微机保护基本计算
供配电微机常用保护整定计算
筑龙网w ww .z hu lo ng .c om供配电微机常用保护整定计算摘 要 本文根据对供配电微机综合保护控制装置的实验摸索和理论研究，结合目前国内外常用微机综合保护控制装置的特点，简化了供配电设备微机常用保护的整定计算方法，给出了实用的计算数据。
关键词 供配电，微机保护，综合保护，整定计算1 引言随着微计算机技术的发展，微机综合保护控制装置（以下简称微机保护）将在供配电系统保护中获得广泛的应用。
如何将微机保护设置的恰到好处是摆在每个微机保护应用人员的重要任务。
微机保护装置的各种保护功能通常具有4~6段，每段保护既可选定时限也可为反时限，如将定时限动作时间设为0即成为速断保护，而且还可以通过编程自定义您所需要的各种保护和控制的新功能组合，再将多种保护和控制功能组成保护控制功能组，多组保护控制功能组之间可根据输入状态自动转换。
考虑经济和安装等问题而不必装设的机电式保护功能在微机保护中已变的非常容易实现。
2 微机保护整定计算基础由于互感器、断路器等测量和执行元件及微机保护自身性能的提高，以及利用微计算机对多个供配电所或大型供配电系统的全部微机保护进行整定计算的需要，用于机电式保护继电器的部分整定计算方法已不能适应其要求，应给予修正。
2.1 互感器变比在微机保护整定计算中，为了适应互感器二次数值的不同，不是采用互感器变比参与计算，用物理量作为整定值，而是用互感器的一次值作为计算参数，采用相对值作为整定数据。
2.2 接线系数由于机电式继电器的电流输入可为单相也可为两相差接，因此在整定计算时必须采用接线系数加以区分，而微机保护装置是同时输入三相数据，如仅有两相输入源也可由这两相输入源之和取反的方式作为第三相输入源，据此，在微机保护整定计算时已不需考虑接线系数。
2.3 返回系数微机保护不必因接点压力问题考虑返回系数，通常过量动作返回系数K re 大于0.95，欠量动作K re 小于1.05，一些微机保护甚至达到0.98或1.02。
变压器微机保护整定计算
变压器微机保护整定计算变压器是电力系统中常用的电气设备之一，其作用是将高电压变换为低电压，或者低电压变换为高电压。
在变压器运行的过程中，由于外界原因或者内部故障，有时候会出现过载、短路、过电压等问题，这是对变压器的安全运行造成了威胁。
为了保证变压器的安全运行，我们一般都会对变压器进行微机保护的整定计算。
本文将详细介绍变压器微机保护的整定计算方法。
过载是变压器运行中最常见的故障之一，当变压器长时间工作在额定负荷以上，会导致变压器的温升过高，甚至烧坏变压器。
为了保护变压器不被过载损坏，我们需要进行过载保护的整定计算。
过载保护的整定计算主要有以下几个步骤：1）确定过载保护的额定电流Ir。
Ir=牵引负荷电流+30%的发电机电流2）计算负载电流Il。
Il=变压器额定容量/（根号3×变压器额定电压）3）计算过载比例Ir/Il。
4）根据变压器的额定载流量和过载比例，查表得到整定系数。
5）根据整定系数计算过载保护的整定电流。
短路是变压器运行中较为严重的故障之一，当变压器的绕组短路时，会导致瞬时电流急剧增大，电压下降，进而引起设备的损坏。
为了防止短路故障对变压器的损害，我们需要进行短路保护的整定计算。
短路保护的整定计算主要有以下几个步骤：1）确定短路保护的额定电流Ik。
Ik=变压器额定容量/（根号3×变压器额定电压）2）计算短路电流Is。
Is=Ik×变压器的短路阻抗3）根据变压器的额定容量和短路电流，查表得到整定系数。
4）根据整定系数计算短路保护的整定电流。
过电压是变压器运行中常见的故障之一，主要是由于外界原因或者系统自身故障引起的电压突然升高。
过电压的存在会对变压器的绝缘性能造成严重的威胁，所以需要进行过电压保护的整定计算。
过电压保护的整定计算主要有以下几个步骤：1）确定过电压保护的额定电压Ub。
Ub=变压器额定电压×（1+5%）2）确定变压器的耐受电压Ud。
Ud=变压器的绝缘耐压水平×1.53）确定整定系数K。
微型机继电保护基础3微型机保护算法
第三章 微型机保护算法3-1 概述数字滤波：()s nT x()s nT y算法：()s nT x 或(s nT y 各种继电保护功能此处，T[.] 分析、运算和判断算法分类：1）()snT x 或()s nT y U 、I 、Z 、P −−−→−定值比较动作）无法算出U 、I 、Z 、P 等 ，直接代入方程判断评价算法的标准()⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧运算工作量数据窗长度需要的复数速度精度两个指标是相互矛盾的，提高精度一般要降低速度，应当折衷3-2假定输入为正弦量的算法假定提供给算法的输入为纯正弦⎩⎨⎧的输出输入信号为数字滤波器输入信号本身纯正弦一、 两点乘积算法以电流为例，设1i 和2i 分别为两个相隔为2π的采样时刻1n 和2n 的采样值，即：()212πω=-s s T n T n则：()()()II s s II s s I T n I T n i i I T n I T n i i 1012210111cos 22sin 2sin 2sin 2απαωααω=⎪⎭⎫ ⎝⎛++===+== 两式平方后相加，得： 222122212212i i I i i I +=→+=两式相除，得：ix tg 2112=可见，只要知道任意两个相隔2π的正弦量的瞬时值，就可以算出其幅值和相位。
