继电保护定值计算指导 指导教师：杨明玉
2010继电保护定值计算指导
（华北电力大学，杨明玉）
一.对微机保护的认识
1. 什么是微机保护
是指基于可编程数字电路技术和实时数字信号处理技术实现的电力系统继电保护。 2. 与模拟式保护的区别
区别于模拟式保护的本质特征在于它建立在数字技术基础上：在微机保护中各种类型的输入信号（通常包括模拟量、开关量、脉冲量等类型的信号）首先被转化为数字信号，然后通过对这些数字信号的处理来实现继电保护的功能。
模拟式保护装置一般都按主要测量继电器的动作原理划分，微机型保护装置中的继电器一般由软件实现，不应再按测量继电器的动作原理划分，保护装置应具备一切必要的功能。在一套微机型保护装置中可以也应该有不同动作原理的继电器，分别在不同运行工况下对不同类型的故障发挥其最佳性能。
对微机保护应当认识两点：
（1） 只有硬件完全独立的两套保护装置才可以相互起后备作用。 （2） 保护的双重化只是防止硬件障碍造成保护拒动而采取的措施。
二.输电线路继电保护的配置方案
参考：GB14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程 4.6 110kV~220kV线路保护 5.2 自动重合闸 1. 110kV线路相关规定 4.6.1 110kV线路保护
4.6.1.1 110kV双侧电源线路符合下列条件之一时，应装设一套全线速动保护。 a. 根据系统稳定要求有必要时；
b．线路发生三相短路，如使发电厂厂用母线电压低于允许值（一般为60%额定电压），且其他保护不能无时限和有选择地切除短路时；
c．如电力网的某些线路采用全线速动保护后，不仅改善本线路保护性能，而且能够改善整个电网保护的性能。
4.6.1.2 对多级串联或采用电缆的单侧电源线路，为满足快速性和选择性的要求，可装设全
线速动保护作为主保护。
4.6.1.3 110kV线路的后备保护宜采用远后备方式。
4.6.1.4 单侧电源线路，可装设阶段式相电流和零序电流保护，作为相间和接地故障的保护，
如不能满足要求，则装设阶段式相间和接地距离保护，并辅之用于切除经电阻接地故障的一段零序电流保护。
4.6.1.5 双侧电源线路，可装设阶段式相间和接地距离保护，并辅之用于切除经电阻接地故
障的一段零序电流保护。
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4.6.1.6 对带分支的110kV线路，可按4.6.5条的规定执行。
5.2.4 110kV及以下单侧电源线路的自动重合闸装置，按下列规定装设： 5.2.4.1 采用三相一次重合闸方式。
5.2.4.2 当断路器断流容量允许时，下列线路可采用两次重合闸方式：
a. 无经常值班人员变电所引出的无遥控的单回线； b. 给重要负荷供电，且无备用电源的单回线。
5.2.4.3 由几段串联线路构成的电力网，为了补救速动保护无选择性动作，可采用带前加速
的重合闸或顺序重合闸方式。
5.2.5 110kV及以下双侧电源线路的自动重合闸装置，按下列规定装设：
5.2.5.1 并列运行的发电厂或电力系统之间，具有四条以上联系的线路或三条紧密联系的线
路，可采用不检查同步的三相自动重合闸方式。
5.2.5.2 并列运行的发电厂或电力系统之间，具有两条联系的线路或三条联系不紧密的线路，
可采用同步检定和无电压检定的三相重合闸方式； 5.2.5.3 双侧电源的单回线路，可采用下列重合闸方式：
a. 解列重合闸方式，即将一侧电源解列，另一侧装设线路无电压检定的重合闸方式； b. 当水电厂条件许可时，可采用自同步重合闸方式；
c. 为避免非同步重合及两侧电源均重合于故障线路上，可采用一侧无电压检定，另一侧采用同步检定的重合闸方式。 2. 110kV系统线路保护配置方案
参考：DL/T 769-2001电力系统微机继电保护技术导则 3 微机继电保护装置构成原则
3.1 微机继电保护装置宜将被保护设备或线路的主保护(包括纵、横联保护等)及后备保护综合在一整套装置内，共用直流电源输入回路及电压互感器、电流互感器的二次回路。一般情况下，该装置应能反应被保护设备或线路的各种故障及异常状态，并动作于跳闸或给出信号。
3.3 按GB 14285的要求，对仅需配置一套主保护的线路，宜采用主保护与后备保护综合在一起的微机继电保护装置。如有必要，可再加设其他后备保护，也可考虑配置两套主保护与后备保护综合在一起的微机继电保护装置。
配置方案：110kV系统线路保护一般配置一套主保护与后备保护综合在一起的微机保护装置。
例如：CSC-160 系列数字式线路保护装置适用于110kV 及以下中性点直接接地的大电流接地系统输电线路，中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统输电线路。CSC-160 系列装置不同型号的功能配置见表1，可以根据实际需要选择相应的规格。
微机保护为了与已运行的保护兼容，都由阶段式相间和接地距离保护以及零序电流保护组成，习惯上两种保护都投入运行，但两者之间的整定配合极为复杂。由于距离保护的整定计算较为简单，应以距离保护为主；在单相经高阻接地，距离继电器不能动作时由零序电流保护切除故障。一般配备完整的阶段式零序电流保护只是为了便于用户选用，如与相邻的零序电流保护配合。有了接地距离保护，对零序电流保护可以只选用其中的某些段别，零序电
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流保护第II段的整定计算非常麻烦，可以不用。
表1 大电流接地系统线路保护装置的功能配置
三.整定计算的准备工作
1. 了解掌握电力系统情况
