继电保护的整定计算

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1、题目名称： 系 部: 电力工程系 专业班级: 电气工程14- 1 学生姓名 学 号： 指引教师： 完毕日期： 新疆工程学院实习评估意见设计题目 继电保护的整定计算 系 部 专业班级 电气工程1- 学生姓名 学生学号 评估意见：评估成绩: 指引教师（签名): 年 月 日 电力工程系 (部)实习任务书 /2学期 1月 日专业电气工程及其自动化班级电气工程141课程名称电力系统继电保护实习题目继电保护的整定计算指引教师起止时间/1/周数2周实习地点实习目的：实习任务:实习进度与规定:重要参照书及参照资料： 实践教学科科长（签名) 系（部）主任（签名） 摘 要 继电保护整定计算是继电保护工作的一项重要

2、内容对于高压电网的继电保护装置在系统发生故障时应满足速动性选择性敏捷性和可靠性的规定其中除可靠性的规定应由保护装置自身来完毕外其他三项规定应由继电保护的整定计算来满足随着现代电力系统的迅速发展电网规模日益扩大继电保护整定计算的工 核心词: 电网继电保护整定算绪论1.1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。电力系统的运营规定安全可靠、电能质量高、经济性好。但是,电力系统的构成元件数量多,构造各异，运营状况复杂，覆盖的地区广阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，也许浮现多种故障和不正常运营状态。故障中最常用，危害最大的是多种型式的短路。为此，还应设立以各级计算机为中心

3、,用分层控制方式实行的安全监控系统，它能对涉及正常运营在内的多种运营状态实行控制。这样才干更进一步地保证电力系统的安全运营。11.1继电保护的基本原理、构成与分类:1 基本原理：为辨别系统正常运营状态与故障或不正常运营状态找差别:特性。 增长故障点与电源间 过电流保护 U减少 低电压保护 变化; 正常：0左右 短路：6085方向保护. Z=模值减少 阻抗保护 电流差动保护 I2 、I0 序分量保护等。 另非电气量:瓦斯保护，过热保护原则上说:只要找出正常运营与故障时系统中电气量或非电气量的变化特性（差别），即可找出一种原理，且差别越明显，保护性能越好。2 构成以过电流保护为例：3 正常运营：I

4、r=I LJ不动故障时：IIdId LJ动S动(延时)XJ动信号 TQ动跳闸一般由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分构成。 （1） 测量元件作用:测量从被保护对象输入的有关物理量(如电流、电压、阻抗、功率方向等)，并与已给定的整定值进行比较，根据比较成果给出“是”、“非”、“不小于”、“不不小于”等具有“0”或“”性质的一组逻辑信号，从而判断保护与否应当启动。（2） 逻辑元件作用:根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、浮现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑工作，最后拟定与否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。 逻辑回路有：或、与、非、延时启动、延时返回、记

5、忆等。（3） 执行元件: 作用；根据逻辑元件传送的信号,最后完毕保护装置所肩负的任务。如：故障时跳闸;不正常运营时发信号;正常运营时不动作。3.分类: 几种措施如下：（1） 按被保护的对象分类:输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等；（2） 按保护原理分类:电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等;（3） 按保护所反映故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等；（4） 按继电保护装置的实现技术分类：机电型保护(如电磁型保护和感应型保护)、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等；（5

6、） 按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等;主保护 满足系统稳定和设备安全规定，能以最迅速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。后备保护 主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。近后备保护:当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护;当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。辅助保护:为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运营而增设的简朴保护。1.2电力系统继电保护的基本规定动作于跳闸的继电保护,在技术上一般应满足四个基本规定

7、,即选择性、速动性、敏捷性和可靠性。 选择性:是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范畴尽量缩小，以保证系统中的无端障部分仍能继续安全运营。2速动性：是指迅速地切除故障，以提高电力系统并列运营稳定，减少顾客在电压减少的状况下工作的时间，以及小故障元件的损坏限度。 3.敏捷度:是指在该保护装置规定的保护范畴内发生了它应当动作的故障时,她不应当回绝动作,而在任何其她该保护不应当动作的状况下，则不应当误动作。 .可靠性:是指在保护装置规定的保护范畴内发生了它应当反映的故障时，保护装置应可靠地动作(即不拒动)。而在不属于该保护动作的其他任何状况下，则不应当动作(即不误动)。可靠性取决