构成距离保护时，需要同时计算出电压和电流的幅值和相位，与电流相似，已知n n 21,时刻的电压采样值，可以算出：uu xu u utgU 211222121=+=所以i i u u IUz 2121||2222++==)()(212111i u x xx arctg arctg iu z-=-= 困难之处需要计算反正切函数，将电流电压写成复数形式：)(21sin cos 1211u u x x j ju U U u u +=+=∙)(21sin cos 1211i i x x j jI I I I I +=+=∙U 2U 1 αu 1 U 2 于是jX R j j j j j j j IU Z i i i u i u i u i u i i i i i i u u i iu u +=+-++=-+-+=++==∙∙12)())())((2212211122121212121212(所以i i i u i u i i i u i u X R 12,12221221221122+-=++=R 、X 算出后，可以直接与定值比较，决定是否动作。
微机保护整定值计算
3）按相邻元件变压器低压侧 母线短路校验（电流保护接线按两相三继电器方式）
( 3) Ik . min =
37000 3 (9.4 + 10 + 30)
= 432 A
[注：保护 采用两相三继电器接 线时，灵敏校 验值应 采用三相短路电
流值。]
K sen =
432 = 1.35 319
保护时限按阶梯原则，比相邻元件后备保护最大动作时间大一个时限级差△ｔ。 3、网络如所示，已知： 线路 AB(A 侧) 和BC 均装有三段式电流保护, 它 们的最大 负荷电流分 别为 120A 和 100A,+ 40 =4 [注： 计算灵敏系数时应 采用最大分支系数。] 20
总阻抗为：
XS =
20 ´ 40 = 39W 20 + 40
( 2) Ik . min =
最小两相短路电流为：
115 ´ 10 3 = 1470 A 2 ´ 39
远后备灵敏度为：
K sen =
1470 = 1.21 ＞1.2 满足要求。 4 ´ 305
A 24Ω
B 20Ω
C
180Ω
E 1.5s F 2s
16Ω
D
130Ω
解：（1）相邻线路Ⅰ段保护动作电流确定 由于 D母线短路电流比C 母线大，因此保护应与BD线路配合，D母线最大短路电流为：[ 注：理论上 说 AB线路的Ⅱ段既要与BC 线路Ⅰ段配合，又要 与BD线路Ⅰ段配合，由于BD 线路的阻抗小于 BC 线路，所以 瞬 时电流速断保护的动作电流 必 定大于 BC 线路，因此 与 BD 线路配合 后，也会满足 与 BC 线路配合的 要 求。]
1.2 ´ 1.8 ´ 120 = 305 A 0.85
2_微机保护基本算法
微机保护装置的特点
自诊断功能：对硬件各部分和存放在EPROM中 的程序不断进行自动检测，一旦发现异常就会 报警 有极强的综合分析和判断能力：机继电保护装 置可以实现常规保护难以实现的自动纠错能力 ，即能自动地识别和排除干扰，防止由于干扰 而造成误动作
微机保护的优缺点
优点：
程序可实现自适应性，可按系统运行状态自动改变整 定值和特性。 有可存取的存储器。 在现场可灵活地改变继电器的特性。 可以是保护性能得到更大的改进。 有自检能力。
I I cos 1I jI sin 1I
1 (i ji ) I 2 1 2
U u2 ju1 I i2 ji1
电抗和电阻
u1i2 u2i1 X 2 2 i1 i2
u1i1 u2i2 R 2 2 i1 i2
谢谢观看
微机保护之两点乘积算法
主讲人：周明
主要内容：
继电保护的发展、特点 继电保护硬件结构、软件原理 算法的概念及其发展 两点乘积算法原理 Matlab语言介绍
1.1 微机保护的发展
国外的发展形势： 1965年已提出用计算机构成继电保护装置
在20世纪70年代，计算机继电保护的研究工作 主要是理论探索，着重于算法、数字滤波研究
2 u12 u2 U Z 2 I i12 i2
u1 u2
Z 1U
u1 1 i1 1I tg ( ) tg ( ) u2 i2
1
2 两点乘积算法
直接计算线路电阻和电抗，将电压和电流写成复数形式
U U cos 1U jU sin 1U
1 U (u2 ju1 ) 2
的程序，在采样程序中进行模拟量采集与滤波、 开关量的采集、装置硬件自检、交流电流断线和 启动判据的计算，根据是否满足启动条件而进入 正常运行程序或故障计算程序
供配电微机常用保护整定计算
供配电微机常用保护整定计算适用范围：本文为供配电微机常用保护整定计算，旨在介绍该领域内常见的保护整定计算方法。
以下将介绍过电流保护、零序保护、过电压保护和欠电压保护的整定计算方法。
以下为详细内容：一、过电流保护整定计算方法过电流保护是供配电系统中最常用的保护之一，其作用是侦测并快速切断发生短路或过负荷故障的电路。
过电流保护的整定计算主要包括两个方面：额定电流和动作时间。
1. 额定电流的计算额定电流是指在系统正常运行条件下通过设备的最大电流。
根据设备额定功率和电压可以计算得到额定电流。
通常情况下，额定电流会有10%的容错余量以应对瞬时负荷变化。
2. 动作时间的计算动作时间是指过电流保护在发生故障后的动作时间，用于快速切断故障电路以保护设备和人身安全。
动作时间的计算通常需要根据所选用的过电流保护装置的特性曲线来进行。
常见的特性曲线包括折线型、时间-电流特性曲线和保护继电器的时间-电流特性曲线。
二、零序保护整定计算方法零序保护用于检测电网中的对地短路和接地故障。
其整定计算主要包括：零序保护灵敏系数和动作时间。
1. 零序保护灵敏系数的计算零序保护灵敏系数是用于评估零序保护对故障信号的接收能力。
