常用继电保护的定值计算

王国竞+袁圣鑫

摘要： 继电保护定值计算和整定是继电保护工作中的一项必不可少的内容。本文根据对配电系统继电器保护和微机综合保护装置的研究，给出了实用的计算依据。

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.

关键词： 继电保护；整定计算；可靠性

Key words： relay protection；setting calculation；reliability

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）22-0035-02

1 高压电网的主要特点

①主变主保护配置差动保护和瓦斯保护，主变后备保护配置过电流、过负荷保护。出线保护配置无时限速断及过电流保护，并配置一次重合闸。②线路串接级数多，分支线多，有的线路长到几十公里。③负荷率低，负荷变化大，随机性强，功率因数低。④配电变压器数量多，励磁涌流大。⑤线路设备质量相对较差，故障率较高。

2 高压配电网保护系统需要满足的要求

①系统在正常运行的时候，保护装置必须能完整、安全地监视各种设备的运行状况。这样值班人员可以得到更可靠地运行依据。②如果供电的线路以及配电的设置会有故障发生，为了保证非故障设备的运行，保护装置需要快速地并且可以有选择地对故障线路进行切除。

3 整定计算方案

3.1 电流速断的保护：对于保护的最末一级，在计算的过程中，灵敏性是定值计算应该注重的。

①根据躲过线路上配电变压器二次侧最大短路电流整定。Idq=（Kre1×Kw×Ikmax）/Ki

式中，Idq为速断电流二次计算值；Kre1为可靠系数，一般取1.2～1.3；Kw为接线系数，两相两继电器时取1，两相一继电器时取■；Ikmax为保护线路末端最大短路电流；Ki为电流互感器变比。

线路的速断整定值应能躲过各段的最大电流值，一般是额定电流的4倍。

②当保护安装处变电所主变过流保护为一般过流保护时，线路速断定值与主变过流定值相配合。

Ik=Kn×（Igl-Ie）

Kn-主变电压比；Igl-主变的最小过流值一次值；Ie-为相应主变的额定电流一次值。

③如何处理特殊的线路：

1）线路特别短，最小方式时没有保护区；或下一级为重要的用户变电所时，可以把速断保护变为时限速断保护。动作电流与下级保护速断配合，动作时限较下级速断大一个时间级差。如果不能够去采用其他的保护，选择性可以通过重合闸来保证。2）当保护安装处主变过流保护为复压闭锁过流或低压闭锁过流时，不可以与主变过流配合。3）当线路较长而且比较规则，线路上的用户较少，躲过线路末端最大短路电流整定是可行的，可靠系数为1.3～1.5。这种情况一般能同时保证选择性与灵敏性。

④灵敏度校验。Idmim（15%）/Idzl≥1

式中，Idmim（15%）-线路15%处的最小短路电流；Idzl-速断整定值。

3.2 过电流保护：根据以下情况进行整定，按较大值选择。

①根据躲过线路最大负荷电流整定。

Iop=（Krel×Kw×Ilmax）/Ki×Kre

式中，Iop为过电流二次计算值；Krel为可靠系数，一般取1.2～1.3；Ilmax为线路上最大负荷电流倍数，有电机自启动取2～3，无电机自启动取1.3～1.5；Ki为电流互感器变比；Kre为保护装置的返回系数，可以选取0.8或者0.85。

②根据躲过线路上配变的励磁涌流整定。变压器的额定电流通常为励磁涌流的1/4倍。当变压器容量大时，它的涌流也大。后加速特性是重合闸装置的一种特性，并且重合闸的线路是需要躲过励磁涌流的。对于实际的整定计算，励磁涌流的系数可以适当地降低，因为，配电线路的负荷具有分散性，线路的总励磁涌流比同容量的单台变压器的励磁涌流要小。

即：Idz2=Kcl×Sez/■*Ue

式中，Idz2-过流一次值；Kcl-线路励磁涌流系数，取1～5，线路变压器总容量较少或配变较大时，取较大值；Sez-线路配变总容量；Ue-线路额定电压，此处为10kV。

3.3 过负荷电流和时间的定值：

Idzj=（Kk×Kjx×Ixmax）/Ki×Kre

式中，Idzj为过负荷电流二次计算值；Kk为可靠系数，一般取1.05～1.1；Ixmax为线路上最大负荷倍数；Kjx为接线系数，取1；Ki为电流互感器变比；Kre为保护装置的返回系数，取0.85。

动作时间可整定较长些建议10-15S，保护动作于发告警信号。

3.4 零序过负荷电流的定值：

Idz=（Kk×3Ux×WC0）/nLH0

式中，Kk为可靠系数，一般取1.5～2；Ux为线路相电压；C0为本线路每相对地电容；nLH0为零序电流互感器变比。

在6-10KV的中性点不直接接地系统中，在线路资料不详情况下继电器一次电流建议取5A。

3.5 低电压闭锁定值：应躲过正常运行最低线电压，整定一般取0.6-0.7UN。endprint

3.6 低电压保护定值：整定一般取0.6-0.7UN。时间定值一般取5-9S。

3.7 母线有压定值：Udz=0.9Ue/（Kf×Kk），Ue为母线额定电压，Kf取1.2，Kk取1.1。

3.8 母线无压定值：Udz=Ue/Kk，Ue为母线额定电压， Kk取3-4。

3.9 差动速断：应按躲过外部短路时的最大不平衡电流。

Idzj=Kk（fzq×ktx×fi）I3dmax/nLH

式中，Kk为可靠系数，取1.3～1.5；fzq为非周期分量引起的误差，取1-1.5；ktx为电流互感器同型系数，同型号时取0.5，异型号时取1；Fi为电流互感器的误差，取0.1；I3dmax为线路外部三相短路时最大电流；nLH为电流互感器变比。

4 重合闸

后加速的三相一次重合闸适合于10kV配电线路，它是不用与另外的保护配合的，因为是用于末级保护。减少重合停电的时间和重合成功率是重合闸需要考虑的，为的是让用户负荷所受的影响减少到最小。

电弧熄灭的时间、外力所引起故障时的短路物体停留在空中的时间，作为重合闸成功率的参考。小于0.5s一般为电弧熄灭的时间，而短路的物体所停留的时间是较长的。所以说，重合闸是具有连续性的，对于这种连续性，0.8～1.5s为重合闸的最佳选择；一些小型电动机的负荷以及照明工具多为农村的线路，短时间的停电不会引起很大的损失。因为供电的可靠性要求并没有那么高。如果采用2.0s的重合闸时间，重合闸的成功率还是可以得到保障的。实践证明，将重合闸时间由0.8s延长到2.0s，将使重合闸成功率由40%以下提高到60%左右。

5 关于保护选型

对于配置比较简单的6-10kV线路保护需要引起注意，因为考虑到线路具有复杂性，同时负荷也有多变性，所以，在保护方面可以采用微机保护。为了去适应线路以及负荷变化对保护的一些方式不同的要求，电流速断以及过电流，或者说重合闸都是可以采用微机保护的，而且，复压闭锁、限时速断这些功能也是应该具备的。

参考文献：

[1]许建安.继电保护整定计算[M].中国水利水电出版社.

[2]石家庄华康自动化技术工程有限公司的微机保护装置技术说明书.

[3]张文力.继电保护多信息融合处理技术浅析[J].民营科技，2011（07）.endprint