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1、、八.、前言随着长治地区经济的持续发展和电力需求的不断增长，用户对电能质量尤其是针对低压 电网提出了非常高的要求。应对的办法只有一个运用先进的保护装置，依靠广大掌握新技 术、新原理的继电保护工作者的共同努力，确保电网充足、安全、经济和稳定的运行，提供 优质高效的电能，并最终实现我们对电力用户的服务承诺。从近几年全区低压电网继电保护速写计算工作来看，无论是系统内还是社会用户，都缺 乏一套完整、实用的继电保护整定计算指导教材，尤其是低压输电线路和配电变压器以及小 电厂发电机的继电保护整定计算和参数配置，无论是在专业人员的知识面上，还是实现运行 中间问题都比较多。鉴于此，依据分公司 2005 年培训
2、教育计划安排，由继电保护所专业人员编写了该教材。 该书从电机学和电工学的基本原理出发，根据低压电网的运行特点，以基础、实用的计算方 法和简单、贴近的实例，详尽阐述了低压电网中针对不同继电保护装置的整定计划方法。希 望各支公司、发电厂以及大用户的继电保护专责人认真学习掌握，并能在实际工作当中贯彻 执行，从而最终确保全区低压电网安全、经济、优质的运行。目录第一章 继电保护整定计算的目的和基本任务11 继电保护整定计算的目的12 继电保护整定计算的基本任务23 整定计算的准备工作3第二章 继电保护整定计算的目的和基本任务51 采用标么制计算时的参数换算 52 三相短路电流计算实例7第三章继电保护速写
3、计算的特点和要求 111 继电保护整定计算的特点112 继电保护整定计算的要求 11第四章整定系数的分析与应用141可靠系数142 返回系数153分支系数164灵敏系数175自起动系数186非周期分量系数19第五章整定配合的基本原则211 各种保护的通用整定方法212阶段式保护的整定214 继电保护的二次定值计算24第六章610KV 输电线路继电保护整定计算 261610KV 输电线路的过电流保护整定计算 2626 10KV 线路的电流速断保护整定计算 303 普通三相重合闸整定计算304计算实例31第七章610KV 电力变压器继电保护整定计算 361 反时限过电流保护的整定计算362 定时限
4、过电流保护的整定计算373 电弧炉用电力变压器保护整定计算394 计算实例40第八章电动机保护整定计算431 电动机的反时限过电流保护整定计算432 电动机的定时限过电流保护整定计算453 电动机的失压保护整定计算454 电动机的单相接地保护整定计算465 计算实例47第九章 小型发电机保护整定计算491BCH2 型发电机差动保护的整定计算492电压元件闭锁的过电流保护和过负荷保护整定计算513 定子绕组接地保护整定计算544计算实例55第一章 继电保护整定计算的目的和基本任务1 继电保护整定计算的目的继电保护装置属于二次系统，它是电力系统中的一个重要组成部分，它对电力系统安全 稳定运行起着极
5、为重要的作用，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。继电保护要达到，保证电力系统安全稳定运行的目的，需要进行多方 面的工作，其中包括设计、制造安装、整定、调试、运行维护等系统环节，继电保护整定计 算是其中极其重要的一项工作。电力生产运行工作和电力工程设计工作都离不开整定计算。 不同的部分整定计算的目的是不同的。电力运行部门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 护有机协调地布置、正确地发挥作用。电力工程设计部门整定计算的按照所设计的电力系统进行分析计算、
6、选择和谁继电保护 装置的配置和乖巧的正确性，并最后确定其技术规范。同时，根据知足计算结果选择一次设 备的规范。2 继电保护整定计算的基本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，则需编制出一个整之下 方案。继电保护整定计算既有自身的整定技巧 问题，又有电保护的配置与造型问题，还有电力系统的结构和运行问题。因此，整定计算要 综合、辨正、统一地运用。整定计算的具体任务有以下几点：维持电力系统接线图绘制电力系统阻抗图建立系统参数表建立电流、电压互感器参数表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 电力系统各点短路计算建立各种继电保
7、护整定表如图所示电力系统接线图正序阻抗图3 整定计算的准备工作（1）首先了解掌握电力系统情况并建立技术档案（建立发电机、变压器、输电线路及保护 用的电流、电压互感器技术档案）。了解掌握继电保护情况和图纸资料。需要掌握的继电保护内容主要有：原理展开图、 有关的二次回路、盘面布置图、继电保护的技术说明书等等。绘制阻抗图。阻抗图一般分为正序、负序、零序阻抗图三部分、阻抗图一般是采用标 么值。确定电力系统运行方式，研究确定电力系统运行方式是继电保护整定计算的先决条 件。就是要确定可能出现的最大、最小运行方式（以下简称最大、最小方式），另外还要掌 握电力系统的潮流分布情况，特别是最大负荷电流。第二章 继