计算过程需要考虑电流互感器的变比、系统标称电压、零序电流的额定值等因素。
2. 动作时间的计算零序保护的动作时间计算需要结合特定的保护装置和系统的要求来进行。
通常需要考虑到电流的持续时间和故障类型等因素。
三、过电压保护整定计算方法过电压保护用于检测电网中的过电压情况，防止电气设备受到超过额定电压的冲击。
过电压保护的整定计算主要包括：额定电压和动作时间。
1. 额定电压的计算额定电压是指系统正常运行时的电压。
根据我国国家电网的相关规定，额定电压一般是220V、380V或者660V等。
2. 动作时间的计算动作时间是指过电压保护在电网过电压情况下的动作时间。
不同的设备对动作时间的要求不同，因此在整定计算中应根据实际情况进行选择。
微型机继电保护基础3 微机保护的算法
微机保护的算法-概述
电气量参数计算（乃至所有相关算法）的速度则直接
决定着保护的动作速度。算法的计算速度包含有两方
面的含义：一是指算法的时间窗（数据窗）长度，即
从故障发生时刻算起需要多长一段时间的输入信号的 采样数据才能计算出所需的电气量参数值；二是指算 法的计算量，算法越复杂，运算量也越大，在相同的 硬件条件下，计算时间也越长。
式中，im(t)和im(t-T)均为可以测量的电流。
将上式转换为采样值计算公式得 ik ik ik N
式中Δik—故障分量ik(t)在k采样时刻(t=kTS)的计算值(由于采
样间隔TS基本固定，因此可以省略TS符号，下同); ik—ik(t)在k时刻的测量电流采样值; ik-N—k时刻之前一周期的电流采样值(N是一个工频周期的采 样点数)。
ui
1
1
j (u 1 i 2
2
u i)
2 1
i2
2
R jX
i1
所以
R
u i
2
2 2
ui
1 2
1
,X
ui
1
2 2
u i
2 2
1
i2
i1
i2
i1
R、X算出后，可以直接与定值比较，决定是否动作。
微机保护的算法
假定输入为正弦量的算法
二、导数算法
仍一电流为例，设i1为t1时刻电流的瞬时值。
其大小是相等的，即
iL (t ) iL (t T )
式中iL(t)—t时刻的负荷电流，
iL(t-T)—比t时刻提前一个周期的负荷电流， T—工频信号的周期
微机保护整定值计算
微机保护整定值计算一、微机保护整定值计算的概念和原理微机保护装置是现代电力系统中的重要设备，它通过采集电力系统的运行状态、测量电流和电压等参数，并根据预先设定的算法进行处理，从而实现对电力设备的安全保护。
整定值计算是保护装置工作的前提条件，其正确与否直接影响到保护装置的性能和电力设备的安全。
保护逻辑选择是指根据电力设备的特性和系统的结构，确定出适用的保护原则和方案。
不同的电力设备和系统，其保护原则和方案是不同的，因此在进行整定值计算之前，首先需要明确使用的保护逻辑。
参数设置是指根据保护逻辑和电力设备参数的输入要求，设置保护装置的参数。
这些参数包括：保护定时参数（如时间延迟、动作时间等）、电流、电压等触发值。
校验是指对设置的参数进行检查，确保其满足保护要求。
校验的方法主要包括仿真计算和实际测量。
仿真计算是通过对电力系统进行建模和仿真，计算得到设备的各个参数。
实际测量则是将保护装置连接到电力系统中，通过对电流、电压等参数的实时测量，来验证设置的参数是否满足保护要求。
二、微机保护整定值计算的方法1.收集电力设备和电力系统的参数。
这包括电力设备的额定参数、参数变化范围等信息，以及电力系统的线路参数、电流互感器和电压互感器的参数等。
2.选择适当的保护逻辑和保护方案。
根据电力设备的特性和系统的结构，确定出适用的保护原则和方案。
3.根据选定的保护逻辑和方案，设置保护装置的参数。
这些参数包括时间延迟、电流和电压等触发值。
4.进行仿真计算和校验。
通过对电力系统进行建模和仿真，计算得到设备的各个参数，同时通过实际测量来验证设置的参数是否满足保护要求。
需要注意的是，微机保护整定值计算涉及到电力系统的复杂性和不确定性，因此在进行计算时，需要考虑到系统的动态响应、异常工况等因素，并进行适当的容错处理。
三、微机保护整定值计算的注意事项1.充分了解电力设备和电力系统的特性。
只有深入了解电力设备的特性和系统的结构，才能准确选择保护逻辑和方案。
电力微机保护定值计算公式
电力微机保护定值计算公式定值整定原则及公式一.定值整定原则1.以下整定原则与公式均取系统容量Sj=1000MV A，参考书籍为《工业与民用配电设计手册》第三版，相应参考页码标注均取与此。
二.系统阻抗以及各元件阻抗（1）电缆P133 表4-12ZR-YJV型系统阻抗Sj=1000MV A时，每千米阻抗标幺值X:150mm2 0.080185mm2 0.077电缆阻抗X=X*L L-电缆长度（2）变压器P128 表4-2X=(Uk%/100)*(Sj/Sr)Uk%-变压器短路阻抗基准容量Sj=1000MV A Sr-变压器额定容量（3）系统阻抗（由天津滨海供电分公司提供）110kV入口处系统阻抗最大运行方式下0.5357 最小运行方式下0.9880下一电压等级的系统阻抗均为入口处的阻抗加上相应的线路以及变压器的阻抗。
