变电站综合自动化定值整定.docx

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变电站综合自动化定值整定

1．微机变压器差动保护的定值技术说明（T2411D）

1.1　比率制动式差动保护

比率制动式差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障，高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障。

当突变量大于0～25倍差动定值时投入，动作判据为：

当Izd≤Izds时，Icd≥Icds

当Izd＞Izds时，Icd≥Icds+K1×（Izd-Izds）

式中　Icd=︱IH/CTH+KL（IL/CTL）︱（A）二次差流

　　　Icds=（0.2—0.6）倍Ieh（A）—差动保护定值

　　　Izds=（0.8—1）倍Ieh（A）—制动电流门槛值

　　　Izd=︱（IH/CTH-IL/CTL）/2︱（A）—制动电流

　　　K1—比率制动系数（0.2～0.7间，选0.5）

　　　IH、IL—变压器高压侧、低压侧实际电流，极性标注见图2

　　　Ieh—变压器高压侧二次额定电流

　　　KL—低压侧平衡补偿系数

　　　CTH、CTL—变压器高压侧、低压侧TA变比

动作特性见图：

阴影部分为动作区

图1　差动保护动作特性曲线

1.2　二次谐波闭锁功能

设置差电流二次谐波闭锁差动保护的功能，主要是防止变压器的励磁涌流导致差动保护误动作（采用常规保护避开涌流技术比较困难），二次谐波制动的判据如下：

Icd2＞K2×Icd

式中　Icd——差动电流的基波分量

　　　Icd2——差动电流中的二次谐波分量

　　　K2——二次谐波制动系数（0.1～0.4可取0.15）

1.3　差动速断保护

差流速断保护主要是为了在变压器差动区内发生严重短路故障时快速切除变压器，以确保变压器的安全。

为了保证装置的正确动作,速断电流的定值应按以下原则选取：

1）躲过变压器空载投入或区外故障切除时可能产生的最大励磁涌流；

2）躲过变压器差动区外端部故障时穿越电流造成的最大不平衡电流；

3）以上电流按基波值选取。

动作判据为：

Icd≥Isds（A）

式中　Icd—任一相差动电流

Isds=（6～12）倍Ieh——差动速断保护整定值

为了提高内部严重故障时保护动作的可靠性和动作速度，差动速断保护不受二次谐波电流闭锁条件的限制，而是靠电流值避开涌流，因此，灵敏度较低。

此功能可以由软压板控制字投入或退出。

1.4　TA二次回路断线的监视功能

TA二次回路断线的动作判据为：

任一相差动电流有突变，突变相只有高压侧或低压侧电流有变化，变化相电流减小，判据为：

|ía+íb+íc|≥门槛值

TA二次回路断线监视功能无软压板控制字投入或退出，此项功能的门槛值需整定定值。

TA二次回路断线闭锁差动保护功能可通过软压板控制字投入或退出。

1.5　变压器高压侧相位差与平衡补偿

凡Yd接线方式变压器，Y侧二次电流都需要校正相位。

常规接线中，高压侧TA二次侧接成d接线进行相位补偿，具有软件自动校正功能，这样对于Yd－11接线的双绕组变压器高压侧TA可直接接成Y/Y型，投入控制字Y/d即可，已经进行了补偿，即将二次相电流变换成了线电流。

