繼電保護(hù)整定計(jì)算
繼電保護(hù)整定計(jì)算原則
繼電保護(hù)整定計(jì)算具有較強(qiáng)的整體性，相應(yīng)的計(jì)算人員應(yīng)全面掌握繼電保護(hù)基本要求和工作原理。通常在具體的整定計(jì)算過程中會(huì)遵循一定的規(guī)律，卻存在細(xì)節(jié)不明確和在特定的原則性規(guī)定范圍中提供所有情況的問題，這要求我們在具體的整定計(jì)算中，除了要考慮電網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)和運(yùn)行實(shí)際要求等因素外，還應(yīng)制定科學(xué)、可行的整定原則。
繼電保護(hù)整定計(jì)算步驟
?。?）按繼電保護(hù)功能分類擬定短路計(jì)算的運(yùn)行方式，選擇短路類型，選擇分支系數(shù)的計(jì)算條件；
?。?）進(jìn)行短路故障計(jì)算；
（3）按同一功能的保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，如按距離保護(hù)或按零序電流保護(hù)分別進(jìn)行整定計(jì)算，選取出整定值，并做出定值圖；
（4）對整定結(jié)果進(jìn)行比較，重復(fù)修改，選出最佳方案。最后歸納出存在的問題，并提出運(yùn)行要求；
?。?）畫出定值單，并編寫整定方案說明書。
繼電保護(hù)整定計(jì)算方法存在的問題及解決對策
1、端相口開路電壓計(jì)算
問題
在繼電保護(hù)整定計(jì)算過程中，我們需要計(jì)算電流量和電氣量，這個(gè)電流量和電氣量是在系統(tǒng)非全相運(yùn)行過程中出現(xiàn)的，其中以正序斷相開口電壓為基礎(chǔ)。通常借助疊加原理計(jì)算端相開口電壓，為縮減暫態(tài)穩(wěn)定性的計(jì)算數(shù)量，我們可假定電系統(tǒng)內(nèi)部的位于非全相震蕩線路中的等效發(fā)電機(jī)的相位角度和電勢均相同，然后在通過相應(yīng)的公式求解開路電壓。這種計(jì)算方法具有計(jì)算步驟少的優(yōu)點(diǎn)，然而也存在一定的缺陷，因電網(wǎng)結(jié)構(gòu)在某種程度上影響開路電壓，在此種方法中卻沒有考慮到這一點(diǎn)，如若是在非放射狀非全相振蕩電路中誤差將會(huì)更加凸顯。為解決此類問題，可以采用下述方法。
解決對策
一方面可以使用雙口網(wǎng)絡(luò)H參數(shù)法，由于電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在某種程度上會(huì)影響繼電保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果，考慮此點(diǎn)，可分解震蕩發(fā)電機(jī)，將其劃分成兩個(gè)震蕩群，然后以其等效電勢端口和斷相口充當(dāng)端口。另一方面可以使用網(wǎng)絡(luò)等值法，這種方法是指以全非相電路中的兩端結(jié)點(diǎn)充當(dāng)結(jié)點(diǎn)，待操控網(wǎng)絡(luò)時(shí)將其劃分成無源的雙端口網(wǎng)絡(luò)，在利用補(bǔ)償原理計(jì)算相應(yīng)的阻抗參數(shù)，利用疊加原理計(jì)算線路兩端的互相阻抗和自由阻抗參數(shù)，以此為依據(jù)計(jì)算端相口開口電壓。
2、 電力系統(tǒng)最不利運(yùn)行情況
問題
為檢驗(yàn)計(jì)算動(dòng)作值和靈敏度，需要查找電力系統(tǒng)最不利運(yùn)行方式。在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，我們無法快速查找其中的最不利運(yùn)行方式，因此，我們應(yīng)在繼電保護(hù)整定計(jì)算中明確最不利運(yùn)行方式。同時(shí)，在電力系統(tǒng)最不利運(yùn)行條件下，十分容易出現(xiàn)相同線路中反復(fù)多次斷開現(xiàn)象，這在很大程度上影響了整定計(jì)算效率。為解決此類問題，通?？刹捎靡韵陆鉀Q對策。