三.基准电压基准电流P127 表4-1基准容量Sj=1000MV A 基准电压Uj 系统标准电压Un 系统基准电流IjUn(kV) 0.38 6 35 110Uj(kV) 400 6.3 37 115Ij(kV) 1443 91.6 15.6 5四.短路电流计算P134 4-13短路点三相短路电流Ik=Ij/XIj为所在电压级别额基准电流X为短路点的系统阻抗短路点两相短路电流为此短路点三相短路电流的0.866倍一般三相短路电流用来计算速断值,两相短路电流用来核算灵敏度.五.定值计算公式定值计算中用到的各个系数的取值及符号定义可靠系数Krel P336用于过负荷计算时作用与发信号取1.05 作用与跳闸取1.2用于过流计算时取 1.1用于速断计算时取 1.2接线系数Kjx=1返回系数Kr=0.95 P336配合系数Kco=1.1过负荷系数Kgh 当无自启动电机时取1.3当有自启动电机时取 2nTA ----CT变比Iop.k ---动作电流IlrT------变压器高压侧额定电流Ksen----灵敏系数Igh----过负荷电流(1)变压器保护1.无差动保护的变压器P297过流：保护装置的动作电流（应躲过可能出现的过负荷电流）：Iop?K=(Krel*Kjx*Kgh*IlrT)/(Kr*nTA)保护装置的灵敏系数〔按电力系统最小运行方式下，低压侧两相短路时流过高压侧（保护安装处）的短路电流校验〕：Ksen=I2k2.min/Iop≧1.5I2k2.min---小方式下变压器低压侧两相短路时，流到高压侧的稳态电流速断：保护装置的动作电流（应躲过低压侧短路时，流过保护装置的最大短路电流）：Iop·K=Krel*Kjx*I2k3·max/nTAI2k3.max---大方式下变压器低压侧三相短路电流传递到高压侧的超瞬态电流保护装置的灵敏系数（按系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流校验）：Ksen=I1k2.min/Iop≧2I1k2.min---小方式下保护装置安装处两相短路超瞬态电流过负荷：保护装置的动作电流（应躲过额定电流）：Iop·K=(Krel* Kjx*I1rT)/(Kr*nTA)2.有差动保护的变压器P333（1）比率制动差动保护起动电流由于电流补偿有一定误差以及变压器分接开关位置变化产生不平衡电流，所以差动保护动作值必须大于一个启动定值Iop.min>(0.2-0.3)In In—高压侧的二次额定电流取0.4 In(2)比例制动系数K 区内故障时大于固定整定值，保护可靠动作，区内故障时小于固定整定值，使保护不动作一般取0.3-0.5 取0.4(3)差动速断动作电流由于微机保护的动作速度快，励磁涌流开始衰减很快，因此微机保护的差动速断整定值应比电磁式大Id≧(5-6) In 取6 In(4)二次谐波制动系数一般取15%五次谐波制动系数一般取30%注：聚甲醛因为保护设备采用德威特的，所以定值维持原先格式。
微机保护的算法
tg1I
i1 i2
可得：
I i12 i22
2
1I
arctg
i1 i2
பைடு நூலகம்同理
2U 2 u12 u22
tg1u
u1 u2
可得：
U u12 u22
2
1U
arctg
u1 u2
最后可求出测量阻抗Z：Z U u12 u22
I
i12 i22
z
1U
1I
x(t) X m Sin(t )
x(n) X m x(n 1)
Sin[(t Ts / 2) ] X mSin[(t Ts / 2)
]
由平均值求瞬时值
x(n)
x(t )
x(n 1)
Ts/2
Ts/2
t
n
t
n+1
x(n)＋x(n 2
1)
1 2
差分：
i1'
1 Ts
in1
in
u1'
1 Ts
un1 un
求平均：
i1
1 2
in1
in
u1
1 2
un1
un
in
in1
n n 1
nTS
t1
n
b
a m
n n 1
nTS
三、半周积分算法
利用已知的一个正弦量在任意半个周期内绝对值的积分为一 常数S，来计算该正弦量的有效值大小。
最后可得： ik (t) im (t) im (t T )
电力微机保护定值计算公式
电力微机保护定值计算公式保护定值计算公式通常分为两个部分：故障定值计算和操作定值计算。
故障定值计算是用于判断故障发生时的当前位置和故障类型，操作定值计算是用于判断故障时的保护动作时间和动作特性。
故障定值计算公式中最常用的是电流定值计算公式。
电流定值通常通过计算故障电流和额定电流之间的比值来确定。
以下是一种常用的电流定值计算公式：Ipick = k * If其中，Ipick是电流保护整定值，k是系数，If是额定电流。
在实际应用中，系数k的取值根据具体设备和保护要求的不同而不同，一般在1.3~2.0之间。
除了电流定值之外，还有电压定值、功率定值等，这里不再详述。
操作定值计算公式通常包括时间定值和特性定值。
时间定值是用于判断保护设备的动作时间，一般分为动作时间上限和动作时间下限。
以下是一种常用的时间定值计算公式：Tmax = K1 * Td + K2Tmin = K3 * Td + K4其中，Tmax是动作时间上限，Tmin是动作时间下限，Td是电压最大行程时间，K1、K2、K3、K4是系数。
特性定值是用于判断保护设备的动作特性，一般包括动作特性类型和动作特性常数。
以下是一种常用的特性定值计算公式：F(t)=K*[1-e^(-a*t)]其中，F(t)是特性函数，K是特性常数，a是特性指数。
特性定值的选取需要根据具体的保护要求和设备特性进行判断，一般需要结合实际的运行情况和经验进行调整。
综上所述，电力微机保护定值的计算涉及到故障定值和操作定值两个部分，其中故障定值包括电流定值、电压定值、功率定值等，操作定值包括时间定值和特性定值等。
这些定值的计算需要根据具体的保护要求和设备特性进行选择和调整，同时还需要结合实际的运行情况和经验进行判断，以确保保护的灵敏度和可靠性。
微机继电保护基本算法
Um2u12u22si22nu1uT2ScosTS Um2u22u32si22nu2T uS 3cosTS
cos TS
u1 u3 2u2
