整定计算培训算例

编写：李红军国华技术培训中心二00六年五月目录概述 (4)1、继电保护整定计算的目的和任务 (4)2、继电保护整定计算前的准备工作 (4)3、继电保护整定计算的技巧和应注意的几个问题 (5)4、整定计算步骤 (6)第一部分发电机变压器组继电保护整定计算 (7)一、计算说明： (7)二、设备参数 (8)三、发变组保护整定计算 (17)1、发电机差动保护 (17)2、发电机负序过流保护(不对称过负荷) (19)3、发电机电压制动过流保护 (20)4、发电机基波定子接地保护 (22)5、发电机100%定子接地保护 (23)6、发电机失磁保护 (24)7、发电机逆功率及程序逆功率保护 (26)8、发电机误上电保护 (28)9、发电机匝间保护 (28)10、发电机失步保护 (29)11、发电机过激磁保护 (32)12、发电机频率异常保护 (33)13、发电机低阻抗保护 (34)14、发电机过负荷 (35)15、发电机过电压保护 (37)16、发电机PT断线闭锁保护 (37)17、主变（厂变、励磁变）差动保护 (37)18、主变（厂变）通风 (41)19、主变压器高压侧PT断线闭锁保护 (41)20、高厂变复合电压过流 (42)21、高厂变BBA(B)分支零序过流 (43)22、BBA（B）工作分支过流保护 (44)23、励磁变过负荷 (46)24、励磁变速断 (47)25、励磁变过流 (48)26、其它保护 (48)27、主变（厂变）非电量保护 (49)28、发电机非电量保护 (49)第二部分、厂用电系统继电保护整定计算 (50)一、高压电动机 (50)1.1、电动机额定电流 (50)1.2、速断过电流保护 (50)1.3、电动机启动时间 (51)1.4、负序过流保护 (51)1.5、零序电流保护 (51)1.6、过热保护 (52)1.7、堵转保护 (53)1.8、电动机的额定启动电流 (53)1.9、电动机允许堵转时间 (53)1.10、正序过电流保护 (53)1.11、过负荷保护 (53)1.12、低电压保护 (53)1.13、差动保护 (53)2、低压厂变 (55)2.1、高压侧相电流速断 (55)2.2、高压侧过电流保护 (56)2.3、高压侧过负荷信号 (57)2.4、高压侧零序保护 (57)2.5、低压侧零序过流保护 (57)2.6、变压器差动保护 (58)2.7、高定值差动保护 (59)2.8、变压器非电量保护 (60)2.9、低压侧保护及母联保护 (60)3、380V空气开关保护整定计算原则 (61)3.1、电动机(包括电梯，空调，空压机，皮带机等电动设备)保护整定原则 (61)3.2、变频及软启动电动机保护整定原则 (61)3.3、MCC（包括保安段等）出线保护整定原则 (62)3.4、PC段母联保护整定原则 (62)3.5、照明（包括一般配电箱、试验电源、UPS及充电电源等）保护整定原则 (62)3.6、加热器保护整定原则 (62)声明：本文只作为参考不作为整定计算依据概述发电厂继电保护整定计算是继电保护工作重要组成部分，通常高压母线、主变零序及以外设备的继电保护整定计算属系统部分；高压母线以内设备的继电保护整定计算属电厂部分。

两者间有共同之处，都应严格遵循继电保护选择性、快速性、灵敏性、安全可靠性要求的原则。

两者间更多的是要相互配合并构成统一的整体，算例主要围绕着发电厂的发电机、主变压器及厂用系统、自动装置等电气设备元件继电保护（自动装置）的整定计算。

1、继电保护整定计算的目的和任务继电保护的整定计算是继电保护运行技术的重要组成部分，也是继电保护装置在运行中保证其正确动作的重要环节，由于继电保护整定计算不当，造成继电保护拒动或误动而导致电气事故扩大，其后果是非常严重的，有可能造成电气设备的重大损坏，甚至能引起电力系统瓦解，造成大面积停电事故。