（1） 画出电力系统的主接线 （2） 了解各输电线路之间的平行情况，考虑零序互感 （3） 建立发电机、变压器、输电线路等电气设备的技术档案 （4） 建立继电保护用的电流、电压互感器技术档案 2. 了解掌握继电保护情况
参看继电保护的技术说明书 3. 绘制阻抗图
分为正序、负序、零序阻抗图，通常取正、负序阻抗值相同。 4. 研究确定电力系统运行方式
1) 可能出现的最大、最小运行方式，包括开机方式、变压器中性点接地方式、线路投
停原则等
2) 自动重合闸的重合方式 5. 学习有关的规章制度
DL／T 769—2001 电力系统微机继电保护技术导则、GB14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程、3～110kV电网继电保护装置运行整定规程等。 6. 制定整定方案中特殊的整定计算原则和数据
四.整定计算的步骤
1. 拟定继电保护的配置选型；
2. 按继电保护功能分类拟定短路计算的运行方式，选择短路类型，选择分支系数的计算条
件；
3. 进行短路故障计算，录取结果；
4. 按同一功能的保护进行整定计算，如按距离保护或按零序电流保护分别进行的整定计算； 5. 对整定结果分析比较，重复修改，以选出最佳方案。最后应归纳出存在的问题，并提出
运行要求（包括对运行方式的要求及继电保护运行改变要求）；
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6. 画出保护配置图。
五.110kV电网整定计算运行方式的选择
参看：3～110kV电网继电保护装置运行整定规程 4.1 一般规定
4.1.3 合理地选择运行方式是改善保护效果，充分发挥保护效能的关键之一。继电保护整定计算应以常见的运行方式为依据。所谓常见运行方式，是指正常运行方式和被保护设备相邻近的一回线或一个元件检修的正常检修方式。对特殊运行方式，可以按专用的运行规程或者依据当时实际情况临时处理。 （一） 一般原则
1. 必须考虑检修与故障两种状态的同时出现，不考虑检修与故障的多种重迭。检修的线路和元件数量不宜超过该接点线路和元件总数的1/2。
2. 不考虑极少见的特殊方式。必要时，这些极少见的特殊运行方式可采取临时的特殊措施加以满足。
（二） 发电机、变压器运行变化限度的选择原则
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。 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停变化。
（三） 中性点直接接地系统中变压器中性点接地的选择原则
4.1.3.4 110kV 电网变压器中性点接地运行方式应尽量保持变电所零序阻抗基本不变。遇到使变电所零序阻抗有较大变化的特殊运行方式时，应根据运行规程规定或根据当时的实际情况临时处理。
a.发电厂只有一台主变压器，则变压器中性点宜直接接地运行，当变压器检修时，按特殊情况处理。
b.发电厂有接于母线的两台主变压器，则宜保持一台变压器中性点直接接地运行。如由于某些原因，正常运行时必须两台变压器中性点均直接接地运行，则当一台主变压器检修时，按特殊情况处理。
c.发电厂有接于母线的三台及以上主变压器，则宜两台变压器中性点直接接地运行，并把它们分别接于不同的母线上，当不能保持不同母线上各有一个接地点时，按特殊情况处理。视具体情况，正常运行时也可以一台变压器中性点直接接地运行，当变压器全部检修时，按特殊情况处理。
d.变电所变压器中性点的接地方式应尽量保持地区电网零序阻抗基本不变，同时变压器中性点直接接地点也不宜过分集中，以防止事故时直接接地的变压器跳闸后引起其余变压器零序过电压保护动作跳闸。
e.自耦变压器和绝缘有要求的变压器中性点必须直接接地运行，无地区电源的单回线供电的终端变压器中性点不宜直接接地运行。
f.当某一短线路检修停运时，为改善保护配合关系，如有可能，可以用增加中性点接地
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变压器台数的办法来抵消线路停运时对零序电流分配的影响。 （四） 线路运行方式变化限度的选择
一般考虑被保护设备相邻近的一回线检修：
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；
3. 相隔一个厂站的线路，必要时可考虑与上述（1）的条件重迭。
六.报告内容
1. 课程设计的目的与要求 2. 电网继电保护定值计算
1) 介绍电网及被保护线路的特点，继电保护及自动装置的配置原则，保护方式的选择
及装置选型。
2) 标幺值的选择，系统运行方式选取，变压器接地点的位置和数目安排。元件参数的
计算算例，计算结果列表及序网图的绘制。 3) 短路电流的计算及结果列表。
4) 按保护功能分类，给出主要的整定原则，保护定值的计算及结果列表。
3. 结论：对设计方案的综合评价，指出存在的问题，提出改进的措施和建议的解决方案。 4. 参考文献
5. 附录：电网主接线图、元件参数表、继电保护的配置示意图
参看文献：
[1] 张举. 电力系统继电保护及安全自动装置的整定计算. 华北电力大学，1998
[2] 崔家佩、孟庆炎等. 电力系统继电保护及安全自动装置的整定计算. 水利电力出版社，
1993
[3] 刘万顺. 电力系统故障分析. 中国电力出版社，2007 [4] GB T14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程 [5] DL/T 584-95 3～110kV电网继电保护装置运行整定规程 [6] DL/T 769-2001 电力系统微机继电保护技术导则
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