电力系统一时一刻也不能离开继电保护,没有继电保护的电力系统是不能运行的。一、目的:继电保护工作类别多种多样,诸如设计、制造、调试、安装、运行等等。继电保护整定计算是其中的一项重要工作。不同的部门其整定计算的目的是不同的。电力生产的运维部门,例如电力系统的各级调度部门,其整定计算的

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【更上一层楼】不得不看的继电保护整定计算必备知识!

2016-04-08 10:43 来源:电力高级人才网 作者: 刘洋

电力系统一时一刻也不能离开继电保护,没有继电保护的电力系统是不能运行的。

一、目的:

继电保护工作类别多种多样,诸如设计、制造、调试、安装、运行等等。继电保护整定计算是其中的一项重要工作。不同的部门其整定计算的目的是不同的。

电力生产的运维部门,例如电力系统的各级调度部门,其整定计算的目的是对电力系统中已经配置安装好的各种继电保护,按照具体电力系统的参数和运行要求,通过计算分析给出所需的各项整定值,使全系统中各种继电保护有机的协调的布署,在故障时能够协调工作,使停电面积最小,损失最小。

电力工程的设计部门,其整定计算的目的是按照所设计的电力系统进行计算分析,选择和论证继电保护的配置及装置选型的正确性,并最后确定其技术规范,正确圆满地完成设计任务。

二、任务:

继电保护整定计算的基本任务,就是要对各种继电保护装置给出整定值;而对电力系统中的全部继电保护来说,则需编制一个整定方案。整定方案通常可按电力系统的电压等级或设备来编制,并且还可按继电保护的功能分成小的方案分别进行。例如,一个220kV电网的继电保护整定方案,可分为相间距离保护方案、接地零序电流保护方案、重合闸方案、高频保护方案、设备元件保护方案等。这些方案之间既有相对的独立性,又有一定的配合关系。

各种继电保护适应电力系统运行变化的能力都是有限的,因而,继电保护整定方案也不是一成不变的。随着电力系统运行情况的变化(包括基本建设发展和运行方式变化),当其超出预定的适应范围时,就需要对全部或部分继电保护重新进行整定,以满足新的运行需要。

对继电保护整定方案的评价,是以整体保护效果的优劣来衡量的,并不仅仅着眼于某一套继电保护的保护效果。有时以降低某一个保护装置的保护效果来改善整体保护的保护效果,也是可取的。一个整定方案由于整定配合的方法不同,会有不同的保护效果。因此,如何获得一个最佳的整定方案,将是从事继电保护整定计算工作的工程技术人员的研究课题,这是个整定技巧问题。经过不断实践,若能比较熟练地运用各种整定原则和熟知所保护的电力系统运行特征时,就能作出比较满意的整定方案。

电力系统保护配置方案的选择应该由简单到复杂,当简单保护原理不能满足系统要求时才选择较复杂的保护原理。

例如,零序电流保护是一种原理简单、性能良好的接地保护装置,但当电网结构比较复杂(例如环状网络多、双回路线多、短线路多、有零序互感的线路多等等)、运行方式变化又很大时,零序电流保护的灵敏度将变得很低,动作时间将很长,保护效果大为降低。又如距离保护装置较电流保护装置性能优异,适应运行方式变化的能力较强。但用于短线路(一般约为5~10km),距离保护也难以使用,这时就需要重新进行继电保护的配置和选型。当继电保护的配置和选型均难以满足电力系统的特殊需要时,必须考虑暂时改变电力系统的要求或采取某些临时措施加以解决。

总之,继电保护整定计算既有技巧问题,又有继电保护的配置与选型问题,还有电力系统的结构和运行问题。因此,整定计算方法要对这些问题综合、辩证、统一的考虑。得出最佳的方案。

整定计算的具体任务如下:

(1)绘制电力系统接线图如图1-1;

(2)绘制电力系统阻抗图,包括正序、负序、零序三个序网等效图;

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(3)建立电力系统设备参数表,如表1-1、1-2、1-3、1-4所示;

(4)建立电流、电压互感器参数表如1-5、1-6所示;

(5)确定继电保护整定需要满足的电力系统规模及运行方式变化限度。

(6)电力系统各点短路计算结果列表如表1-7所示;

(7)建立各种继电保护整定计算表如表1-8所示;

(8)按继电保护功能分类,分别绘制出整定值图如图1-2所示;

