變配電站綜合自動(dòng)化裝置（微機(jī)保護(hù)）的保護(hù)配置與整定值計(jì)算
變配電站綜合自動(dòng)化裝置（微機(jī)保護(hù)）的保護(hù)功能由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，許多產(chǎn)品根據(jù)電力系統(tǒng)要求來(lái)編制，保護(hù)配置比較全。有些保護(hù)功能工業(yè)與民用建筑變配電站不一定需要，整定計(jì)算資料也很難找到，二次電路設(shè)計(jì)好就可以了，調(diào)試時(shí)再根據(jù)有關(guān)要求將需要的保護(hù)投入，將不需要的保護(hù)退出。
對(duì)于能夠找到整定計(jì)算資料的保護(hù)，可以盡量將其投入，以便使變配電站綜合自動(dòng)化裝置（微機(jī)保護(hù)）的功能得到最大程度地發(fā)揮。
1 保護(hù)配置與整定值計(jì)算的依據(jù)
1.1 變配電站的保護(hù)應(yīng)根據(jù)國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范《電力裝置的繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50062-92）來(lái)進(jìn)行配置。此規(guī)范發(fā)布于1992年7月。變配電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)裝置（微機(jī)保護(hù)）的某些保護(hù)功能已超出該規(guī)范的規(guī)定，可根據(jù)需要進(jìn)行保護(hù)配置與整定值計(jì)算。
1.2 工業(yè)與民用建筑變配電站的保護(hù)整定主要根據(jù)中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院主編的工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）第四與第七章進(jìn)行，其中變配電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)裝置（微機(jī)保護(hù)）整定內(nèi)容較少，可根據(jù)手冊(cè)中的常規(guī)保護(hù)來(lái)進(jìn)行保護(hù)整定值計(jì)算。
2 電流速斷保護(hù)配置與整定計(jì)算
2.1 保護(hù)配置
電流速斷保護(hù)是進(jìn)出線的主保護(hù)，母聯(lián)保護(hù)在合閘時(shí)將電流速斷保護(hù)投入，合閘后自動(dòng)或人工手動(dòng)將電流速斷保護(hù)退出。變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)裝置（微機(jī)保護(hù)）母聯(lián)保護(hù)均為自動(dòng)退出（稱(chēng)為母線充電保護(hù)）。
電源進(jìn)線的電流速斷保護(hù)整定設(shè)計(jì)手冊(cè)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)介紹，它應(yīng)與上一級(jí)變配電站出線的電流速斷相配合。由電力系統(tǒng)變配電站供電的電源進(jìn)線都由電力部門(mén)來(lái)整定。工業(yè)與民用建筑內(nèi)部分變配電站的電源進(jìn)線電流速斷保護(hù)需要根據(jù)上一級(jí)變配電站母線的短路容量計(jì)算出短路電流后進(jìn)行整定。上一級(jí)變配電站出線采用帶延時(shí)電流速斷后，分變配電站的電源進(jìn)線采用不帶延時(shí)電流速斷保護(hù)，二者可以采用同一動(dòng)作電流，通過(guò)延時(shí)來(lái)保證選擇性。但電力系統(tǒng)變配電站出線一般都采用不帶延時(shí)的電流速斷保護(hù)，這就給用戶(hù)變配電站電源進(jìn)線電流速斷保護(hù)的整定帶來(lái)困難。
2.2 保護(hù)整定值計(jì)算
2.2.1 工業(yè)與民用建筑配電設(shè)計(jì)手冊(cè)中根據(jù)保護(hù)對(duì)象，對(duì)線路、母聯(lián)、變壓器、高壓電動(dòng)機(jī)、高壓電力電容器的電流速斷保護(hù)都有詳細(xì)的整定計(jì)算公式與舉例。
2.2.2 電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流（電流互感器二次值）Iop.k,應(yīng)躲過(guò)保護(hù)末端下一級(jí)保護(hù)安裝處最大（三相）兩相短路電流I”2k3.max。并要求按照電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，本保護(hù)安裝處兩相短路電流來(lái)校驗(yàn)系數(shù)Ksen，應(yīng)大于等于2。