这样可以简化接线。

但TA的极性仍是采用减极性输出。

1.6　变压器低压侧电流平衡系数

当变压器两侧的CT、PT变比不完全匹配时，可以根据两侧原、副边电压的比率与CT的变比计算出一个补偿系数KL，使得高、低压侧的电流相匹配。

KL=1000*（CTL*PTL）/（CTH*PTH）*1.732

式中　CTL、PTL分别为低压侧CT、PT变比

CTH、PTH分别为低压侧CT、PT变比

例如：

高压侧额定电压：

38.5kV，CT变比250/5

低压侧额定电压：

10.5kV，CT变比1000/5

则：

高压侧PT变比为：

38500/100=385，CT变比为：

250/5=50

低压侧PT变比为：

10500/100=105，CT变比为：

1000/5=200

KL=1000*（105*200）/（50*385）*1.732

实际的低压侧电流乘以该低压侧系数KL，高、低压侧电流即可取得平衡。

电流互感器各侧极性都以指向母线为同极性端，见下图：

**

高压侧

低压侧

图2　电流互感器各侧极性示意图

1.7　突变量启动

其特点是快速灵敏，保护的突变量启动元件动作判据为：

｜i（t）-i（t-N）｜-｜it-N-i（t－2N）｜≥Iqd｜

式中　N=32——一个周波的采样点数

　　　Iqd—定值一般按0.25倍差动定值

　　　i（t）——t个采样点的采样值

当任一相电流差突变量大于起动定值IQD时，保护起动进入故障处理程序进行故障计算判别；若有故障且跳闸后故障电流消失，保护快速返回。

若无区内故障，保护最多延时5秒后整组复归。

1.8　差流过大告警

动作判据为：

Icd≥Icls

任一相差动电流Icd大于差流过大告警定值Icls时，运行超过1s后，发出差流过大告警信号。

可能由于TA极性接错或TA断线造成。

此功能无软压板控制投入或退出，定值需整定。

1.9　过流启动通风保护

电流取B相高压侧电流。

主要在保护未启动时起告警作用,提醒运行人员及时调整变压器运行方式,避免因过热造成变压器的危害。

本保护可以投退，动作时启动变压器通风。

2.0　举例

设变压器Se=6300KVA，电压110/10.5KV

变压器容量比为100%/100%，接线方式Y/Δ-11

保护装置CT二次接线为Y/Y，CT变比高压侧600/5，低压侧3000/5

1）各侧额定电流

2）定值整定

Ø差动速断：

首先躲过空投时可能产生的最大励磁涌流，其次躲过区外故障时最大不平衡电流，一般选取Isds=（6—12）倍Ieh。

如：

Isds=8Ieh=22.08A

Ø差动电流：

Icds，按躲过最大负荷电流条件下，流入保护装置的不平衡电流整定。

一般Icds=（0.2—0.6）倍Ieh比如：

Icds=0.5Ieh=1.38A

Ø制动电流：

Izds一般取（0.8—1）倍Ieh比如：

Izds=0.9Ieh=2.48A

Ø比率系数：

一般选取0.3—0.7，比如可取K1=0.5，

但应满足K1≤Icds/Izds

Ø二次谐波制动系数K2一般选取0.15—0.25比如可取0.2

Ø差流告警一般取值（0.5—1）IcdsIcds为差动门槛值

比如可取0.5Icds=0.69A

Ø

平衡系数：

装置中整定值为827

ØCT断线一般选取（0.5—1）Icds比如可取0.7Icds=0.83A

Ø控制字中要投入Y/Δ转换。

2．微机变压器后备保护的定值技术说明（T2412L/H）

2.1三段式电压闭锁方向过电流

主变复合电压过流保护中的复合电压是由反应不对称短路的负序电压继电器和反应对称短路的接于相间电压的低电压继电器构成。