为此在继电保护整定计算前，计算人员必须十分明确继电保护整定计算的目的和任务；（1.）通过整定计算，给出一套完整和合理的最佳整定方案和整定值。

（2.）对所用保护装置予以正确的评价。

（3.）通过整定计算，应确定现有保护装置配置是否合理或现有保护装置是否能满足一次设备的要求。

如有不合理或不符合要求时，及时提出保护装置可行的改进方安案，使保护装置能满足一次设备和系统的安全运行要求。

（4.）为制定继电保护运行规程提供依据。

2、继电保护整定计算前的准备工作(一)掌握发电厂主电气系统、厂用系统及所有电气设备情况并建立资料档案（1.）绘制标有主要电气设备参数和电流互感器TA、电压互感器TV变比和等级（5P、10P或TP）的主系统接线图。

（2.）绘制标有主要电气设备参数和TA、TV变比的高、低压厂用系统接线图。

（3.）收集全厂电气设备所有电气参数，按发电机、主变压器、高压厂用变压器、低压厂用变压器、电抗器、高压电动机、低压电动机等电气设备分门别类建立参数表。

（4.）收集全厂电气设备继电保护用TA、TV的型号变比、容量、饱和倍数、准确等级、二次回路的最大负载，建立TA、TV参数表。

（5.）掌握发电厂内所有高、低压电动机在生产过程中机械负荷的性质（过负荷可能性、重要性），并分类立表。

(二)收集并掌握全厂主设备及厂用设备继电保护及有关二次设备技术资料（1.）收集并掌握主设备及厂用设备继电保护配置图。

（2.）收集并掌握主设备和厂用设备继电保护原理展开图与操作控制回路展开图、厂用系统程控联锁图等等。

（3.）收集并掌握主设备及厂用设备与汽轮机、锅炉、电气保护有关的联锁图。

（4.）收集并掌握主设备及厂用设备继电保护及自动装置的技术说明书和使用说明书。

(三)绘制全厂电气设备等效阻抗图（1.）计算全厂所有主设备、厂用设备的等效标么阻抗并建表。

（2.）绘制标有么阻抗的等效电路图。

（3.）绘制并归算至各级母线的电源等综合阻抗图（图中标有等效纵使阻抗）。

（4.）绘制并计算不对称短路电流用的正、负、零序阻抗及各序综合阻抗图。

(四)有关的短路电流计算发电厂继电保护整定计算中所用的短路电流计算，比系统继电保护整定计算所用短路电流计算要简单得多，发电厂继电保护整定计算所用的短路计算，工作量最大和最复杂的是YND11接线变压器两侧发生不对称短路时两侧电流和电压的计算。

（1.） YND11接线变压器两侧不对称短路时，计算YND11接线变压器两侧短路电流和电压，并将计算结果列表。

（2.）计算归算至高压厂用母线的综合阻抗（高压母线三相短路时短路电流和短路容量）。

（3.）简单短路电流计算只须在整定计算过程中用到时计算。

(五)和有在部门（调度部门、值长组、电气运行）确定各种可能的运行方式（1.）正常运行方式。

（2.）检修运行方式。

（3.）事故运行方式。

（4.）特殊运行方式。

(六)学习有关文件（1.）学习有关规程制度。

（2.）学习有关反事故措施及有关的事故通报。

（3.）学习有关的继电保护整定计算导则。

（4.）了解同类型厂的经验教训。

（5.）根据本厂的实际情况，制订不违反规程制度而又符合具体方针政策的补充技术措施和整定计算原则。

3、继电保护整定计算的技巧和应注意的几个问题大型发电机变压器组保护整定计算本身并无十分复杂的计算，然而要真正能得到一份非常合理和性能最佳的整定方案或一份最佳的整定值，却不是一件容易的工作。

单凭继电保护的一般知识，套用书本给定的计算公式，就能得到一套完整的继电保护整定值，这样的想法是不现实的。

继电保护整定值是正确计算和合理选择相结合的结果，因而必须做到；（1.）非常熟知各电气设备（如发电机、变压器、断路器、互感器等等）的性能、参数、结构、特点等。

（2.）熟练掌握电气设备的短路电流计算和各种故障分析。

（3.）熟知一次系统的接线图和一次系统的运行方式。

（4.）熟知保护配置和保护装置的动作判据（工作原理）及该保护功能、作用等。

（5.）尽可能多了解电力系统中历次典型事故的教训（原因、对策、措施等）。

然后将以上各方面的知识有机地联系起来，围绕着继电保护的选择性、速动性、灵敏性、安全可靠性进行全面、系统、综合的考虑，通过反复计算，反复修正，权衡弊，选择最佳整定值，从而收到保护装置功能的预期效果。

