常用繼電保護的定值計算

王國競+袁圣鑫

摘要： 繼電保護定值計算和整定是繼電保護工作中的一項必不可少的內(nèi)容。本文根據(jù)對配電系統(tǒng)繼電器保護和微機綜合保護裝置的研究，給出了實用的計算依據(jù)。

Abstract： The fixed value calculation and setting of relay protection is an essential part of the relay protection work. Based on the study of the relay protection of distribution system and computer integrated protection devices， this paper gives practical calculation basis.

關鍵詞： 繼電保護；整定計算；可靠性

Key words： relay protection；setting calculation；reliability

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）22-0035-02

1 高壓電網(wǎng)的主要特點

①主變主保護配置差動保護和瓦斯保護，主變后備保護配置過電流、過負荷保護。出線保護配置無時限速斷及過電流保護，并配置一次重合閘。②線路串接級數(shù)多，分支線多，有的線路長到幾十公里。③負荷率低，負荷變化大，隨機性強，功率因數(shù)低。④配電變壓器數(shù)量多，勵磁涌流大。⑤線路設備質(zhì)量相對較差，故障率較高。

2 高壓配電網(wǎng)保護系統(tǒng)需要滿足的要求

①系統(tǒng)在正常運行的時候，保護裝置必須能完整、安全地監(jiān)視各種設備的運行狀況。這樣值班人員可以得到更可靠地運行依據(jù)。②如果供電的線路以及配電的設置會有故障發(fā)生，為了保證非故障設備的運行，保護裝置需要快速地并且可以有選擇地對故障線路進行切除。

3 整定計算方案

3.1 電流速斷的保護：對于保護的最末一級，在計算的過程中，靈敏性是定值計算應該注重的。

①根據(jù)躲過線路上配電變壓器二次側(cè)最大短路電流整定。Idq=（Kre1×Kw×Ikmax）/Ki

式中，Idq為速斷電流二次計算值；Kre1為可靠系數(shù)，一般取1.2～1.3；Kw為接線系數(shù)，兩相兩繼電器時取1，兩相一繼電器時取■；Ikmax為保護線路末端最大短路電流；Ki為電流互感器變比。

線路的速斷整定值應能躲過各段的最大電流值，一般是額定電流的4倍。

②當保護安裝處變電所主變過流保護為一般過流保護時，線路速斷定值與主變過流定值相配合。

Ik=Kn×（Igl-Ie）

Kn-主變電壓比；Igl-主變的最小過流值一次值；Ie-為相應主變的額定電流一次值。

③如何處理特殊的線路：

1）線路特別短，最小方式時沒有保護區(qū)；或下一級為重要的用戶變電所時，可以把速斷保護變?yōu)闀r限速斷保護。動作電流與下級保護速斷配合，動作時限較下級速斷大一個時間級差。如果不能夠去采用其他的保護，選擇性可以通過重合閘來保證。2）當保護安裝處主變過流保護為復壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流時，不可以與主變過流配合。3）當線路較長而且比較規(guī)則，線路上的用戶較少，躲過線路末端最大短路電流整定是可行的，可靠系數(shù)為1.3～1.5。這種情況一般能同時保證選擇性與靈敏性。

④靈敏度校驗。Idmim（15%）/Idzl≥1

式中，Idmim（15%）-線路15%處的最小短路電流；Idzl-速斷整定值。

3.2 過電流保護：根據(jù)以下情況進行整定，按較大值選擇。

①根據(jù)躲過線路最大負荷電流整定。

Iop=（Krel×Kw×Ilmax）/Ki×Kre

式中，Iop為過電流二次計算值；Krel為可靠系數(shù)，一般取1.2～1.3；Ilmax為線路上最大負荷電流倍數(shù)，有電機自啟動取2～3，無電機自啟動取1.3～1.5；Ki為電流互感器變比；Kre為保護裝置的返回系數(shù)，可以選取0.8或者0.85。