8、于保护装置自身的设计、制造、安装、运营维护等因素。一般来说,保护装置的构成元件质量越好、接线越简朴、回路中继电器的触点和接插件数越少，保护装置就越可靠。同步，保护装置的恰当的配备与选用、对的地安装与调试、良好的运营维护。对于提高保护的可靠性也具有重要的作用。保护的误动和拒动都会给电力系统导致严重的危害，在保护方案的构成中,避免保护误动与避免其拒动的措施常常是互相矛盾的。由于电力系统的构造和负荷性质不同,误动和拒动的危害限度有所不同,因而提高保护装置的可靠性的着重点在诸多状况下也应有所不同。例如，系统有充足的旋转备用容量、各元件之间联系十分紧密的状况下，由于某一元件的保护装置误动而给系统导致的影

9、响较小;但保护装置的拒动给系统在成的危害却也许很大。此时,应着重强调提高不误动的可靠性。又如对于大容量发电机保护，应考虑同步提高不拒动的可靠性和不误动的可靠性。对继电保护装置的四项基本规定是分析研究继电保护的基本。与此同步，电子计算机特别是微型计算机技术的发展,多种微机型继电保护装置也应运而生，由于微机保护装置具有一系列独特的长处，这些产品问世后深受顾客青睐电流。 继电保护方式选择与整定计算2.1系统条件 2.1.1主接线下图2-为电力系统主接线。该系统由发电厂的三台发电机经三台升压变压器由A母线与单侧电源环形网络相连,其电能通过电网送至、三个降压变电所给顾客供电。（图-) 2.有关数据(1)

10、电网中的四条10kV线路的单位正序电抗均为0.4 /；(2)所有变压器均为N,1接线，发电厂的升压变压器变比为10.521,变电所的降压变压器变比为10/.6；()发电厂的最大发电容量为 50 M，最小发电容量为 2 50MW，发电机、变压器的其他参数如图示；()系统的正常运营方式为发电厂发电容量最大，输电网络闭环运营；(5)系统容许的最大故障切除时间为 0.;()各负荷容量按为其供电的降压变压器额定容量考虑,负荷自启动系数取1.;(）各变电所引出线上的后备保护的动作时间如图示, t0.s。(8)系统中各11kV母线和变压器均设有纵差动保护作为主保护。2. 三段式电流保护整定计算计算网络参数：

11、选用基准功率SB0MVA和基准电压为=Vav最大运营方式下的最大电源阻抗：最小运营方式下的最大电源阻抗：2.21最大短路电流计算和整定计算 为计算动作电流，应当计算最大运营方式下的三相短路电流,为校验敏捷度要计算最小运营运营方式下两相短路电流。为计算1OF、3F、5QF、QF的整定值根据如上系统图可知,最大运营方式规定QF断开,等值阻抗图如下:图2-2（图2-2）1)当K点发生三相短路时,正序网络图如下:图2-3（图2-3)正序阻抗：基准电流:基准阻抗:三相短路的正序电流:短路电流：瞬时电流速断保护,即躲过本线路末端最大短路电流：1OF电流一段整定值：检查敏捷度系数：由此可知敏捷度不够同理可知

12、：2）当K2点发生三相短路时，正序网络图如下：图4（图2-)正序阻抗: 基准电流： 基准阻抗：三相短路的正序电流:短路电流:瞬时电流速断保护，即躲过本线路末端最大短路电流：3OF电流一段整定值:检查敏捷度系数:由此可知敏捷度不够3)当3点发生三相短路时，正序网络图如下:图- （图-)正序阻抗： 基准电流: 基准阻抗：三相短路的正序电流:短路电流：瞬时电流速断保护,即躲过本线路末端最大短路电流:5O电流一段整定值:检查敏捷度系数：由此可知敏捷度不够4）7Q的整定，仅需要加一种功率方向继电器就可以了。由上诉可知电流保护敏捷度不够，在经济条件容许的状况下，为了保证电力系统能更好的运营,且考虑电压级别

