） 采区变电所高压防爆配电装置采用瞬时动作过流脱扣器时，按下述原则整定计算：1.按躲过可能同时起动的电动机最大起动电流之和加其余设备最大负荷电流（折算至保护装置安装处）计算动作值，可靠系数取1.2-1.4；2.以保护变压器二次侧最小二相短路电流核算灵敏系数，不应小于1.5；3.考虑与上级馈出保护的配合。当不能满足配合要求时，允许在线路短路时，与上级保护无选择的动作，以确保动作的可靠性。（三） 井下高压漏电保护的纵向选择性，应按采区变电所、井下中央变电所、地面变电所三级时限阶段整定，分别为0.1秒、0.3秒、0.5秒，并均作用于跳闸。三、井下低压设备矿用变压器二次侧短路保护及井下低压设备保护，可参照矿井低压电网短路保护装置的整定细则中有关图表及简化方法计算保护装置的动作值，并核算灵敏系数。