U
3.4 与信号频率无关的算法
全周积分算法
T 2Isint()dt T 2Isint()dt
0
T
0
2Isi ntdt42IS
N 1
S ik TS
k 0
N1
3.2 基于正弦信号模型的算法
导数法
利用正弦信号在某一时刻的采样值及该时刻对应 的导数值计算有效值和相位。
i12 Isit1 n 1 (I)2 Isi1 In
i12Icos1I
令
i2
i1
2Icos1I
则可将两点乘积算法表示为：
X
u1
i1
i1 2
u 1
i1
i1
2
R
u 1i1
u 1
3.4 与信号频率无关的算法
三采样值积算法
u 1 U m sit 1 n 0 U ( ) U m si1 U n
u 2 U m si ( t 1 n T S ) [ 0 U ] U m s1 i U n T S ) (
u 3 U m s( i t 1 n 2 T S ) [ 0 U ] U m s1 i U n 2 T S ) (
（3）减小过渡电阻影响的阻抗算法
U m Z 1 I m R g ( I m I n )
Z 1 I m R g I k
Z 1 I m R g 3 I 0k
Z 1 I m
Rg
1 C 0 M
3 I 0m
Z 1 I m
Rg
1 C 0M
3 I 0m
第3讲 微机保护基本算法
i1 2I cosa1
'
2I i (i / )
2 2 1 ' 1
2
tan a1
i1 ' i1
R u1i1
2 1
电抗和电阻
X
u1
i1
i ( )
2 1
i1
u1
i1
2
i1
u1 i1
i ( )2
3 半周积分算法
任意半个周期内的绝对值积分是常数。据此，可以获 得正弦有效值
6 R-L模型算法
R－L模型算法仅用于计算线路阻抗。 对于一般的输电线路，从故障点到保护安装处的线路段可用一 电阻和电感串联电路来表示，即把输电线路等效为R－L模型。
u R1i L1 di dt
其中，R1是线路正序电阻； L1是正序电感。
差分法：取两个不同时刻的电压、电流、电压导数
和电流导数（差分），则
U u2 ju1 i ji I 2 1
电抗和电阻
u1i2 u2i1 X 2 2 i1 i2
u1i1 u2i2 R 2 2 i1 i2
2 导数算法
知道一点采样值和它在该点的导数值，可求得该正 弦函数的幅值和相位
i1 2I sin(nt1 a0 ) 2I sin a1
X1的有效值和相位
X1 1 2 a b
2 2
b1 arctg a1
适于微机计算离散化需要，a1 b1的积分可以用梯形法
则求得
1 N 1 2 a1 [2 xk sin(k )] N k 1 N
N 1 1 2 b1 [ x0 2 xk cos(k ) xN ] N N k 1
微机保护的算法
图 3－17 B相接地的零序、负序向量关系
图 3－18 C相接地的零序、负序向量关系
2. 两相接地短路（以BCN两相接地短路为例）
E
I1K
I0 Rg 0
Z1 I2K
Z2 I0K
I2 A I0
Rg 0
Z 0 3Rg
I2B
I2C
图 3－19 两相接地复合序网
iamax (t) 100%
48
49
49.5
50
50.5
51
52
Im
式（3－32）的误差
25.07 12.56 6.28
0
6.28 12.56 25.07
式（3－33）的误差
6.23 1.58 0.39
0
1.58 0.39 6.23
iamax (t) 100% Im
7
6
6.23
5
4
3
2
1.58
| I A I B | 最小
Y
N
| I B I C || I A I B | ?
比较三种相电流差，找出最大者
| I A I B | 最大
| I B I C | 最大
| I C I A | 最大
Y A相接地
AB相特征 最明显
BC相特征 最明显
CA相特征 最明显
2I
2
i12
i1'
2
tg1I
i1
i1'
可得： I
i12 (i1)2
2
X
u1
i1'
3 微机保护的算法
同理
2 2U 2 u12 u2 u1 tga1u u2
可得：
u1 a1U arctg u2
2 u12 u2 U 2
最后可求出测量阻抗的模值和幅角：
2 U u12 u2 Z 2 2 I i1 i2
a z a1U a1I tg 1
u1 1 i1 tg u i 2 2
i2 i n2Ts 2 I sin wn1Ts a 0 I 2 I sin a1I 2 I cos a1I 2 2
两点乘积算法
2I i i
2 2 1
2 2
i1 tga1I i2
可得：
2 i12 i2 I 2 i1 a1I arctg i2
2 I m Sin
wT wT wT 3w T Cos (w t a ) Sin Cos (w t a ) 2 2 2 2
2I m Sin
wT wT 3wT Cos(wt a ) Cos(wt a ) 2 2 2
3wT wT )0 Cos (w t a ) 0 或 Cos(wt a Dia为最大的条件是： 2 2
（3－32）
解决方法：
（1）使用测频算法，实时跟踪电网频率来调整采样间隔。
—— 适用于系统正常运行时。测控装臵 （2 ）
Dik ik ikN ikN ik2N
（3－33）
式（3-33）对应的突变量的存在时间是40ms
二、频率变化的影响
以A相电流为例，设 ia (t ) I m Sin(w t a )
1 x(n 1) x(n) 1 X m Sin[w (t Ts / 2) a ] X m Sin[w (t Ts / 2) a ] Ts Ts 2 wTs X m Cos (wt a ) Sin ( ) Ts 2 2 wTs w X m Cos(wt a ) Sin( ) wTs 2