8、电保护整定计算的目的和基本任务1 采用标么制计算时的参数换算采用标么制计算时，通常先将给定的发电机、变压器、线路等元件的原始参数，按事 实上基准条件（即基准容量和基准电压）进行换算，换算为同一基准条件下的标么植，然后 才能进行计算。标么制计算中，基准条件一般选基准容量Sj=100MVA,基准电压Uj=Up（UP 为电网线电压平均值）。当SjUj确定后，对应的基准电流为Ij=、基准阻抗为Z j=。当 Sj=100MVA 时，Uj、Sj、Z j 值如下Uj(KA)0.46.310.537115230Ij(KA)1449.165.51.560.5020.251Zj(Q)0.00160.3971.10
9、313.69132.3529发电机等旋转电机的换算，即式中：基准条件下的电抗标么值额定容量条件下的次暂态电抗标么值SjSe基准容量、额定容量（MVA）变压器短路电压Uk%的换算，即式中：短路电压，其它符号含义同前。根据定义，短路电压是变压器短路电流等于额定电流时产生的相电压降与额定相电压之比的百分值，即每相阻抗（电阻可忽略不计）欧姆值将有名值换算到以变压器额定容量为基准的标么值，则 即变压器的短路电压标么值等于其短路电抗标么值。线路阻抗换算。线路阻抗一般用有名值表示，Z=R+jX，当RvX时，计算中可取X=jX式中：、 基准条件下的阻抗电抗标么值，、线路阻抗、电抗有名值（Q）其它符号同前电抗器
10、百分电抗的换算，即:因此：，一般给出、%式中: 电抗器额定电流，额定电压下的阻抗标么值百分数、电抗器额定电流（KA）,额定电压（KV）2 三相短路电流计算实例如霍家沟发电厂，两台容量为6000千瓦的气输发电机，电机为6.3KV, cos=0.8次暂 态电抗=0.1239。一台容量为 20000KVA 升压变压器，额定电压为 38.522.5%KV、 6.3KV， 结线组别为YN.，阻抗电压7.94%。经35KV线路，在西白兔110KV站35KV母线并网， 线路导线型号为LGJ240，长度为。系统至西白兔110KV站35KV母线短路标么阻抗为 =0.31708 =0.4694如图所示参数换算及绘
11、制阻抗图选基准容量=100MVA，基准电压=37KV，换算各元件在基准条件下的标么值。发电机变压器线路将上述各元件标么值阻抗按接线图，绘出标么阻抗图。短路电流计算点三相短路电流经发电机的短路电流为点三个短路电流经 B 升压变压器的短路电流为经 35KV 线路的短路电流为第三章 继电保护速写计算的特点和要求1 继电保护整定计算的特点整定计算工作在继电保护的生产工作中占很重要的位置，这是因为保护装置的配置与使 用正确与否，直接关系到确保电力系统安全与对重要用户的连续供电问题，同时与电网的经 济指标、调度运行、设计、调试等多方面有密切的联系，因此要求有全面的观点。对继电保护的技术要求，四性的统一要全
12、面考虑。由于电网运行方式、装置性能等原 因，不能兼顾四性时，就合理取舍，执行从下原则;(1) 地区电网服从主系统电网；(2) 下一级电网服从上一级电网；（3）局部问题自行消化；（4）尽可能照顾地区电网和下一级电网的需要；（5）保证重要用户的用电。2 继电保护整定计算的要求根据继电保护在电力系统中担负的任务，继电保护装置必须满足以下四个基本要求，即 选择性、快速性、灵敏性、可靠性。一般情况下，作用于断路器跳闸的继电保护装置，应当 同时满足这四个要求，而反应不正常运行状态并作用于信号的继电保护装置，则某一部分要 求（如快速性）可以适当降低一些。（1）选择性电力系统中某一部分发生故障时，继电保护的作
13、用只能断开有故障的部分，保留无故障 部分继续运行，这就是选择性。实现选择性必须满足两个条件：一是相信的上下级在时限上有配合；二是相邻的上下级 保护在保护范围上有配合。综合来说，就是从故障点向电源方向的各级保护，其灵敏度逐级 降低，动作时限逐级增长。（2）灵敏性在保护装置的保护范围内发生的故障，保护反应的灵敏程度叫灵敏性。习惯上叫作灵敏 度。灵敏度用灵敏系数来衡量，用来表示。灵敏系数在保证安全性的前提下，一般希望越大 越好，但在保护可靠动作的基础上规定下限值做为衡量的标准。（3）速动性短路故障引起电流的增大，电压的降低，保护装置快速地断开故障，有利于减轻设备的 损坏程度，尽快恢复正常供电，提高发
14、电机，并列运行的稳定性。（4）可靠性继电保护的可靠性主要由配置结构合理，质量优良和技术性能满足运行要求的保护装置 及符合有关规程要求的运行维护和管理来保证。为保证保护的可靠性，应注意以下几点：a 保护装置的逻辑环节要尽可能少；b 装置回路接线要简单，辅助元件要少，串联接点要少；c 运行中操作变动要少，改变定值要少；d 原理设计合理；e 安装质量符合要求；f 调试正确、加强定期检验；g 加强运行管理。要达到继电保护“四性”的要求，不是由一套保护完成的。就一套保护而言，它不能同时 完全具备“四性”的要求。如电流保护简单可靠，具备了可靠性、选择性、但装置复杂，相对 可靠性就差一些。因此，要实现继电保护“四性”的要求，必须由一个保护系统去完成，这就 是保护系统概念。对保护“四性”要求的标准，要根据具体的电力系统情况而定，掌握以下原则：严格的选 择性，需要的速动性，足够的灵敏性，必保的可靠性。第四章 整定系数的分析与应用继电保护的整定值一般通过计算公式计算得出。为使整定值符合电力系统正常运行及 故障状态下的规律，达到 正确整定的目的，在计算公式中需要引入各种整定系数。整定系 数应根据保护装置的构成原理、检测精度、动作速度、整定条件以及电力运行特性等因素来 选择。1 可靠系数由于计算、测量、测试及继电器各项误差的影响，使保护的整定值偏离预定数值，可