当变压器发生不对称短路时，负序电压大于负序电压定值，故障相电流继电器动作，同时负序电压继电器动作，保护出口使变压器各侧断路器跳闸。

当发生三相对称短路时，任一线电压小于低压定值，电流继电器动作，同时接于相间电压的低电压继电器动作，保护出口使变压器各侧断路器跳闸。

为了正确反映各侧的不对称短路残压，必要时在各侧均整设一套低电压闭锁元件。

低电压元件的动作电压整定：

Udz=

Kk--可靠系数，取1.2-1.25

Kf--返回系数取1.15-1.2

Ue.min--最低运行电压，取0.9Ue

灵敏度计算为：

Klm=

Ucy.max--校验点故障时，电压继电器装设母线上的最大残压

灵敏度要求klm≥1.25

负序元件整定：

Udz2=（0.06-0.07）UeUdz2=6v

灵敏度：

按变压器另一侧不对称短路时的最低负序电压计算，即Klm=

要求Klm≥1.25

110KV侧电流元件定值整定：

1按变压器额定电流整定Idz=

2求灵敏度Klm=

满足要求

3动作时间

t2≥t1+△tt2≥t3+△tt3=t4+△t当t3＜t2时t2加装方向元件。

10KV侧电流元件整定原则同上。

2.2变压器的速断保护

根据有关规定5600KVA以下变压器一般可装电流速断保护，对于B4，不装。

2.3变压器零序电流保护速整定

B4为中性点直接接地，选用零序电压闭锁零序电流保护方式（方向指向本侧母线110KV）

零序电流定值：

Idzo=Kk*Kf*I′dzo

Kk--可靠系数

Kf2--零序电流分支系数

I′dzo--本侧母线上线路零序电流I段（或最后一段的动作电流）

灵敏度计算Klm=

Ido.min--母线故障时，流过变压器的最小零序电流

零序电流保护动作时限：

T0=与该零序保护配合的保护时间+△T

当B3与B4变压器并列运行时，先以T1时间跳开B3，若零序故障仍存在，再以T1+△T跳开B4变压器。

零序电压的整定，若并列变压器运行中，按中性点接地变压器的零序电流元件经零序过电压元件后，较短时限切除不接地变压器，但零序电压定值范围不至于限制零序电流范围。

整定值①Udzo=

Idzo--变压器零序保护动作电流

Zbo--变压器零序阻扰

Kk取1.3-1.5

整定值②Udzo=15～30V

2.4变压器过负荷保护

由于过负荷信号装置为预告信号,故可按变压器正常运行情况下允许过负荷1.25倍,动作时间为25min考虑

Idz=

整定时限T取9秒

3.微机线路保护的定值技术说明（L2412）

三段式电流电压保护一般用于110kv及以下电压等级的单电源出线上，对于双电源辐射线可以加方向元件组成带方向的各段保护。

三段式保护的第一二段为主保护段，第三段为后备保护段，一段不带时限，称电流速断或瞬时电流闭锁电压速断，三段称定时限过流保护带时限。

对于6-10kv配电线路，一般采用两段式保护，第一段为主保护第二段为后备保护。

3.1瞬时电流速断保护整定（不同的线路有不同的整定原则）：

3.1.1按躲过本线路末端母线故障整定

当本线路末端有多条出线或多台变压器时,按躲本线路末端母线故障的最大故障电流整定,以保证相邻下一级出线或变压器故障,不致越级动作.

Idz=Kk

Ij--基准电流

ZΣ*--保护背后（系统）最大方式下正序短路阻抗标幺值

Zx*--本线路正序阻抗标幺值

Kk--可靠系数取1.5～1.6

3.1.2按与变压器速动保护配合整定

当线路无其它出线只有变压器时,如果变压器速动保护（差动、速断）有跳闸自保持,并且线路保护有自动重合闸装置,则有条件增加该线路速动保护的区域,并按与变压器速动保护配合整定。