②根據(jù)躲過線路上配變的勵磁涌流整定。變壓器的額定電流通常為勵磁涌流的1/4倍。當變壓器容量大時，它的涌流也大。后加速特性是重合閘裝置的一種特性，并且重合閘的線路是需要躲過勵磁涌流的。對于實際的整定計算，勵磁涌流的系數(shù)可以適當?shù)亟档停驗椋潆娋€路的負荷具有分散性，線路的總勵磁涌流比同容量的單臺變壓器的勵磁涌流要小。

即：Idz2=Kcl×Sez/■*Ue

式中，Idz2-過流一次值；Kcl-線路勵磁涌流系數(shù)，取1～5，線路變壓器總?cè)萘枯^少或配變較大時，取較大值；Sez-線路配變總?cè)萘浚籙e-線路額定電壓，此處為10kV。

3.3 過負荷電流和時間的定值：

Idzj=（Kk×Kjx×Ixmax）/Ki×Kre

式中，Idzj為過負荷電流二次計算值；Kk為可靠系數(shù)，一般取1.05～1.1；Ixmax為線路上最大負荷倍數(shù)；Kjx為接線系數(shù)，取1；Ki為電流互感器變比；Kre為保護裝置的返回系數(shù)，取0.85。

動作時間可整定較長些建議10-15S，保護動作于發(fā)告警信號。

3.4 零序過負荷電流的定值：

Idz=（Kk×3Ux×WC0）/nLH0

式中，Kk為可靠系數(shù)，一般取1.5～2；Ux為線路相電壓；C0為本線路每相對地電容；nLH0為零序電流互感器變比。

在6-10KV的中性點不直接接地系統(tǒng)中，在線路資料不詳情況下繼電器一次電流建議取5A。

3.5 低電壓閉鎖定值：應躲過正常運行最低線電壓，整定一般取0.6-0.7UN。endprint

3.6 低電壓保護定值：整定一般取0.6-0.7UN。時間定值一般取5-9S。

3.7 母線有壓定值：Udz=0.9Ue/（Kf×Kk），Ue為母線額定電壓，Kf取1.2，Kk取1.1。

3.8 母線無壓定值：Udz=Ue/Kk，Ue為母線額定電壓， Kk取3-4。

3.9 差動速斷：應按躲過外部短路時的最大不平衡電流。

Idzj=Kk（fzq×ktx×fi）I3dmax/nLH

式中，Kk為可靠系數(shù)，取1.3～1.5；fzq為非周期分量引起的誤差，取1-1.5；ktx為電流互感器同型系數(shù)，同型號時取0.5，異型號時取1；Fi為電流互感器的誤差，取0.1；I3dmax為線路外部三相短路時最大電流；nLH為電流互感器變比。

4 重合閘

后加速的三相一次重合閘適合于10kV配電線路，它是不用與另外的保護配合的，因為是用于末級保護。減少重合停電的時間和重合成功率是重合閘需要考慮的，為的是讓用戶負荷所受的影響減少到最小。

電弧熄滅的時間、外力所引起故障時的短路物體停留在空中的時間，作為重合閘成功率的參考。小于0.5s一般為電弧熄滅的時間，而短路的物體所停留的時間是較長的。所以說，重合閘是具有連續(xù)性的，對于這種連續(xù)性，0.8～1.5s為重合閘的最佳選擇；一些小型電動機的負荷以及照明工具多為農(nóng)村的線路，短時間的停電不會引起很大的損失。因為供電的可靠性要求并沒有那么高。如果采用2.0s的重合閘時間，重合閘的成功率還是可以得到保障的。實踐證明，將重合閘時間由0.8s延長到2.0s，將使重合閘成功率由40%以下提高到60%左右。

5 關于保護選型

對于配置比較簡單的6-10kV線路保護需要引起注意，因為考慮到線路具有復雜性，同時負荷也有多變性，所以，在保護方面可以采用微機保護。為了去適應線路以及負荷變化對保護的一些方式不同的要求，電流速斷以及過電流，或者說重合閘都是可以采用微機保護的，而且，復壓閉鎖、限時速斷這些功能也是應該具備的。

參考文獻：

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[2]石家莊華康自動化技術工程有限公司的微機保護裝置技術說明書.

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