所以继电保护整定计算，不只是一项单纯的计算工作，而实际上是一项复杂的系统工程。

4、整定计算步骤（1.）完成整定计算前的一切准备工作。

（2.）整定计算顺序。

计算时可先由0.4KV低压厂用电气设备的整定计算开始，然后逐级从低压厂用变压器、高压电动机、高压厂用变压器向电源侧计算，最后整定计算主设备中发电机变压器组的保护；也可首先计算主设备中发电机变压器组的保护，然后计算厂用系统的继电保护，最后修正主设备的后备保护整定值，并完善套整定方案。

（3.）每一被保护设备保护装置整定计算顺序。

一般先计算短路故障主保护，依次计算短路故障后备保护、异常运行保护、并在整定计算过程中随时调整计算，使其渐趋合理，最后得到一份合理完整的整定计算书，并编制整定方案和整定值单。

（4.）绘制保护一次定值配置图。

（5.）编制整定方案说明书，应包括编制整定方案的依据（运行方式说明、运行限额、系统运行数据如振荡周期、最低运行电压，制造厂提供的依据如发电机，主变压器的过励磁能力，发电机及主变压器过负荷能力、暂态和稳态负序电流承受能力等等）。

整定方案中对选择性、快速性及灵敏度等方面有特殊之处，应作明确的说明；整定方案中存在的问题及解决问题的措施应单独说明。

特殊运行方式和运行方式有关定值的更改也应单独说明。

（6.）整定的继电保护应作评价说明。

（7.）整定方案和整定值执行前的审批手续；最后的整定计算方案，先组织有关的技术人员讨论，再经主管领导审核、批准后才能生效执行，如在执行过程和调试时发现有问题时，整定计算人员和调试人员应及时商量并修正，对修正部分应补办审核、批准手续。

第一部分发电机变压器组继电保护整定计算一、计算说明：广东珠海发电厂一期工程3、4号发电机组是上海电机厂制造的600MW发电机组， 500kV 升压变电站和二串500kV开关（一个半开关接线）。

采用单元接线经500kV线路直接接入系统，二台机组公用二台启备变，电源引自220kV升压站。

发变组保护选用美国GE公司生产的UR系列继电器，由武汉国测容丰通用电气有限公司组屏。

备变保护选用美国GE公司生产的UR系列继电器，由武汉国测容丰通用电气有限公司组屏。

根据反措要求发变组及启备变保护采用了双配置方式。

本计算书是按照广东珠海发电厂的委托和要求编写的。

本计算书中，最大运行方式选择为：220kV系统最大且二台发电机运行；最小运行方式选择为：备变仅由220kV系统供电且220kV系统最小。

500KV系统一台机运行另一台机退出运行且系统最小。

本计算书的整定依据主要有以下几个方面：●大型发电机变压器继电保护整定计算导则（计算书中简称导则）●保护装置厂家说明书（珠海金湾电厂提供）●主设备参数（珠海金湾电厂提供）●电气设计图纸（珠海金湾电厂提供）●系统综合阻抗（珠海金湾电厂提供）●电力工程设计手册（西北电力设计院主编）●3－110KV电网继电保护装置运行规程 DL/T 584-95●三相交流系统短路电流计算GB/T 15544-1995●继电保护和安全自动装置技术规程GB 14285-93●220-500KV电网继电保护装置运行整定规程 DL/T 559 -94●火力发电厂厂用电设计技术规定 DL/T 5153-2002●电力系统继电保护典型故障分析（国家电力调度通信中心）●《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》继电保护实施细则二、设备参数2.1、#3-4发电机参数表（见表1）2.2、#3-4主变参数表（见表2）2.3、#3-4A高厂变参数表（见表3）2.4、#3-4B高厂变参数表（见表4）2.5、#3-4励磁变参数表（见表5）2.6、#03、04备变参数表（见表6）2.7、220kV参数表（见表7）2.8、500kV参数表（见表8）2.9、计算用基准参数表（见表9）表1、#3-4发电机参数表表2、#3-4主变参数表表3、#3-4A高厂变参数表表4、#3-4B高厂变参数表表5、#3-4励磁变参数表表6、#03－04启备变变参数表表7、220kV系统参数表表8、500kV系统参数表表9、各电压等级的基准值阻抗图三、发变组保护整定计算 1、发电机差动保护发电机差动保护采用双斜率比例差动特性，做为发电机内部故障的主保护，主要反应定子绕组和引出线相间短路故障。