繼電保護配置及整定計算

2023-01-07 11:06:07 字數 3122 閱讀 1509

一繼電保護靈敏係數

靈敏性是指在電力裝置或線路的被保護範圍內發生金屬性短路時,保護裝置應具有必要的靈敏係數。靈敏係數應根據不利的正常(含正常檢修)執行方式和不利的故障型別計算,但可不考慮可能性很小的情況。靈敏係數應滿足有關設計規範與技術規程的要求,當不滿足要求時,應對保護動作電流甚至保護方案進行調整。

靈敏係數km為保護區發生短路時,流過保護安裝處的最小短路電流ik·min與保護裝置一次動作電流idz的比值,即:km=ik·min/idz。

式中:ik·min為流過保護安裝處的最小短路電流,對多相短路保護,ik·min取兩相短路電流最小值ik2·min;對66kv、35kv、6~10kv中性點不接地系統的單相短路保護,取單相接地電容電流最小值ic·min;對110kv中性點接地系統的單相短路保護,取單相接地電流最小值ik1·min;idz為保護裝置一次動作電流。

各類短路保護的最小靈敏係數列於表1.1

表1.1 短路保護的最小靈敏係數

注:(1)保護的靈敏係數除表中註明者外,均按被保護線路(裝置)末端短路計算。

(2)保護裝置如反映故障時增長的量,其靈敏係數為金屬性短路計算值與保護整定值之比;如反映故障時減少的量,則為保護整定值與金屬性短路計算值之比。

(3)各種型別的保護中,接於全電流和全電壓的方向元件的靈敏係數不作規定。

(4)本表內未包括的其他型別的保護,其靈敏係數另作規定。

二電力變壓器保護

1 電力變壓器保護配置

電力變壓器的繼電保護配置見表4.1-1

表4.1-1 電力變壓器的繼電保護配置

注: (1)當帶時限的過電流保護不能滿足靈敏性要求時,應採用低電壓閉鎖的帶時限的過電流;

(2)當利用高壓側過電流保護及低壓側出線斷路器保護不能滿足靈敏性要求時,應裝設變壓器低壓側中性線上安裝電流互感器的零序過電流保護;

(3)低壓側電壓為230/400v的變壓器,當低壓側出線斷路器帶有過負荷保護時,可不裝設專用的過負荷保護;

(4)密閉油浸變壓器裝設壓力保護;

(5)乾式變壓器均應裝設溫度保護。

2 電力變壓器整定計算

電力變壓器的各種整定計算見表4.1-2。

表4.1-2 電力變壓器電流保護整定計算

注:(1)帶有自起動電動機的變壓器,其過負荷係數按電動機的自起動電流確定。當電源側裝設自動重合閘或備用電源自投裝置時,可近似的用下式計算:

式中:uk為變壓器的阻抗電壓相對值;srt為變壓器的額定容量,kva;sm∑為需要自起動的全部電動機的總容量,kva;kq為電動機的起動電流倍數,一般取5;

(2)兩相短路超瞬態電流等於三相短路超瞬態電流的0.866倍;

(3)yyno接線的變壓器採用在低壓側中性線上裝設專用電流互感器的低壓側單相接地保護,而dyno接線的變壓器可不裝設。

3 數字式電力變壓器差動保護

(1)數字式電力變壓器差動保護需要躲開流過差動迴路中的以下不平衡電流

1)由變壓器勵磁湧流所產生的不平衡電流;

(a)數字式電力變壓器差動保護裝置軟體由鑑別短路電流和勵磁湧流的差別(勵磁湧流具有間斷角與以二次諧波為主的高次諧波);

(b)數字式電力變壓器差動保護裝置軟體利用二次諧波制動(勵磁湧流中的高次諧波以二次諧波為主)來躲開流過差動迴路中的不平衡電流;

