繼電保護整定計算的案例
繼電保護整定計算基礎知識及實際應用
來源：繼保小講堂
繼電保護整定是怎么算出來的？首先要了解這些基本的計算原則！
以某類型微機保護裝置的常規反時限過流繼電器的電流—時間特性為例，其動作方程為：
反時限過流保護起動電流的計算可參照限時過流保護的起動電流計算公式。
（7）變壓器差動保護的計算與整定
變壓器差動保護是一種反應流入和流出變壓器能量差的一種保護類型。通過選取合適的電流互感器可以將能量以電流的形式反映在差動保護回路中，差動繼電器的動作線圈接在差動保護回路的差動臂上。其起動電流按躲過變壓器勵磁涌流、因電流互感器的不同型而產生的不平衡電流以及穿越性故障引起的不平衡電流為原則進行整定。
按躲過變壓器勵磁涌流為原則，其不平衡電流值應為:
按躲過電流互感器二次回路斷線時引起的不平衡電流為原則，其不平衡電流值為:
差動繼電器的起動電流按以上三者中最大的計算值為依據進行整定。在實際應用中，對于微機型差動繼電器而言，其動作電流一般選擇在Id0=(0.2～0.3)IN，基本能有效躲過以上因素導致的不平衡電流。不同類型的微機差動繼電器其特性曲線會有所不同，這與產品所選擇的算法有關，在此不作介紹。
（8）定時限過流和反時限過流保護的區別
定時限過流保護是一種按躲過最大負荷電流來整定的一種保護類型，在整定時應考慮到與后端線路保[供電中心1] 的時限配合。它反映于線路故障時的電流增大而動作，它可作為電網終端設備的主保護或長線路時的后備保護及相鄰線路的后備保護。一旦經整定計算確定后，繼電器動作的時限就與短路電流的大小無關，因此，稱為定時限過流保護。
而反時限過流則不同，一旦通過調整繼電器電氣參數或通過某種算法確定反時限類型曲線后，反時限過流保護的動作時限與短路電流密切相關，短路電流越大或故障點越近，動作時限越短，反之，短路電流越小或故障點越遠，動作時限越長。
在基本整定原則上，定時限和反時限是一致的，但反時限可使靠近電源的故障有較小的切除時間。
展開 繼電保護整定是怎么算出來的？
此時，動作電流應按下式計算：
（6）反時限過流保護的基本計算及整定
反時限過流保護是動作時限與被保護線路中電流大小有關的一種保護，當電流大時，動作時限短，當電流小時，動作時限長。構成反時限特性的基本方法有兩種，一種是通過R-C充電回路構成的晶體管型時間元件構成反時限特性，另一種是微機保護通過軟件來實現反時限特性。以某類型微機保護裝置的常規反時限過流繼電器的電流—時間特性為例，其動作方程為：
反時限過流保護起動電流的計算可參照限時過流保護的起動電流計算公式。
（7）變壓器差動保護的計算與整定
變壓器差動保護是一種反應流入和流出變壓器能量差的一種保護類型。通過選取合適的電流互感器可以將能量以電流的形式反映在差動保護回路中，差動繼電器的動作線圈接在差動保護回路的差動臂上。其起動電流按躲過變壓器勵磁涌流、因電流互感器的不同型而產生的不平衡電流以及穿越性故障引起的不平衡電流為原則進行整定。
按躲過變壓器勵磁涌流為原則，其不平衡電流值應為:
按躲過電流互感器二次回路斷線時引起的不平衡電流為原則，其不平衡電流值為:
差動繼電器的起動電流按以上三者中最大的計算值為依據進行整定。在實際應用中，對于微機型差動繼電器而言，其動作電流一般選擇在Id0=(0.2～0.3)IN，基本能有效躲過以上因素導致的不平衡電流。不同類型的微機差動繼電器其特性曲線會有所不同，這與產品所選擇的算法有關，在此不作介紹。
展開 220kV、110kV、35kV變壓器保護整定計算實例
導讀
本文從以下多個角度進行分享：
1、220kV變壓器整定計算
2、110kV變壓器整定計算
3、35kV變壓器整定計算
【干貨】220kV、110kV、35kV變壓器保護整定計算實例
（來源：思仿繼電保護，版權歸原作者）
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220kV變壓器后備保護整定詳解
為此，根據當前保護配置的實際情況，將2 臺并列運行的220 kV 主變中壓側后備保護增設一段二時限純過流保護（先后跳開中壓側母聯和主變中壓側開關），這樣在一臺主變跳閘后，運行主變若因負荷轉移而過載，這時運行主變的純過流保護動作就會長延時跳開母聯甩掉故障主變所連的母線，若母聯跳閘失靈，則跳開運行主變中壓側開關，甩掉全部中壓側負荷，確保運行主變的安全。
2 整定方案
2.1 按整定規程確定的原則
DL/T 584—2007《3 kV ～ 110 kV 電網繼電保護裝置運行整定規程》、DL/T 559—2007《220 kV ～ 750 kV 電網繼電保護裝置運行整定規程》中關于變壓器保護有以下描述[4-5]。
變壓器過電流保護按Idz = K k/K f×IFH.max 原則整定，其中K k 為可靠系數，取1.2～ 1.3，K f 為返回系數，電磁型取0.85，微機型取0.95，IFH.max 為最大負荷電流，復合電壓閉鎖的過電流保護，只考慮變壓器的額定電流，無復合電壓閉鎖的過電流保護，最大負荷電流應適當考慮電動機的自啟動系數。
展開 10/0.4kV變壓器的低壓總進線斷路器的保護整定！
四、 總結
綜上所述，在設計10/0.4kV變電所系統時，變壓器的低壓總進線斷路器的保護可以按以下整定：