10kv开关柜微机二段保护的计算和设定方法
10kv开关柜微机二段保护的计算和设定方法概述10kv开关柜微机二段保护是电力系统中保护设备的关键组成部分，其计算和设定方法对于确保电力系统的安全运行至关重要。
本文将介绍10kv开关柜微机二段保护的计算和设定方法，包括保护参数的计算原理、设定方法以及常见问题的解决方案。
保护参数计算原理10kv开关柜微机二段保护的计算参数主要包括动作时间、动作电流和动作功率。
动作时间是保护装置响应电流故障的时间，动作电流是保护装置动作的电流阈值，动作功率是保护装置动作的功率阈值。
保护参数的计算原理如下：1.动作时间的计算原理：根据电力系统的短路电流计算方法和系统的故障分析，结合保护装置的额定电流和动作时间特性曲线，可以计算出保护装置的动作时间。
2.动作电流的计算原理：动作电流的计算涉及到保护装置的额定电流、设备的额定电流和系统的故障电流等参数。
根据这些参数以及保护装置的动作特性曲线，可以计算出保护装置的动作电流。
3.动作功率的计算原理：动作功率的计算与动作电流的计算原理类似，只是将电流换成功率进行计算。
根据电力系统的功率故障分析和保护装置的动作特性曲线，可以计算出保护装置的动作功率。
保护参数设定方法保护参数的设定是保护装置能够准确响应故障的关键。
根据电力系统的运行情况和设备的特性，以下是10kv开关柜微机二段保护参数设定的方法：1.动作时间的设定方法：根据电力系统的运行情况和设备的特性，结合保护装置的动作特性曲线，设定合适的动作时间，确保保护装置在故障发生时能够及时动作。
2.动作电流的设定方法：根据电力系统的负荷情况和设备的额定电流，以及保护装置的动作特性曲线，设定合适的动作电流，确保保护装置能够准确识别故障发生。
3.动作功率的设定方法：根据电力系统的功率负荷情况和设备的特性，以及保护装置的动作特性曲线，设定合适的动作功率，确保保护装置能够准确判断故障和负荷之间的差异。
常见问题及解决方案在10k v开关柜微机二段保护的计算与设定过程中，可能会遇到一些常见问题，以下是一些常见问题的解决方案：1.问题：保护装置动作时间过长。
微机保护流程方法及计算原则
矿区微机综保计算和整定流程方法及计算原则煤矿供电系统中，保护装置的正确整定关系煤矿供电安全，保护整定计算是一项复杂繁琐的工作，要求按照一定的整定原则，以短路电流计算为基础，结合实际情况，对整定值进行计算、比较、筛选，最终选择合适的定值进行整定，尽量满足保护四性。
矿区主变电所已经基本为微机保护，主要厂家有南瑞继保、国电南自、许继电气、鲁能积成等。
虽然保护硬件档次提高，但微机装置管理及整定计算还有所欠缺。
目前矿区保护整定存在以下主要问题：1、短路电流计算：有些没有计算，这样保护整定就没有依据，有些计算原则有误，系统大小方式不清。
2、电源进线及6kv出线保护的投退没有统一的原则，三段式保护没有发挥作用，上下级保护定值及时限不合理。
3、主变保护没有计算说明，主变微机综保的主流产品基本是三折线差动保护，参数整定有公式套用，各单位往往在整定时以经验数据设置，没有经计算验证灵敏度。
高低后备保护整定不合理。
4、保护定值单：没有按照实际保护整定填写保护定值单，技术人员往往不知道那些保护投入，那些保护不使用；控制字及保护压板投退没有说明，严格来说，不使用的保护应将定值设最大且将控制字设为0，有硬件压板的要断开。
5、缺乏现场运行规程，应结合本单位实际和设备特点，编制现场运行规程，着重说明运行维护注意事项，正常及异常的反映（如音响、灯光信号、信号指示等等）以及装置出现故障时的各种现象，如气味、冒烟和音响、灯光信号、信号指示等等的异常表现，装置出现故障时的注意事项和处理办法，保护装置的管理、投停，压板的位置与投停方法等。
一、整定的原则性规定DL/ T584-2007 《3～110kV电网继电保护装置运行整定规程》DL /T684-1999《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》DL 400-91 继电保护和安全自动装置技术规程同型号保护说明书继电保护整定计算应以常见运行方式为依据。
所谓常见运行方式，是指正常运行方式和被保护设备相邻近的一回线或一个元件检修的正常检修方式。
微机保护的算法
当频率为50.5Hz时，单周算法相对误差6.28,双周算法0.39。
第三章 微机保护的算法
第四节 傅立叶级数算法
4－1 基本原理
傅立叶级数：设x(t)是一个周期为T的时间函数（信
号），则可以把它写成
an、bn分别为直流、基波和各次 谐波的正弦项和余弦项的振幅
第四节 傅立叶级数算法
根据三角函数的正交性，可得基波分量的系数
a1
2 T
T 0
x(t ) sin(1t )dt
x1(t) a1 sin1t b1 cos1t
x1(t) 2X1 sin(1t a1)
a1 2X1 cos a1
写成复数形式
X1
1 2
(a1
jb1 )
第三节 突变量电流算法
ik (t) im (t) iL (t)
iL (t) iL (t T ) iL (t) t时刻的负荷电流 iL (t T ) 比t时刻提前一个周期的负荷电流 T 工频信号的周期 ik (t)=im (t) iL (t T )
N－基波信号一周采样的点数，一共使用N＋1个采样值 Xk－第k点采样值 X ，X 首末点采样值
第四节 傅立叶级数算法
对于基波工频，当N＝12，即30o一个采样点时
a1
1 12
[2( 1 2
x1
3 2
x2
x3
3 2
x4
1 2
