继电保护整定计算原理
北京中恒博瑞数字电力有限公司
2011.4
目 录
第一章 继电保护基本概念 ............................................ 3
一、电力系统故障 ................................................ 3 二、继电保护概念 ................................................ 4 三、对继电保护提出的四个基本要求（四性）及其相互关系 ............ 4 第二章 标幺值计算 .................................................. 7
一、定义 ........................................................ 7 二、基准值选取 .................................................. 7 三、标幺值计算 .................................................. 8 第三章 元件的各序等值计算 .......................................... 9
一、设备类型： .................................................. 9 二、等值原因 .................................................... 9 三、主要元件等值 ............................................... 10
1．输电线路及电缆 ........................................... 10 2．变压器 ................................................... 13 3．发电机 ................................................... 16 4．系统 ..................................................... 16 5．电容器 ................................................... 17 6．电抗器 ................................................... 17
第四章 对称分量法的应用 ........................................... 18
一、原理（求解方法） ........................................... 19 第五章 电力系统短路故障分析 ....................................... 21
一、三相短路故障 ............................................... 21 二、两相相间故障 ............................................... 21 三、单相接地故障 ............................................... 23 四、两相接地故障 ............................................... 24 五、保护安装处电气量计算 ....................................... 25 六、举例 ....................................................... 27 第六章 阶段式电流保护 ............................................. 29
一、无时限电流速断保护(电流I段) ............................... 29 二、限时电流速断保护 (电流II段)的电流速断保护 ................. 31 三、定时限过电流保护（电流III段） ............................. 32 四、阶段式电流保护的应用讨论 ................................... 34 五、反时限特性的过电流保护 ..................................... 34 第七章 差动保护（比率制动式） ..................................... 36
1. 原理 ..................................................... 36 2．不平衡电流 ............................................... 37 3．比率制式差动保护 ......................................... 37
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第一章 继电保护基本概念
一、电力系统故障
在电力系统运行中，外界因素（如雷击、鸟害呢）、内部因素（绝缘老化，
损坏等）及操作等，都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现。 1．类型：
单相
断相： 纵向；后果并不严重，单重还利用了非全相状态。 两相
短路：横向，电压下降、电流急剧增加。短路故障类型：单相接地、两相接地、两相相间、三相相间
K(1) K(1．1) 接地故障
K(2) K(3) 相间故障
2. 几率：K(1)＞K(2) ＞K(1．1) ＞K(3)
3．发生故障后引起的后果：
1）、故障点通过很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障设备烧坏；
2）、系统中设备，在通过短路电流时所产生的热和电动力使设备缩短使用
寿命；
3）、因电压降低，破坏用户工作的稳定性或影响产品质量；破坏系统并列运行的稳定性，产生振荡，甚至使整个系统瓦解。
事故：指系统的全部或部分的正常运行遭到破坏，以致造成对用户的停止送电、少送电、电能质量变坏到不能容许的程度，甚至毁坏设备等等。
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二、继电保护概念
1.定义：电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。电力系统发生故障或危及其安全运行的事件时，他们能及时发出告警信号，或直接发出跳闸命令以终止事件。
在每一个需要保护的设备上配置 2.基本任务：
1）发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件（设备）从电力系统中切除，使非故障部分继续运行。
2）对不正常运行状态，为保证选择性，一般要求保护经过一定的延时，并根据运行维护条件（如有无经常值班人员），而动作于发出信号（减负荷或跳闸）。 不正常运行状态：小接地电流系统的单相接地、过负荷、变压器过热、系统振荡、电压升高、频率降低等。
三、对继电保护提出的四个基本要求（四性）及其相互关系
动作与跳闸的继电保护，在技术上要满足四个基本要求，既：选择性、速动性、灵敏性、可靠性，下面分别讨论：
1．选择性：有选择地切除故障。
1）只切除故障设备。
?
2）尽可能缩小停电范围。
图1-1
如图1-1所示，d3点发生短路时，距短路点最近的断路器7动作，切除故障，但由于某种原因，该处的继电保护或断路器拒绝动作，故障不能切除，此
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时如其前面的一条线路的保护5动作，故障也可消除。能起保护5这样作用的保护称为相邻元件的后备保护，同理，保护1、保护3又称为保护5、保护6的后备保护，按以上方式构成的保护是在远处实现的，称为远后备保护。
对于复杂的高于电网，当实现远后备困难时，也可采用近后备保护的方式，既当本元件的主保护拒绝动作时，由本元件的另外一套保护作为后备保护，当断路器动作时，有同一发电厂或变电站的有关断路器动作，实现后备。为此，在每一个元件上都单独装置主保护和后备保护，并装设必要的断路器失灵保护。
如何保证选择性？
反映单侧电气量 通过整定计算
? 保证选择性 反映两侧电气量 通过原理
2． 速动性：尽可能快。
快速的切除故障，可以提高电力系统并列运行的稳定性，减少用户在电压低的情况下的工作时间，以及缩小故障元件的损坏程度，因此，在发生故障时力求保护装置能快速切除故障。
1） 与选择性间的矛盾：为什么很多保护（反映单侧电气量保护）人为加延时。
解决：如果系统、保护对象能承受，优先保证选择性。否则牺牲选择性，保证速动性。
2）与可靠性间的矛盾，速度越快，可靠性越差，因为延时意味着保护动作判据连续判别成立，有一次不成立，判据返回、延时清零，不易误动和拒动；而速断保护判据成立一次就出口，易误动。
解决：如果系统、保护对象能承受，速动保护可适当加延时。 3． 灵敏性：对保护范围内各种故障的反应能力。
保护装置的灵敏性通常用灵敏系数来衡量，它主要决定与被保护元件和电力系统参数和运行方式。灵敏系数在《继电保护装置运行规程》中作了具体规定。
3—110kV线路：
1）20km一下，不小于1.5
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