13、为110KV，因此可以采用距离保护：短路电流列表：2.3距离保护原理本保护涉及三段式相间距离和三段式接地距离,分别用以切除相间故障和单相接地故障。阻抗算法采用微分方程算法，阻抗特性采用多边形特性。保护起动后,一方面执行选相程序，当判断为相间故障时,执行相间距离逻辑;当判断为单相故障时，执行接地距离逻辑。保护逻辑完全符合“四统一”规定。1.方向鉴别当系统发生第一次故障时，运用电压记忆，保护精确判断段任何故障类型的方向。在振荡闭锁期间,如再发生故障，考虑到系统也许在振荡中记忆不可靠,故对多种不对称故障均采用负序方向元件把关。当故障为三相短路时,振荡闭锁中的DZI段采用偏移特性,其偏移特性可由控制字

14、选择内偏或外偏，而对振荡闭锁中的段距离继电器，其偏移特性固定为内偏。 阻抗特性偏移度如下： X方向: X定值1时，取0. X定值7V 2)三相完全断线的判据为: a.各相电压均不不小于8 b.A相电流不小于0.2A(5制)当保护判断出断线后，突变量方向及负序方向高频保护自动退出，但零序方向高频保护仍保存工作,只是将U0自动切换为外接开口3U0。(2）电流回路出错的判据为Ia+Ib+Ic3IA电流回路出错后,闭锁本保护。 (3)为了在正常运营状态下，检查电流回路也许浮现的分流状况（如大电流端子顶不开),保护还设立了另一判据，即 1）当Ia+IIcIi/4时（i为无电流定值）装置发呼唤信号，并打印

15、“LB”,但并不闭锁保护。 2）在P断线状况下,高频距离自动退出，但高频零序仍保存工作,只是将自产3自动切换为外接U0。 3)在交流回路出错时,距离保护自动退出。6.整组复归 保护整组复归的条件为： 1) A相电流不不小于静稳破坏电流，即I13-1.5 (3）相间距离保护第段的整定:1)被保护线路的最小负荷阻抗,有当采用方向阻抗元件时,整定阻抗为:（2-） 距离保护第段的可靠系数,取1.3返回系数,取1.1负荷的自启动系数.取1.3；保护线路所在电网的额定电压;被保护线路的最大事故流;线路的负荷功率因素角.取26度;线路阻抗角，这里为7度. ）与相邻线路距离保护第段配合,有 (2) 式中，距离

16、保护第段的可靠系数,取0.80.85;取其中较小值, 敏捷度校验：当作为近后备时,（-1) 当作为远后备时(2-1） 6.距离保护各段动作时间的选择配合原则:(1) 距离保护I段的动作时间距离保护I段动作时间按保护装置自身的动作时间,一般为不不小于0.0-0.10s(前者为晶体管保护的动作时间，后者为机电型保护的动作时间),不作特殊的计算.(2)距离保护I段的动作时间距离保护段的动作时间应按阶梯式特性逐段配合，当距离保护II段与相邻线路距离保护段配合时,若距离I段动作时间(自身的固有动作时间)为.如下时,II段动作时间可按05考虑,当相邻距离保护段动作时间为0.1s以上时,或者与相邻距离保护I

17、I段配合时，按式计算,其中为相邻距离保护II段的时限，当相邻母线上有失灵保护时,距离保护段的动作时间尚应与失灵保护相配合,但为了减少主保护的动作时间，此状况的配合级差容许按0.22s 考虑.(3) 距离保护III段的动作时间距离保护III段的动作时间仍应遵循阶梯式逐级配合的原则,但应注意: 1） 躲过系统振荡周期 距离保护I段动作时间不得低于常用的系统振荡周期（因距离保护I段一般不通过振荡闭锁控制).系统常用的振荡周期为1.s,故距离保护I段动作时间应不小于或等于2，此外当相邻距离保护II段经振荡闭锁控制时,为了在重叠闸后距离保护能与相邻的距离保护相配合，可将距离保护III段经重叠闸后延时加速