（1）過載長延時保護整定：可按變壓器額定電流的1.1倍整定，以充分利用變壓器的容量；
（2）短路短延時保護整定：需經過簡單計算變壓器供電的最大一臺電機啟動電流來確定短路短延時電流整定值，整定范圍可能在2~5倍的過載長延時整定電流之間，需根據不同項目實際計算出的線路電流值而確定；
（3） 短路瞬時保護整定：一般可以按過載長延時整定電流的10倍來整定，但是要復核低壓母線上發生短路時的總斷路器瞬時保護的靈敏度。如果靈敏度不夠，應適當調低其整定倍數。
展開 低壓總斷路器的短路保護需要如何整定，才能避免出現越級跳閘呢？
民用建筑中，10/0.4kV變電所的低壓總斷路器的短路保護需要如何整定，才能避免出現越級跳閘呢？低壓總進線斷路器通常都帶有三段保護功能，即過載長延時（L）、短路短延時（S）和短路瞬時保護（I），那么當下級某個出線回路出現三相短路時，低壓總進線斷路器的短路瞬時保護（I）會不會出現越級跳閘，即下級出線回路的三相短路電流較大，超過了低壓總進線斷路器短路瞬時保護（I）的整定值。
低壓總進線斷路器瞬動脫扣器越級動作而使其短路短延時（S）不起作用，這樣將導致大面積停電，從而引起較大停電事故。下面就針對小編設計過的一個10/0.4kV變電所進行分析，看看是否會出現越級跳閘的情況？
（1）選用消防泵出線回路進行三相短路電流的計算
本次選用某住宅工程10/0.4kV變電所的消防泵回路在變電所低壓柜內和消防泵控制柜進線處發生三相短路的情況進行計算，該變電所變壓器容量為630kVA，低壓總進線斷路器短路瞬時保護（I）整定為9.5kA，其下級消防泵回路斷路器短路瞬時保護整定值為4kA。
展開 【精講】整定計算的講解
聲明
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它與整定電流計算有哪些聯系？
在電動機控制回路的熱繼電器過載整定電流計算和變壓器繼電保護計算過程中，會碰到繼電器的返回系數這個參數，那么什么是繼電器的返回系數呢？我們需要來了解一下繼電器的特性。
（1）繼電器的特性
（圖一）▲繼電器的繼電特性▲
圖一是繼電器的繼電特性圖，X軸表示繼電器的輸入量，Y軸為輸出量。改變繼電器的輸入量X大小時，由于繼電器的觸電只有“接通”和“斷開”兩個狀態，所以繼電器的輸出量要么為0，要么為Y1，如圖一所示。
當輸入量X從零開始增加時，當X<x2</x的過程中，輸出量Y均為零；當X=X2時，繼電器的銜鐵閉合，通過其觸點的輸出量由零變為Y1，這時再增加輸入量X時，輸出量均為Y1不變。當輸入量X減少時，在X減少到X1和X2之間時，繼電器的銜鐵仍然閉合，只有X減少到X<x1時，繼電器的銜鐵才會打開，輸出量由Y1變為零，這時輸入量X再減少時，輸出量均為零不變。</x
基于以上特性，X2稱為繼電器的吸合值（動作值），X1稱為釋放值（返回值），而繼電器的返回系數就是繼電器的釋放值與吸合值的比值。
Kr=X1 / X2
Kr：繼電器的返回系數；
X1：繼電器的釋放值；
X2：繼電器的吸合值。
通過以上公式可知，返回系數實際上是表示繼電器的吸合值與釋放值的接近程度。
（2）繼電器的返回系數與整定電流計算的聯系
了解了繼電器的繼電特性后，我們來看一下在熱繼電器過載整定電流計算和變壓器繼電保護計算中，為什么要考慮繼電器的返回系數？
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認識電流互感器.
（2）將一次系統的大電流變換為二次側的小電流，使得測量、計量儀表和繼電保護等裝置標準化、小型化，并降低了對二次設備絕緣的要求。
（3）將二次設備以及二次系統與一次系統高壓設備在電氣方面很好的隔離，保證了二次設備和人身的安全。
2、變比和準確度級
電流互感器的二次參數包括變比和準確度級。
變比：表示一次電流與二次側電流的比值，是繼電保護整定計算及計量專業的重要參數。
變比的選擇，首先應考慮額定工況下測量儀表的指示精度和滿足保護裝置額定輸入電流及工作精度的要求。例如，當保護裝置的額定輸入電流為5A時，在正常工況下，測量級的電流互感器二次輸出電流應在1~4.5A之間比較合理。如果太小，（如小于0.5A）就不合理了。保護級的電流互感器，由于要保證在系統故障時不飽和，一般變比要大于測量級的電流互感器變比。
注意，電流互感器一次繞組，串聯變比不變容量增大一倍；并聯變比增大一倍，容量不變。二次繞組，串聯變比不變，容量增大一倍；并聯變比減小一半，容量不變。
準確度級：目前，國內采用的電流互感器的準確度級有六個：0.1、0.2、0.5、1、3、5級。按照計量、測量類和保護類兩類討論，計量測量類需要運行時精確測量，滿足正常負荷下測量要求，保護類在故障態時進行保護，滿足極限情況下的要求。
計量、測量準確等級：0.1、0.2、0.5等。如0.5級表示在額定工況下，電流互感器的傳遞誤差不大于0.5%。
保護準確等級：一般采用P級，例如，5P20，表示20倍額定電流下誤差是5%，所以保護級雖然精度不如計量測量級，但具有很強的抗飽和能力。
所以CT的繞組不能使用錯誤，否則容易出現飽和現象，對于繼電保護部分將出現誤動或拒動（縱差保護容易誤動，因為檢測差流過大。后備保護由于采集數值過小又會出現拒動的情況）。
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