当变压器内部故障,变压器线路保护均起动,变压器由速动保护自保护跳闸,而线路此时也动作于跳闸,但因装有自动重合闸,可以马上恢复供电,纠正其非选择性。

3.1.3按躲变压器二次短路整定（与差动保护配合）

Idz=Kk×Id.max

Id.max--变压器二次最大三相短路电流，扩到线路侧

3.1.4当线路只带一台变压器，其保护为变压器速断时，与变压器的速断电流配合整定

Idz=Kk×I＇dz

I＇dz--被配合变压器瞬时电流速断保护定值

3.1.5一条线路带多台变压器，T接线线路

按躲这过最大一台变压器二次三相最大短路电流整定

按躲最大变压器速断值整定

但多变压器均应装设跳闸自保持,线路保护要有自动重合闸。

此时，应当校核是否满足

IbcΣ--T接线路变压器容量总和

3.2过电流保护整定计算

3.2.1不带低电压闭锁的定时限过电流保护

（1）按躲开本线路最大负荷电流整定Idz=

Kk--可靠系数，取1.15-1.25

Kf—返回系数

Kzqd--电动机自起动系数，取Kzqd=1.5～2.5

Ifh.max--本线路最大负荷电流（A）

（2）与相邻单回线定时限速电流保护配合整定

设保护1#与2#保护配合，此时1#保护的定值为Idz=

式中Kk--可靠系数，取1.1～1.2

Kfz.max--最大分支系数=

Idz--2#保护定时限过电流保护定值

（3）保护灵敏度：

本线路末端灵敏度Klm=

Id

（2）min--本线路末端最小二相短路电流Klm≥1.3～1.5

（4）后备段与后备段配合，上下差一个△T

3.2.2带低电压闭锁的定时限电流保护整定

电流元件值仍为:

Idz=

或Idz=

电压值整定Udz=

式中Ufh.min--最低运行电压（0.9～0.95）Ue

Kk--取1.15～1.25

Kf--取1.25（电磁型）

若是有负序电压的复合电压闭锁U2dz=

Kk--取1.5～2

Kf--取0.85（电磁型）

U2bp.max--电压互感器二次负序最大不平衡电压,一般整定U2=5～6v

线路保护定值的整定计算

1、电流速断保护定值的计算：

IDZ。

J=ID。

ZD

IDZ。

J——速断保护动作电流；

KJX————接线系数，星形接法为1，角形和差接时为

KK————可靠系数，一般取1.2~1.3

nL————电流互感器额定变比；

ID。

ZD————被保护区末端三相最大短路电流。

灵敏度校验：

电流速断的灵敏度是用保护区长度占被保护线路全长的百分数来表示。

一般规定，在最大运行方式是，能达到全长约50%即认为具有良好的保护效果；在最小运行方式下能保护线路全长的15%~20%即可。

2、带时限电流速断保护定值的计算：

IDZ=KKI`DZ

IDZ————带时限电流速断保护动作电流；

KK————可靠系数，一般取1.1~1.15；

I`DZ————下一相临线路的瞬时电流速断保护动作电流。

限时电流速断保护动作时间比下一相临线路的瞬时电流速断保护动作时间大一个时限阶差0.5s，亦取0.5。

灵敏度校验：

KLM=

KLM————灵敏度

ID。

ZX————本线路末端的最小短路电流；

IDZ————本线路带时限电流速断的动作电流。

按《继电保护及自动装置设计技术规程》规定要求，KLM≥1.25。

3、过流保护动作电流定值的计算：

IDZ。

J=IFH。

ZD

IDZ。

J——过流保护动作电流；

KJX————接线系数，星形接法为1，角形和差接时为

KK————可靠系数，一般取1.15~1.25

nL————电流互感器额定变比；

IFH。

ZD————最大负荷电流。

KZQ————自启动系数，考虑外部故障引起母线电压下降，当外部故障消除后母线电压恢复，电动机自启动引起电流增大；自启动系数应大于1；具体要由负荷情况决定；

KF————电流继电器返回系数，一般取0.85；

时限阶段：

Δt=t3-t2=ter

（2）+ter（3）+tOFF+ts

t3，t2——前面相临两时段保护装置3和2的动作时限；

ter

（2），ter（3）————前面相临两时段保护装置3和2的动作时限提前和延迟动作误差（error）。

它取决于时间继电器的动作误差，通常各取0.1s；

tOFF——高压断路器的的断路时间，即断路器的固有开断时间与灭弧时间之和，快速的断路器常取0.1s低速的取0.2s。

灵敏度校验：

KLM=

KLM————灵敏度

ID。

ZX————保护区末端金属性短路的最小短路电流二次值；

IDZ————保护装置的二次动作电流。

灵敏度系数KLM按《继电保护及自动装置设计技术规程》规定要求，最小允许值为1.5（作一下相临线路的后备保护时，最小允许值为1.2）。

4、低压闭锁的过流保护电压定值的计算：

（1）低电压闭锁元件的动作电压

低电压继电器在系统最低工作电压时应不会动作，在外部短路故障被切除以后，低电压继电器应能可靠的返回，所以低电压继电器的返回一次电压Uf应小于最低系统工作电压UG。

ZX，即UF＜UG。

ZX

低电压继电器的动作电压Udx。

j为

UDZ。

J=

UDZ。

J——低电压保护动作电压；

UG。

ZX——低电压保护动作电压；

KF————返回系数，一般取1.25；

KK————可靠系数，一般取1.1~1.25；

NY————电压互感器额定变比。

（2）低电压闭锁过电流保护的动作电流的计算：

低电压闭锁过电流保护的动作电流可以不躲过最大负荷电流，而按正常持续负荷电流IFH整定，即

IDZ。

J=IFH

IDZ。

J——低电压闭锁过流保护动作电流；

KJX————接线系数，星形接法为1，角形和差接时为

KK————可靠系数，一般取1.15~1.25

nL————电流互感器额定变比；

IFH。

ZD———正常持续负荷电流。

KF————电流继电器返回系数，一般取0.85；

低电压整定:

Udz=（0.65-0.75）Ue=0.7Ve-70V时限取1.5s

低电压闭锁回路动作电压一般整定值为60V。

5、零序过流保护定值的计算：

零序过流保护的动作电流应按躲过最大不平衡电流来整定。

即躲过最大运行方式下，发生三相短路时，产生的最大不平衡电流，可按下式计算为Idz。

J=KKIbp。

max

KK————可靠系数，一般取1.3

Ibp。

max——最大不平衡电流。

平衡电流可按下式计算为Ibp。

max=KfzqKtxfiID。

max

Kfzq——考虑短路过程中非周期分量影响的系数，取为1；

Ktx——电流互感器的同型系数，取为0.5~1；

fi——电流互感器的10%误差系数，取为0.1；

ID。

max——最大运行方式，发生三相短路时，流经电流互感器的最大不平衡电流值。

灵敏度校验：

KLM=

KLM————灵敏度

3I0。

min————最小运行方式，保护安装处发生单相接地短路时，流过保护安装处的最小零序电流。

IDZ————保护装置的二次动作电流。

通常要求灵敏系数≥2。

6、低频整定:

Fdz=47Hz时限T=0.2s

7、启动定值

本线路保护装置启动定值一般设为1A。

8、过负荷定值的整定计算：

过负荷定值动作电流IDZ。

J=Ica

IDZ。

J——过负荷定值动作电流

Kf——返回系数，取0.85；

KJX————接线系数，星形接法为1，角形和差接时为

nLH————电流互感器额定变比。

KK————可靠系数。

当保护装置动作于信号时，取为1.05；当动作于跳闸或减负荷时取1.1~1.2；

Ica————该线路的计算电流

过负荷一般情况下通常取ILmax=KolIca，其中ILmax线路的最大负荷电流，Ica为线路的正常负荷电流，即线路的计算电流，而Iol为线路的过负荷倍数，可由运行情况决定，在无准确资料时，可近似的取Kol=2~3。

过负荷时间根据具体负荷而定。

9、重合闸时间的整定：

三相重合闸时间的计算：

ts=t1+t2+t3+t4

t1——线路发生相间故障时，线路两侧保护动作时间相差最大值；

t2——保护发出跳闸脉冲后，断路器主触头断开时间；

t3——相间故障切除后的极限断电时间；

t4——裕度时间，约0.1s。

整定原则——重合闸时间应力争重合闸成功，发挥重合闸效益，为此必须保证重合闸过程中，故障处有足够的断电时间，保证故障处电弧熄灭及绝缘恢复，同时，保证系统稳定所允许的重合闸的最长动作时间。