解決對策
在整定計(jì)算過程中，我們可假定此條件下的電力系統(tǒng)中存在著一條斷開的線路，且這必然會(huì)影響系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)相應(yīng)的變化，造成與之相鄰的線路的短路電流出現(xiàn)一定的轉(zhuǎn)變，自然會(huì)影響最終的整定計(jì)算結(jié)果，我們可觀察某一范圍中整定值的變化情況而明確擾動(dòng)區(qū)域；為規(guī)避相同線路中多次出現(xiàn)斷開現(xiàn)象，我們可不遵從繼電保護(hù)的順序，有效利用開端線路的循環(huán)狀況重新設(shè)定整定計(jì)算順序，進(jìn)而規(guī)避相同線路中多次出現(xiàn)開端現(xiàn)象。
3、分支系數(shù)計(jì)算
我們都知道，最小分支系數(shù)對照的電力系統(tǒng)運(yùn)行模式和極限短路電流對照運(yùn)行模式之間存在出入，這表明不存在與繼電保護(hù)延長區(qū)域動(dòng)作值相對照的最不利運(yùn)行模式，這種運(yùn)行模式只是一種虛擬模式。由于引入了分支系數(shù)，導(dǎo)致相間電流保護(hù)延遲區(qū)域的動(dòng)作值稍大，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)決定著稍大程度。
因電力系統(tǒng)中的電源分布較為分散且運(yùn)行模式多種多樣，因此，在具體的繼電保護(hù)整定計(jì)算中，無法準(zhǔn)確評判電源運(yùn)行模式對分支系數(shù)的影響。在借助計(jì)算機(jī)實(shí)施繼電保護(hù)整定計(jì)算時(shí)，單純地考慮了整定保護(hù)自身所在側(cè)母線上的電源對分支系數(shù)的影響，這種計(jì)算方法自身具有一定誤差。
4、勵(lì)磁涌流
問題
勵(lì)磁涌流專屬于變壓器，這主要是因?yàn)樵诳胀蹲儔浩鞯倪^程中，因內(nèi)部鐵芯中的磁通無法及時(shí)突變，進(jìn)而形成非周期分量磁通，造成內(nèi)部鐵芯飽和，勵(lì)磁電流大幅增加。通常最大值可達(dá)到其額定電流的7倍左右，且與其容量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。
解決對策
含有較多的二次諧波且隨著時(shí)間的延長不斷衰減這是勵(lì)磁涌流的主要特征，通過勵(lì)磁涌流的這個(gè)顯著特征，我們可以在電流快速斷開保護(hù)裝置中加設(shè)一段時(shí)間延時(shí)，這種方法過于簡單且不利于快速切除變壓器故障。通過相關(guān)研究，勵(lì)磁涌流的電流中二次諧波分量和五次諧波分量很大，同時(shí)勵(lì)磁涌流的波形偏于時(shí)間軸的一側(cè)，間斷角可達(dá)60度，這是勵(lì)磁涌流區(qū)別于合應(yīng)涌流等其他突變電流的三個(gè)顯著特征。保護(hù)裝置加入二次諧波或者五次諧波制動(dòng)、間斷角原理和波形對稱原理可以有效規(guī)避因勵(lì)磁涌流而引發(fā)的錯(cuò)誤動(dòng)作。
10kv繼電保護(hù)整定計(jì)算詳解
兩路10kV電源進(jìn)線，一用一備，負(fù)荷出線6路，4臺630kW電動(dòng)機(jī)，2臺630kVA變壓器，所以采用單母線分段，兩段負(fù)荷分布完全一樣，右邊部分沒畫出，右邊變壓器與一臺電動(dòng)機(jī)為備用。
有關(guān)數(shù)據(jù)：最大運(yùn)行方式下10kV母線三相短路電流為I31=5000A，最小運(yùn)行方式下10kV母線三相短路電流為I32=4000A，變壓器低壓母線三相短路反應(yīng)到高壓側(cè)Id為467A。