2)由變壓器各側繞組連線組別不同引起的電流值與相位變化而產生的不平衡電流,數字式電力變壓器差動保護裝置通過軟體組態時按照產品使用說明書規定的變壓器繞組連線組別**設定,由軟體在計算差動電流時進行相位補償;

3)由各側電流互感器計算變比與實際變比不同而產生的不平衡電流,數字式電力變壓器差動保護裝置通過軟體組態時輸入電流平衡調整係數後,由軟體在計算差動電流時進行調整;

4)由變壓器各側電流互感器型號不同而產生的不平衡電流,應在差動保護整定值中予以考慮;

5)由變壓器有載調壓分接頭位置變化而產生的不平衡電流。變壓器有載調壓分接頭經常在改變,而差動保護的電流迴路在帶電情況下是不能夠隨意變動的,由此而產生的不平衡電流應在計算差動保護整定值中予以考慮。

(2)電力變壓器差動保護的效能

1)電力變壓器差動保護有差動速斷及比率制動差動兩種保護特性。

(a)差動速斷保護實質上可認為是反映差動電流的過電流繼電器,用以保證在變壓器內部發生嚴重故障時快速動作於跳閘,典型出口動作時間小於20ms;

(b)比率制動差動保護具有較高的靈敏度,並可消除保護區外發生故障時,電流互感器飽和的影響。比率制動差動保護的動作特性如圖4-1。

圖中:icd為實測差動電流,它等於高、

低壓側差動計算電流向量

和的絕對值;

isdzd為差動速斷保護動作電流

整定值,軟體可以任意設定;

izd為制動電流,它等於高、低壓

側差動計算電流向量

差絕對值的二分之一;

icdzd 為差動保護動作電流整定

值,軟體可以任意設定;

izd1、izd 2為差動保護比率制動起圖 4-1 比率差動保護動作特徵

動(拐點)電流整定值;軟體可以任意設定;

kb1、kb2 為差動保護比率制動係數,軟體可以任意設定。

(3) 電力變壓器差動保護整定計算

1)差動電流計算時的相位補償。變壓器各側繞組接線及各側電流互感器二次側接線方式不同,各側電流大小與相位就要發生變化,計算變壓器各側差電流時就會出現非常大的誤差。變壓器繞組為星形(y)接線時,一次電流為相電流;變壓器繞組為三角形(△)接線時,一次電流為相電流差,其大小等於相電流的√3倍。

變壓器繞組接線的極性變化也會引起變壓器各側電流相位的變化。

電流互感器二次側接線方式不同,星形(y)與三角形(△)接線電流同樣也會相差√3倍,相位也會發生變化。變壓器差動保護裝置軟體組態時需要對變壓器各側繞組接線組別進行設定,一般要求變壓器各側電流互感器二次側接線方式均為星形,然後在軟體組態時,按照所選用的數字式變壓器差動保護裝置使用說明書規定的變壓器各側繞組接線組別**進行設定。軟體在計算變壓器差動電流時,就可以進行相位補償,消除變壓器各側繞組組別不同造成的計算誤差。

2)電流平衡調整係數。數字式電力變壓器差動保護裝置軟體根據軟體組態時設定的電流平衡調整係數,在計算差動電流時,先將各側二次側電流乘電流平衡調整係數後折合到基準側,這樣就可以消除變壓器各側電流互感器變比引起的差動流計算誤差。

變壓器各側電流平衡調整係數等於基準電流二次值除以變壓器各側額定電流二次值。基準電流二次值可以為電流互感器額定電流二次值in(in=5a或1a),也可以為變壓器高壓側或低壓側額定電流二次值,根據所選用的產品使用說明書來確定。

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作者 李彥新 科技創新與應用 2016年第14期摘要 繼電保護是電力系統安全穩定執行的重要保障措施。在繼電保護機制正常執行過程中,整定計算發揮了極為重要的作用。當前所採用的整定計算方法存在著一定程度的缺陷和不足,影響了整定計算結果的準確性和計算效率,進而對電力系統繼電保護造成負面影響。文章圍繞繼電保...

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