18、到1.s,这样即可满足躲过振荡的规定,又满足了与相邻距离保护III段相配合的效果（因相邻距离保护II段仍不小于或等于s的动作时间)对于110V及以上电压的线路，对相邻元件后备保护敏捷度规定13 ；若后备敏捷度不够时,根据电力系统的运营规定,可考虑装设近后备保护；对于相邻元件为/接线的变压器,当变压器低压侧发生两相短路时,按接线的阻抗继电器，其反映短路故障之能力很差，一般起不到足够的后备作用。（表2-)距离保护整定计算表I段II段III段定值时限整定值敏捷度时限整定值近后备远后备时限1.080.8612970.14.047满足满足T+0.5211.00.1.58150.532.10.046467

19、.80.521.9满足满足T+05422.160.36551.402519.047满足满足0.5阐明：距离保护I段与相邻线路I段配合,II段与相邻线路I段配合27距离保护的评价及应用范畴根据距离保护的工作原理,它可以在多电源复杂网络中保证有选择性地动作。它不仅反映短路时电流的增大，并且又反映电压的减少，因而敏捷度比电流、电压保护高。保护装置距离I段的保护范畴不受系统运营方式的影响,其他各段受系统运营方式变化的影响也较小，同步保护范畴也可以不受短路种类的影响,因而保护范畴比较稳定，且动作时限也比较固定而较短。虽然距离保护第I段是瞬时动作的，但是,它只能保护线路全长的%85%，它不能无时限切除线路

20、上任一点的短路，一般线长150%范畴内的短路要考带.5s时限的距离I段来切除,特别是双侧电源的线路就有30%40%线长的短路，不能从两端瞬时切除。因此，对于220KV及以上电压网络根据系统稳定运营的需要，规定全长无时限切除线路任一点的短路，这时距离保护就不能作主保护来应用。距离保护的工作受到多种因素的影响,如系统振荡、短路点的过度电阻和电压回路的断线失压等。因此，在保护装置中需采用多种避免或减少这些因素影响的措施,如振荡闭锁、瞬时测定和电压回路的断线失压闭锁等,需应用复杂的阻抗继电器和较多的辅助继电器，使整套保护装置比较复杂，可靠性相对比电流保护低。虽然距离保护仍存在某些缺陷,但是，由于它在任

21、何形式的网络均能保证有选择性的动作。因此，广泛地以内功用在5V及以上电压的电网中。一般在35KV电压网络中，距离保护可作为复杂网络相间短路的主保护;110220V的高压电网和30K的超高压电网中,相间短路距离保护和接地短路距离保护重要作为全线速动主保护的相间短路和接地短路的后备保护,对于不规定全线速动保护的高压线路,距离保护则可作为线路的主保护。 总结 继电保护装置是电力系统安全保障体系的重要构成部分。精确的整定计算是提高继电保护运营可靠性、保障电网安全运营的基本。运用计算机技术提高整定计算工作效率的研究始终受到注重。研究继电保护整定计算软件的通用性、整定计算措施以及整定计算自动调节对提高整定

22、计算软件的灵活性、合用性和自动化水平有重要的意义。巨大的网络规模、复杂的电网构造和多变的运营方式,对老式继电保护的可靠动作提出了新的挑战。因此，为了发现电网中继电保护系统的单薄环节、提高继电保护协调动作的能力，研究继电保护脆弱性和广域继电保护大有必要。本文对此进行了进一步研究,获得的重要研究成果如下：（1） 分析了零序电流保护、接地距离保护和断路器失灵保护在输电系统中的应用状况和存在的问题,对它们在切除接地故障时应发挥的作用进行了新的定位。在此基本上,提出了新的零序电流保护和接地距离保护整定计算原则。该研究使得接地故障各后备保护的功能更为清晰和具有层次性。（) 针对现代电网的复杂互感构造及既有