x5
1 2
x7
3 2
x8
x9
3 2
x10
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微机保护典型整定计算微机型综保典型整定计算(1)摘要: 继电保护整定计算专业性较强，然而在实践工作中，又是每名电气相关专业必须掌握的专业知识。
关键词：整定计算、定值、保护随着自动控制技术的发展，采用计算机技术实现其基本原理的微机智能型综合保护装置在公司得到了广泛应用，既不同于传统的电磁继电器，又不同于采用模拟电子技术的集成电路形式的继电器，因而有些功能的实现方式较以往也有不同，并且增加了一些传统继电器（如GL、DL）所不具备的功能。
这样一来，使用新型综合保护装置在计算保护定值时遇到许多困惑，因为目前没有完整的保护整定计算的参考书。
为了使大家对综合保护装置的整定计算有所了解和掌握，我结合过去整定计算的经验和有关综合保护装置的功能及保护整定计算的有关规定，对保护整定计算进行了总结形成此扁文章，不同厂家的保护装置对保护功能设置及各参数选择也许不同，但基本上大同小异。
本文只对常用设备保护进行了论述及未对短路电流进行计算，仅供大家参考。
线路保护整定计算降压变电所引出10KV电缆线路,线路接线如下图所示:已知条件:最大运行方式下,降压变电所母线三相短路电流为5500A,配电所母线三相短路电流为5130A，配电变压器低压侧三相短路时流过高压侧的电流为820A。
最小运行方式下,降压变电所母线两相短路电流为3966A,配电所母线两相短路电流为3741A，配电变压器低压侧两相短路时流过高压侧的电流为689A。
电动机起动时的线路过负荷电流为350A，10KV电网单相接地时最小电容电流为15A，10KV 电缆线路最大非故障接地时线路的电容电流为1.4A。
系统中性点不接地。
A、C相电流互感器变比为300/5，零序电流互感器变比为50/5。
整定计算（计算断路器DL1的保护定值）1、瞬时电流速断保护瞬时电流速断保护按躲过线路末端短路时的最大三相短路电流整定，保护装置的动作电流，取110A保护装置一次动作电流灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验：由此可见瞬时电流速断保护不能满足灵敏系数要求，故装设限时电流速断保护。
2、限时电流速断保护限时电流速断保护按躲过相邻元件末端短路时的最大三相短路时的电流整定，则保护装置动作电流，取20A保护装置一次动作电流灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验：限时电流速断保护动作时间取0.5秒。
（按DL2断路器速断限时0秒考虑，否则延时应为：t1=t2+Δt）3、过电流保护过电流保护按躲过线路的过负荷电流来整定，则保护动作电流，取8A式中：Kn为返回系数，微机保护的过量元件返回系数可由软件设定，一般设定为0.9。
过电流保护一次动作电流保护的灵敏系数按最小运行方式下线路末端两相短路电流来校验在线路末端发生短路时,灵敏系数为在配电变压器低压侧发生短路时,灵敏系数为保护动作延时应考虑与下级保护的时限配合，t1=t2+Δt，Δt取0.5秒。
4、单相接地保护单相接地保护按躲过被保护线路最大非故障接地的线路电容电流整定并按最小灵敏系数1.25校验。
按躲过被保护线路电容电流的条件计算保护动作电流(一次侧):( ：可靠系数，瞬动取4-5，延时取1.5-2)此处按延时1秒考虑，取2，则校验灵敏度系数： =15/2.8=5.36>1.25注意：由于在很多情况下零序CT变比不明确，可以实测整定：从零序CT一次侧通入2.8A 电流，测零序CT二次侧电流是多少，此电流即为微机保护零序定值。
5、低周减载低周减载动作的频率整定值：整定范围（45-49.5）Hz，级差0.01 Hz低周减载动作的延时整定值：整定范围（0-10）S，级差0.01 S滑差闭锁定值：整定范围（2-5）Hz /S。
出厂前设定为3 Hz /S低周减载欠压闭锁值：整定范围（10-90）V，级差0.01V低周减载欠流闭锁值：整定范围（0.2-5）A，级差0.01A以上定值是用户根据系统参数计算或由上级调度下达的，本文不再举例。
回目录变压器保护整定计算10 / 0.4KV车间配电变压器的保护。
已知条件：变压器为SJL1型，容量为630KVA，高压侧额定电流为36.4A，最大过负荷系数为3，正常过负荷系数为1.2。
最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的短路电流为712A。
最小运行方式下变压器高压侧两相短路电流为2381A，低压侧两相短路时流过高压侧的短路电流为571A。
最小运行方式下变压器低压侧母线单相接地短路电流为5540A。
变压器高压侧A、C相电流互感器变比为100/5，低压侧零序电流互感器变比为300/5。
整定计算：1、高压侧电流速断保护电流速断保护按躲过系统最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的短路电流来整定，保护动作电流，取55A保护一次动作电流电流速断保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流校验电流速断保护动作时限取0秒。
2、高压侧过电流保护若考虑定时限，过电流保护按躲过可能出现的最大过负荷电流来整定，保护动动作电流，取7A式中：Kh为返回系数，微机保护过量元件的返回系数可由软件设定，被设定为0.9。