(9)编写整定方案报告书,着重说明整定的原则、整定结果评价、存在的问题及采取的对策等。

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三、运行方式的选择原则

继电保护整定计算用的运行方式,是在电力系统确定好运行方式的基础上,在不影响继电保护的保护效果前提下,为提高继电保护对运行方式变化的适应能力而进一步选择的,特别是有些问题主要是由继电保护方面考虑决定的。例如,确定变压器中性点是否接地运行,当变压器绝缘性能没有特殊规定时,则应根据改善零序电流保护性能来决定。整定计算用的运行方式选择合理与否,不仅影响继电保护的保护效果,也会影响继电保护配置和选型的正确性。

确定运行方式变化的限度,就是确定最大和最小运行方式,它应以满足常见运行方式为基础,在不影响保护效果的前提下,适当加大变化范围。其一般原则如下:

(1)必须考虑检修与故障两种状态的同时出现,但不考虑多种重迭;

(2)不考虑极少见的特殊方式。因为出现特殊方式的机率较小,不能因此恶化了绝大部分的保护效果。必要时,这些极少见的特殊方式可采取临时的特殊措施加以满足。

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3.1发电机、变压器运行变化限度的选择原则

发电机、变压器运行变化限度有如下选择原则:

(1)一个发电厂有两台机组时,一般应考虑全停方式,即一台机组在检修中,另一台机组又出现故障;当有三台以上机组时,则应选择其中两台容量较大机组同时停用的方式。对水力发电厂的机组,还应结合水库运行特性选择,如调峰、蓄能、用水调节电力等。

(2)一个厂、站的母线上无论接有几台变压器,一般应考虑其中容量最大的一台停用。因变压器运行可靠性较高,检修与故障重迭同时出现的机率很小。但对于发电机变压器组来说,则应服从于发电机的投入和停运变化。

3.2中性点直接接地系统中变压器中性点接地的选择原则

中性点真接接地系统中变压器中性点接地的选择原则是:

(1)发电厂及变电站低压侧有电源的变压器,中性点均应接地运行,以防止出现不接地系统的工频过电压;

(2)自耦型和有绝缘要求的其他型变压器,其中性点必须接地运行;

(3)T接于线路上的变压器,以不接地运行为宜。当T接变压器低压侧有电源时,则应采取防止工频过电压的措施;

(4)为防止操作过电压,在操作时应临时将变压器中性点接地,操作完毕后再断开,这种情况不按接地运行考虑。

3.3线路运行变化限度的选择

线路运行变化限度的选择应考虑以下几点:

(1)一个厂、站母线上接有多条线路,一般应考虑一条线路检修,另一线路又遇故障的方式;

(2)双回线一般不考虑同时停用。

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3.4流过保护的最大、最小短路电流计算所用运行方式的选择

(一)相间保护

对单侧电源的辐射形网络,流过保护的最大短路电流出现在最大方式下,即选择所有机组、变压器、线路全部投入运行的方式。而最小短路电流,则出现在最小运行方式下。

对于双侧电源的网络,一般可按单侧电源的方法选择。

对于环状网络中的线路,流过保护的最大短路电流应选开环运行方式,开环点应选在所整定保护线路的相邻下一线路上。而对于最小短路电流,则应选闭环运行方式。同时,再合理地停用该保护背后的机组、变压器及线路。

(二)零序电流保护

对于单侧电源的辐射网络,流过保护的最大零序电流与最小零序电流,其选择方法可参照(一)中所述。只是要注意变压器接地点的变化。

对于双侧电源的网络及环状网,同样也参照(一)中所述。其重点也是考虑变压器接地点的变化。

3.5选取流过保护最大负荷电流的方法

按负荷电流整定的保护,需要考虑各种运行方式变化时出现的最大负荷电流,一般应考虑到以下的运行方式的变化:

(1)备用电源自动投入引起的负荷增加;

(2)并联运行线路的减少,负荷转移;

(3)环状网络的开环运行,负荷转移;

(4)对于两侧电源的线路,当一侧电源突然切除发电机,引起另一侧增加负荷。

四、时间级差的计算与选择

相邻的上、下两级保护间,为取得选择性,应使其动作有时间级差。时间级差一般按下式计算:

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瞬时段保护动作时间,即为该保护装置的固有动作时间,不同原理的保护装置其固有动作时间是不同的。电磁型保护固有动作时间约为0.1s~0.2s;晶体管型、集成电路型及微机型保护的固有动作时间约为0.01~0.05s。

时间级差应根据时间继电器的精度选择,一般可按表1-11选择。

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原标题:继电保护整定计算必备基础知识(一)

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