微机保护原理及整定计算
讲课提纲
一． 简要介绍继电保护的任务及基本要求
1． 任务：当被保护元件故障时跳闸切除故障，当被保护元件不正常工作时发出信号报警。
电力系统运行中，由于风雨雷电影响，设备缺陷和绝缘老化，运行维护不当和操作错误等原因，致使组成电力系统的电气元件（发电机，变压器，母线，输电线路等）可能发生故障和不正常工作状态。
故障主要是各种类型的短路包括三相短路，两相短路，两相接地短路，单相接地短路，以及发电机，变压器同一相绕组的匝间短路。常见的不正常工作状态是过负荷，系统振荡和频率降低。故障的危害是故障点及故障回路的设备可能损坏，影响用户供电及系统稳定。
2． 基本要求：选择性，快速性，灵敏性，可靠性。 选择性：指保护装置选择故障元件的能力 断路器失灵后宜采用远后备
220KV及以上电压线路宜采用近后备，含主备两套 快速性：快速切除故障可以减小故障元件的损坏程度，加快非故障部分电压的恢复，为电动机自启动创造有利条件，提高电网系统运行的稳定性。
灵敏性：指保护装置对被保护电气元件可能发生的故障的反应能力，灵敏性通常用灵敏系数K来衡量，灵敏系数应根据对保护装置动作最不利的条件进行计算。
对于过量保护K=保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算
值/保护装置整定动作值
对于欠量保护K=保护装置整定动作值/保护区末端金属性短路时故障参数的最大计算值
一般K》1，对主保护不小于1.5-2,对后备保护不小于1.2-1.5 可靠性: 指保护装置应该动作时,它不应拒动, 而在不应该动作时,它不应误动,它与保护装置本身的设计,制造,安装质量有关,也于调试维护水平有关.
二．发电机保护原理判据及整定
运行中的发电机,定子绕组和励磁回路都可能发生故障,常见故障如下:1.定子绕组相间短路2. 定子绕组单相接地3. 定子绕组一相匝间短路4. 发电机,励磁回路一点或两点接地故障,
相应故障装设相应的保护 含纵差保护,横差保护,零序保护,相间短路后备保护,过负荷保护, 励磁回路接地保护,过电压保护,失磁保护,逆功率保护.
1. 发电机差动保护原理及整定
1.1 二段式比率制动差动保护原理 1.1.1 二段式比率制动差动保护
装置设置二段式比率制动差动保护作为发电机的主保护，能反映发电机内部相间短路等故障。其动作特性图如下：
IopSIop.0Ires.0Ires
原理方程如下：
Iop?Iop.0 ?Ires?Ires.0? Iop?Iop.0?S?Ires?Ires.0?
?Ires?Ires.0?
式中：
Iop为差动电流，Iop.0为差动动作最小值，Ires为制动电流，Ires.0为
制动电流最小值，S为二段式比率制动系数。
差动电流的计算：
??I?Iop?I12
制动电流的计算：
??I?/2Ires?I12
式中：I?1、2为发电机定子绕组两侧二次电流矢量值。
1.1.2 TA断线闭锁
当TA断线时，可能引起差动保护的误动作，故可通过TA断线识别来闭锁差动保护。当
三相电流大于等于0.2In时，启动TA断线判别程序，当同时满足以下条件时，认为TA断线：
1) 三相电流中至少一相电流不变（变化范围小于±0.2A）；
2) 最大相电流小于1.2倍额定电流（线路正常）；
3) 三相电流中一相或两相无电流。
TA断线闭锁逻辑如下：
TA断线投入TA断线&TA断线告警显示远传&闭锁差动保护TA断线闭锁投入
1.1.3 差流速断保护
装置设置差流速断保护，在装置检测到任一相差流大于差流速断整定值时，立即保护动作出口，动作于断路器跳闸，并且发出跳闸信号。 1.1.4 差流越限告警
装置设置差流越限告警功能，在装置检测到任一相差流大于差流越限告警整定值时，差流越限告警，并发出差流越限告警信号。
整定: 其动作特性图如下所示：
IopCDSIop.0AOHBIres.0Ires
需要整定的即为上图中所示的A、B、C，图中OD线为实测系统不平衡电流，二段式比率制动差动保护的整定值应该躲过系统的最大不平衡电流。
1.2 二段式比率制动差动保护的整定
2.2.1发电机一次额定电流计算
一次额定电流计算公式： If1n?Pn/cos?3Uf1n
式中： Pn 为发电机额定容量， cos?为发电机功率因数， U电压。
2.2.1发电机二次额定电流计算
二次额定电流计算公式：If2nf1n为发电机机端额定
?If1nnfLH
式中：If1n为发电机一次额定电流，nfLH为发电机TA 变比。 2.2.1最小动作电流Iop.0的整定（A点）
Iop.0的整定应按保证系统最大负荷时产生的不平衡电流下保护不动作，即： Iop.0?Krel??TA?If2n，
式中，?TA为互感器误差，Krel为可靠系数，一般取1.5。例如：10P互感器误差大约为±3％，且高、低压共2个电流互感器，则有Iop.0?1.5?0.03?2?If2n，当计算的差电流定值小于0.5A时，建议取(0.1～0.2) If2n，充分考虑系统的安全性，一般应选择(0.1～0.2)
If2n。在特殊情况下，可以根据实际测试的不平衡电流来整定较大的值。
2.2.1差动保护最小制动电流Ires.0的整定（B点）
一般整定为Ires.0=（0.8～1.0）If2n，根据实际情况选取，若没有特殊要求应取较小值。 2.2.1比率制动系数S的整定（C点）
在I(3)k.max下，纵联差动保护最大不平衡电流为D点；保护的最大制动电流应为C点，按
定义则有：
S?Krel?Kaper?Kst?ft；
式中： fi 电流互感器误差（10P TA互感器为±3％，5P TA互感器为1％）；Kst为互感器同型系数，取0.5；Krel为可靠系数，取1.3～1.5；；Kaper 非周期系数，取1.5～2.0。
实际工程应用中，考虑到电流互感器的饱和或TA暂态特性的不一致，推荐S取0.3～0.5。
其保护灵敏度校验：以机端两相金属性短路（发电机不与系统并列）计算保护灵敏度，要求灵敏度不小于2，若没有特殊情况应取较小值。 1.2。 差动速断电流的整定