10、低频减载：

自动低频减载级数一般由N个基本段及N，个特殊段组成，其中N=+1

Δf——低频减载装置相临两轮之间的动作级差，要求不大于0.3Hz，装置采用高精度数字式频率继电器，Δf可取0.1~0.2Hz；

f1——第一轮动作频率，一般为系统正常允许的边缘频率，对容量大于300万KW的系统，f1不小于49Hz；

fN——第N级（基本段最后一级）动作频率，此值应大于火电机组低频保护装置动作值，并和电网低频解裂装置相配合，fN应不低于48Hz，对有大机组系统，宜取48.5Hz。

闭锁动作值较高，一般整定为49.5Hz；

特殊段的动作频率一般各级取同一数值fh，此频率不低于基本段的第1级频率，可取49~49.25Hz。

特殊段各级动作时间差宜不小于5s，最低动作时间不小于10~15s。

一般最大减负荷量公式：

Pjh=

Pjh——额定频率下减负荷量；

Pqe——系统最大功率缺额；

Px——减负荷前系统用户的总功率；

Δfhf*——恢复fhf与额定频率偏差的相对值；

K——负荷调节效应系数，由系数负荷具体特性确定，一般为1~3。

2．微机电容器保护的定值技术说明（T2410C）

1、延时速断保护定值的计算：

IDZ=

IDZ——保护动作电流；

KJX————接线系数，星形接法为1，角形和差接时为

KK————可靠系数，一般取1.2~1.3

nL————电流互感器额定变比；

Ie————电容器组回路额定电流。

保护装置应带0.2s以上时限，以躲过涌流。

一般整定为0.3~0.5s.电容器组一般不装设电流速断保护，因为速断保护要考虑躲过电容器组合闸冲击电流及对外放电电流的影响，其保护范围和效果不能充分利用。

2.零序过压保护定值的计算：

2.1电容器组为单星形接线,常用零序电压保护

Udz=

对有专用单台熔断器保护的电容器组

Uch=

对没有专用单台熔断器保护的电容器组

UCH=

Udz------动作电压；

Ny-------电压互感器变比

Klm-----灵敏系数，取1.25~1.5

Uch-----差电压

K-------因故障而切除的电容器台数

B-------任意一台电容器击穿元件的百分数

N-------每相电容器的串联段数

M------每项各串联段电容器并联台数

Uex----电容器组的额定相电压

2.2电容器组为双星形接线时的零序电压保护

Udz=

对有专用单台熔断器保护的电容器组

U0=

对没有专用单台熔断器保护的电容器组

U0=

U0--------零序电压

Mb-------双星形接线每臂各串联段的电容器并联台数

Ny------电压互感器变比

Klm-----灵敏系数，取1.25~1.5

K-------因故障而切除的电容器台数

B-------任意一台电容器击穿元件的百分数

N-------每相电容器的串联段数

Uex----电容器组的额定相电压

4.零序电流保护

Idz=

对有专用单台熔断器保护的电容器组

I0=

对没有专用单台熔断器保护的电容器组

I0=

Klm-----灵敏系数，取1.25~1.5

Nl------电流互感器变比

I0--------零序电流

Ied------每台电容器额定电流

K-------因故障而切除的电容器台数

B-------任意一台电容器击穿元件的百分数

N-------每相电容器的串联段数

M------每项各串联段电容器并联台数

3．过电压

Udz=

Udz-----动作电压

Ku------电容器长期允许过压倍数

Uem----电容器接入母线的额定电压

A-------XL/Xc

Ny------电压互感器变比

4.低电压

Udz=

Udz-----动作电压

Kmin------系统正常运行时可能出现的最低电压系数，一般取0.5

Uhm----电容器接入母线的额定电压

Ny------电压互感器变比