23、接地距离保护整定计算措施对零序互感考虑局限性的缺陷，提出了基于反推法的零序电流补偿系数计算措施和基于感受阻抗的接地距离保护I 段整定计算措施，并对已有的基于感受量的接地距离保护I、II 段整定计算措施进行了修正,使其具有更普遍的合用性。同步,提出了基于运营约束条件的距离保护自适应整定计算措施，该措施可以满足分辨别片运营方式的规定。(3） 基于敏捷度约束条件的线路保护整定计算自动调节措施。引入了整定保护自身敏捷度约束条件、远后备保护敏捷度约束条件和远后备保护敏捷度传递约束条件等概念，通过配合状态选择和定值自动调节两个调节阶段实现了线路保护整定计算的自动调节。同步保护配合顺序优化措施,该措施可以提

24、高保护定值的稳定性。(4)继电保护在线整定计算系统总体构造，在线整定计算中的若干核心技术进行了探讨。通过对在线整定计算和离线整定计算所得保护定值的定值性能进行分析比较指出,在线整定可以提高保护定值的性能,使保护处在最佳工作状态。(5)从运营方式组合、原理级保护整定计算、装置级定值整定计算和定值告知单四个方面分析了整定计算软件的通用性问题，提出了基于原则选择的运营方式组合通用性解决方案和基于原则自定义的原理级保护整定计算通用性解决方案。运营方式组合原则的可选性,在一定限度上满足了不同地区不同方式组合原则的需求,而整定计算原则的自定义及可选择性,则满足了不同电网对整定计算原则的需求。()通过解剖继

25、电保护系统的构成，分别从保护装置和保定定值两个方面建立了保护误动概率的数学模型，该模型能同步考虑多套保护的误动概率；基于保护系统误动概率和保护误动导致的负荷损失，保护系统脆弱性的概念,并给出了脆弱性指标的计算公式;根据相对脆弱性指标可以判断系统中的核心保护。 致 谢 本论文是在张尧教师的悉心指引和协助下完毕的，张尧教师学术造诣深厚、作风严谨踏实对设计规定严格。作为学生的我们在知识的掌握及分析问题、解决问题的能力等方面尚有许多欠缺之处,张尧教师在许多方面予以我们大量的指引,在毕业设计的选题和工作的各个阶段，张尧教师都以其渊博的学识和严谨的治学态度予以我悉心指引和不倦教导。从她的实际行动中,我深刻

26、感受到认真、负责和一丝不苟的工作作风是多么的难能可贵。在张尧教师的悉心指引下我顺利地完毕了毕业设计,在此,谨表达衷心的感谢。 感谢新疆工程学院的各位教师们的培养、关怀和支持。同步，感谢在学习和生活上予以协助和关怀的各位同窗。 感谢在百忙之中抽出珍贵时间参与论文评审的教师,感谢她们为审视本文所付出的辛勤快动,以及提出的珍贵意见。 最后向养育我二十近年的父母以及关怀任何人表达我深深的谢意！ 参照文献1张保会. 电力系统继电保护. 北京: 中国电力出版社, .2 许建安 继电保护整定计算， 北京: 中国水利水电出版社, :1-2.3 崔家佩 电力系统继电保护与安全字典装置整定计算. 北京:中国电力出

27、版社, 1993.4 张志竟电力工业部电力规划设计总院.电力设计手册 北京: 中国电力出版社,998.黄玉铮.电力系统继电保护原理与运营分析(上册). 北京： 中国电力出版社， 196李光琦.电力系统暂态分析,北京：中国电力出版社, .7 陈 行 电力系统稳态分析,北京： 中国电力出版社,.68 朱声石. 高压电网继电保护原理与技术. 北京: 中国电力出版社, .9王梅义， 吴竟昌, 蒙定中.大电网系统技术 北京: 水利电力出版社, 1999.1蔡洋. 电网事故的回忆与分析及对电网调到管理的建议,电网技术, .1贺家李 ，葛耀中. 超高压输电线故障分析与继电保护科学出版社,187 12洪佩孙.电力系统继电保护.北京：水利电力出版社，19713王维俭.发电机变压器继电保护应用北京:中国电力出版社，14郭光荣.电力系统继电保护北京:高等教育出版社，宋从矩.电力系统继电保护原理.北京:中国电力出版社，16许正亚.电力系统安全自动装置.北京：中国水利水电出版社,