保护动作一次电流过电流保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，低压侧两相短路时流过高压侧的短路电流进行校验过电流保护动作时限取0.5秒（与下级保护动作时限相配合，考虑车间变压器一般为末端负荷，故取0.5秒）。
若考虑反时限，过电流定值一般按变压器正常过载能力考虑，保护动作电流：，取3.16A保护动作一次电流：校验灵敏度系数：反时限时间常数整定：按超过变压器正常过载能力1.1倍过电流时，变压器可运行600秒考虑，则：3、高压侧不平衡电流保护对于变压器的各种不平衡故障（包括不平衡运行，断相和反相），微机保护设置了不平衡电流保护。
根据微机保护“不平衡电流保护”功能软件的算法，一般我们推荐保护定值为（0.6～0.8）Ieb，为防止变压器空投时由于三相合闸不同期而引起误动，推荐延时不小于0.2S。
对本侧，计算如下：，取1.46A保护一般动作电流：延时取0.5S。
4、高压侧零序过电流根据规程规定，10KV/0.4KV变压器高压侧不设零序保护。
如果需设此保护，则可能是系统接线较复杂，按规程规定应设零序，但规程程列举的计算方法罗列了许多情况，本例不再一一列举，可根据规程计算即可。
5、低压侧零序过流保护可利用高压侧过电流保护兼作低压侧单相接地保护，如果校验灵敏度不满足要求，则应设低压侧零序过电流保护，计算如下：按以下两个原则计算，比较后取较大值：①躲过正常运行时中性线上最大不平衡电流；②与下线支线零序电流保护定值相配合。
本例车间变压器为末级负荷，故只计算①即可。
，取5A保护的一次动作电流保护的灵敏系数按最小运行方式下，低压侧母线或母干线末端单相接地时，流过高压侧的短路电流来校验：低压侧单相接地保护动作时限取0.5秒。
低压侧单相接地保护动作时限的整定原则：①如果变压器一次开关选择的是F-C回路，则该时限的选择应与熔断器的熔丝熔断时间相配合，即要在熔丝熔断前动作。
②如果变压器一次开关选择的是断路器，则与下一级出线的接地保护时间上配合，即大于下级出线接地保护的动作时限一个级差（0.5S）。
本例变压器为末级负荷，可选0.5S延时。
6、瓦斯保护变压器应装设瓦斯保护，其动作接点通过瓦斯继电器接点保护装置开入量（本体保护）由保护装置动作出口或发信号。
回目录电动机保护整定计算已知参数：电动机额定电压6KV，额定功率650KW，COSφ=0.89，运行额定电流75.5A，启动时间4.5S，启动电流453A，故障单相接地电流15A，最大过负荷电流113A，CT变比100/5。
根据电动机微机保护的原理，在所有的整定值计算之前需先计算。
：装置的设定电流（电动机实际运行电流反应到CT二次侧的值）1、电流速断保护（正序速断）按躲过电动机起动电流来整定：，：可靠系数微机保护的速断定值可将起动时间内和起动时间后分别整定，故需计算两个速断定值:①起动时间内，推荐取1.8，则②起动时间后：由于起动时间后电动机运行电流降为额定电流，对非自起动电机，为防止起动时间之后电动机仍运行在起动电流水平上，推荐使用下式：，取0.8则：对需自起动电机，起动时间后的电流速断定值建议使用下式：，取1.3则：速断延时0秒。
2、负序过流保护根据微机保护软件程序中负序电流的算法不同，推荐使用下式：，取0.8则：为防止合闸不同期引起的负序电流，推荐延时不小于0.2秒。
本例取0.3秒。
3、接地保护当接地电流大于10A时，才需设单相接地保护，公式为：式中：：可靠系数，若取不带时限的接地保护，取4～5，若带0.5秒延时，取1.5～2。
：该回路的电容电流对本例，拟取带延时的接地保护，延时0.5秒，注意：为一次零序电流，但保护装置要求输入的定值是二次侧定值，故应将30A换算成二次电流。
由于零序CT变比不明，故需用户实际整定时，按计算的一次电流实测二次零序电流，将测得的值输入保护装置。
4、堵转保护堵转电流按躲过最大过负荷整定，推荐使用下式：式中：：可靠系数，取1.3。
：最大过负荷电流则：，取8A堵转延时推荐使用1秒。
5、过负荷（过热）保护不同微机保护的过负荷判据不同，以珠海万利达公司装置为例：t---- 保护动作时间(s)---- 发热时间常数---- 电动机运行电流的正序分量（A）---- 电动机运行电流的负序分量（A）---- 装置的设定电流（电动机实际运行额定电流反应到CT二次侧的值）---- 正序电流发热系数，启动时间内可在0～1范围内整定，级差0.01，启动时间过后自动变为1---- 欠序电流发热系数，可在0～10的范围内整定，若无特殊说明，出厂时整定为6。
K1的整定：由于起动时间内电动机起动电流较大，为防止起动过程中电动机过负荷保护动作，一般K1整定为0.3。
K2的整定：由于一般情况下电动机负序阻抗与正序阻抗之比为6，故一般情况下设为6。
也可根据具体实例正序阻抗之比来整定。
τ1的整定：按电动机最多可连接起动二次考虑，即 , 时，热保护动作时间秒，则取6、起动时间按电动机起动时间乘1.2可靠系数整定：秒，取6秒7、低电压保护低电压保护的整定条件有以下几条：①按保证电动机自起动的条件整定，即---- 保证电动机自起动时，母线的允许最低电压一般为（0.55～0.65）UeKk----可靠系数，取1.2Kf----返回系数，取0.9②按切除不允许自起动的条件整定，一般取(0.6～0.7) Ue以上两种整定值均取0.5秒的延时，以躲过速断保护动作及电压回路断线引起的误动作。
③根据保安条件，在电压长时间消失后不允许自起动的电动机。
电压保护动值一般取(0.25～0.4) Ue，失压保护时限取6～10秒。
④具有备用设备而断开的电动机，失压保护整定为(0.25～0.4) Ue，动作时限取0.5秒。