电气设备继电保护装置的整定计算原则及方法

地面电气设备继电保护装置的整定计算原则

一、一般规定

（一）煤矿供电系统继电保护装置检验前，必须按本规程总则的要求制定整定方案。对新装的继电保护装置，如供电系统和负荷参量没有改变，可按设计计算的方案整定检验。当供电系统和负荷参量有较大变动时，应按变动后的参量重新计算整定方案，报主管部门审批后执行。

（二）整定计算前，应根据所在电力系统提供的各种运行方式的参量，对本系统进行一次短路电流计算，并绘制从地面变电所到各计算终端（包括井下终于变电所、采取变电所）的计算系统图，和等价网络通作为方案编制中定值计算和灵敏系数的依据。

（三）计算继电保护装置的动作值，应依据使保护装置动作达到有选择性、快速性、灵敏性和可靠性的四个基本要求为原则，综合分析全部数据合理的确定保护动作值。

1.选择性：当系统发生故障时，保护装置只将故障设备切除，保证无故障部分继续运行，尽量减少停电面积，要求上、下级保护之间的配合达到如下要求：

1）时间阶梯差：

△t=t1-t2

式中 t1——上级保护动作时限（秒）;

t2——下级保护动作时限（秒）。

对定时限继电器△t 取0.5~0.7秒，反时限继电器△t 取0.6~1.0秒。

2）配合系数：

式中：Idz.1——下级保护动作电流（安）；

Idz.1——下级保护动作电流（安）；

3）反时限继电器或定、反时限继电器的上、下级配合，要通过计算，绘制出实现特征性曲线，在曲线上要求时限和定制均达到1）、2）项的配合条件。

2.快速性：保护装置应以足够小的动作时限切除故障。

1.12

1≥=dz dz ph I I K

3.灵敏性：保护装置应有较高的灵敏度，灵敏度用灵敏系数表示： 1）对于反映故障时参量增加的保护装置：

灵敏系数=保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值/保护装置动作参数的整定值

2）对于反映故障时参量降低的保护装置：

灵敏系数=保护装置动作参数的整定值/保护区末端金属性短路时故障参数的最大计算值

保护装置的灵敏系数应根据不利的运行方式和故障类型进行计算，但对可能性很小的情况可不考虑。各类保护装置的灵敏系数不宜低于附表3——1的要求。

4.可靠性：保护装置在保护范围内发生应该动作的故障时，应可靠的动作。不应该动作时，不应该误动作。计算时综合各种因素的影响用可靠系数表示：

Kk= I dz.j / I JS

式中 Idz.j ——继电器动作电流；

IJS ——计算采用的设备额定电流、线路最大负荷电流或短路电流。

一般情况下：

过流保护：Kk 取1.15~1.25；

速断保护：DL 继电器Kk 取1.2~1.3，GL 继电器Kk 取1.5~1.6。

（四）保护装置的动作电流一般采用如下计算公式：

式中 Idz.j ——继电器动作电流；

Kk ——可靠系数；

KJX ——接线系数；

Kf ——继电器返回系数；

nl ——电流互感器变比；

Ijs ——计算采用的设备额定电流、线路最大负荷电流或短路电流。

二、22~60千伏线路

（一）22~60千伏线路保护装置的整定计算原则：

1.三段过流保护

I 段——无时限电流速断：

1）按躲过被保护线路末端最大三相短路电流计算动作值；

2）核算保护范围。

II 段——带时限电流速断；

1）按以下条件选取较大者计算动作值；

（1）躲过相邻元件无时限电流速断；

（2）躲过相邻元件末端的最大三相短路电流。

js l

f JX k dz.j I n K K K I

2）时限取0.5秒；

3）已被保护线路末端的最大三相短路电流。

III段——定时限过流：

1）按躲过被保护线路最大计算负荷电流计算动作值；

2）以被保护线路末端最小二相短路电流核算灵敏系数。以远后备计算点最小二相短路电流核算远后备灵敏系数；

3）按阶梯差配合原则，确定整定时限；

4）考虑供电导线安全载流量及与上级保护间的配合。

2.方向过电流保护

1)按躲过最大工作电流计算动作值。对环形供电网路的最大工作电流应考虑断开某些线路而引起本线路突然增加的工作电流；

2)与相邻线路保护装置整定值要配合，即沿着同一个方向保护装置的动作电流应该从离电源最远处开始逐级增大；

3）保护装置的时限按阶梯原则配合；

4）以保护线路末端最小两相短路电流核算灵敏系数。

3.平行线路横联差动方向电流保护

1）按以下三个原则选取较大者计算动作值：

（1）躲过外部短路时流过保护装置的最大不平衡电流；

（2）躲过单回线运行时的最大负荷电流；

（3）躲过当相继切除线路的两项及单项短路时流经保护处的故障相电流。

2）以保护灵敏度相等点最小两相短路电流核算两侧保护的灵敏系数。以一侧断路器断开，核算另一侧线路末端相继动作区两项最小短路时的灵敏系数。

4.平衡线路的电流平衡保护

按躲过正常负荷时的最大不平衡电流计算动作值。

5.平衡线路的纵联差动保护

按躲过外部断路时的最大不平衡电流计算动作值。

6.距离保护

I段——瞬时段。按躲过对侧母线计算动作值。

II段——配合段。按与相邻线路距离保护的第一段相配合计算动作值时应大于相邻线路第I段保护一个时间级差。

III段——后备段。

1）按下列原则之一计算保护动作值：

（1）与相邻线路第II段配合；

（2）躲过最大负荷；

（3）当III段为电流起动时，按过流保护原则。

三、3~10千伏变（配）电所受入及馈出线

（一）3~10千伏变（配）电所受入线过流保护装置的整定计算原则：

1.按躲过最大负荷电流计算动作值。矿井变电所当有两回线路供电时，每路均应按全矿总负荷电流计算；

2.以保护最远点二相短路电流核算灵敏系数；

3.考虑与上级变电所馈出线保护间的配合。

（二）3~10千伏变（配）电所馈出线路保护装置的整定计算原则：

1.速断保护

1）按躲开线路末端最大三相短路电流计算动作值；

2）以保护安装处最小二相短路电流校核灵敏系数；

3）考虑与上级保护的配合；

4）校核最小保护范围。被保护线路实际长度应大于保护线路最小允许长度。

5）当不能满足配合要求时，允许速断保护定值伸入线路末端，可与下级保护无选择的动作，以确保动作的可靠性。

2.过流保护

1)按躲开最大负荷电流计算动作值。向井下个水平中央变（配）电所和主排水泵房的供电线路，按其中一回路停止供电时，其余回路能担负全部负荷电流计算；

2)以保护区末端最小二相短路电流核算灵敏系数，以远后备计算点最小二相短路电流核算远后备灵敏系数；

3）时限按末端相邻元件保护动作时限增加一个阶梯差；

4）考虑供电导线（或电缆）的安全载流量与上下级保护间的合理配合。

3.电流闭锁电压速断保护