一、電動(dòng)機(jī)保護(hù)整定計(jì)算
選用GL型繼電器做電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷與速斷保護(hù)
1、過負(fù)荷保護(hù)
Idzj=Kjx*Kk*Ied/（Kf*Ki）=1X1.2X42.8/（0.85X15）=4.03A 取4A 選GL12/5型動(dòng)作時(shí)限的確定：根據(jù)計(jì)算，2倍動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間為21.5S，查曲線10倍動(dòng)作時(shí)間為10S
2、電流速斷保護(hù)
Idzj=Kjx*Kk*Kq*Ied/Ki=1X1.2X7X42.8/15=24A 瞬動(dòng)倍數(shù)為24/4=6倍
3、靈敏度校驗(yàn)
由于電機(jī)配出電纜較短，50米以內(nèi)，這里用10kV母線最小三相短路電流代替電機(jī)端子三相短路電流。 Km=0.866X4000/（24X15）=8.9〉2
二、變壓器保護(hù)整定計(jì)算
1、過電流保護(hù)
Idzj=Kjx*Kk*Kgh*Ie/（Kf*Ki）=1X1.3X3X36.4/（0.85X20）=8.4A 取9A 選GL11/10型 動(dòng)作時(shí)限取0.5S靈敏度為Km=0.866X467/（20X9）=2.2〉1.5
2、電流速斷保護(hù)
Idzj=Kjx*Kk*Id/Ki=1X1.5X467/20=35A 35/9=3.9，取4倍靈敏度為Km=0.866X4000/（180X4）=4.8〉2
3、單相接地保護(hù)
三、母聯(lián)斷路器保護(hù)整定計(jì)算
采用GL型繼電器，取消瞬時(shí)保護(hù)，過電流保護(hù)按躲過任一母線的最大負(fù)荷電流整定。
Idzj=Kjx*Kk*Ifh/（Kh*Ki）=1X1.3X122/（0.85*30）=6.2A 取7A與下級過流保護(hù)（電動(dòng)機(jī)）配合：電機(jī)速斷一次動(dòng)作電流360A，動(dòng)作時(shí)間10S，則母聯(lián)過流與此配合，360/210=1.7倍，動(dòng)作時(shí)間為11.2S（電機(jī)瞬動(dòng)6倍時(shí)限）+0.7S=11.9S，在GL12型曲線查得為5S曲線（10倍）。所以選擇GL12/10型繼電器。 靈敏度校驗(yàn)：Km1=0.866X4000/（7X30）=16.5〉1.5 Km2=0.866X467/（7X30）=1.9〉1.2
四、電源進(jìn)線斷路器的保護(hù)整定計(jì)算
如果采用反時(shí)限，瞬動(dòng)部分無法配合，所以選用定時(shí)限。
1、過電流保護(hù)
按照線路過電流保護(hù)公式整定Idzj=Kjx*Kk*Igh/（Kh*Ki）=12.36A，取12.5A動(dòng)作時(shí)限的確定：與母聯(lián)過流保護(hù)配合。定時(shí)限一次動(dòng)作電流500A，為母聯(lián)反時(shí)限動(dòng)作電流2.4倍，定時(shí)限動(dòng)作時(shí)限要比反時(shí)限此倍數(shù)下的動(dòng)作時(shí)間大0.7S，查反時(shí)限曲線2.4倍時(shí)t=8.8S，所以定時(shí)限動(dòng)作時(shí)限為9.5S。選DL-11/20型與DS時(shí)間繼電器構(gòu)成保護(hù)。
靈敏度校驗(yàn)：Km1=0.866X4000/（12.5X40）=6.9〉1.5
2、帶時(shí)限速斷保護(hù)
與相鄰元件速斷保護(hù)配合
Idzj=Kjx*Kph*Idz/Ki=1.1X700/40=19.25A，取20A，延時(shí)0.7S，選DL-11/20型與DS時(shí)間繼電器構(gòu)成保護(hù)。
靈敏度校驗(yàn)：Km=0.866X4000/（20X40）=4.3〉2