Iop.k = Krel × Kjx × (I”2k3 . max ／ nTA) A
Ksen = I”2k2min ／ Iop.k ≥ 2
式中： Krel 可靠系數(shù)取1.3～1.5 nTA 電流互感器變比
Kjx 接線系數(shù)，相電流（星型接線）取1，相電流差（三角形接線）取√3
I”2k2min 最小運(yùn)行方式下兩相短路時(shí)的短路電流
帶延時(shí)時(shí)，動(dòng)作時(shí)間取0.5～0.7 s。
2.2.3 考慮到變壓器空載勵(lì)磁涌流，高壓電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流以及高壓電力電容器合閘涌流的影響，需要采用帶延時(shí)電流速斷保護(hù)，延時(shí)一般取0.2 s及以上。如果在合閘熟能通過(guò)軟件來(lái)躲過(guò)上述變壓器與高壓電力電容器合閘涌流與高壓電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流，合閘后延時(shí)就可以取消，電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流也可以適當(dāng)減小。
2.2.4 如果將不帶延時(shí)電流速斷保護(hù)與帶延時(shí)電流速斷保護(hù)配合起來(lái)，可減小電流速斷保護(hù)的死區(qū)。
3 過(guò)電流保護(hù)配置與整定計(jì)算
3.1 保護(hù)配置
過(guò)電流保護(hù)除用電設(shè)備非正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)行保護(hù)外，可作為電流速斷保護(hù)的后備（近后備）和下一級(jí)保護(hù)裝置過(guò)電流保的后備（遠(yuǎn)后備）。
3.2 保護(hù)整定值計(jì)算
3.2.1 過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流Iop.k，應(yīng)躲過(guò)保護(hù)設(shè)備過(guò)負(fù)荷電流或長(zhǎng)期允許的最大過(guò)電流。并應(yīng)按照電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，本保護(hù)裝置安裝處兩相短路電流來(lái)校驗(yàn)靈敏系數(shù)Ksen，應(yīng)大于等于1.5。
Iop.k = Krel × Kjx × (Kgh.Irt ／ Kr . nTA) A
Ksen = I”2k2min ／ Iop.k ≥ 1.5
式中： Krel 可靠系數(shù)取1.2～1.3 nTA 電流互感器變比
Kjx 接線系數(shù)，相電流（星型接線）取1，相電流差（三角形接線）取√3
Kgh 過(guò)負(fù)荷系數(shù)，有電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)取2～3，無(wú)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)取1.3～1.5
Kr 繼電器返回系數(shù)。取0.8～0.9
Irt 變壓器、電動(dòng)機(jī)或電容器的額定電流，線路為過(guò)負(fù)荷電流
動(dòng)作時(shí)間一般取0.5～0.7 s。
3.2.2 利用變壓器高壓側(cè)三相式電流互感器過(guò)電流保護(hù)進(jìn)行低壓側(cè)母干線的單相接地保護(hù)時(shí)，整定同上。還應(yīng)該按照低壓側(cè)母干線末端發(fā)生單相接地時(shí)，流過(guò)高壓側(cè)保護(hù)安裝處的短路電流來(lái)校驗(yàn)靈敏系數(shù)。
Ksen = I2k1min ／ Iop ≥ 1.5
3.2.3 繼電器返回系數(shù)Kr等于繼電器的保持電流除以繼電器的起動(dòng)電流，Kr小于1。Kr越小過(guò)電流保護(hù)保護(hù)的動(dòng)作電流就要適當(dāng)加大。因?yàn)镵r比較小時(shí)，過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作后，下一級(jí)保護(hù)動(dòng)作后，本級(jí)過(guò)電流事故被切除繼電器不能夠及時(shí)返回而動(dòng)作，保護(hù)的選擇配合就會(huì)被破壞，發(fā)生越級(jí)跳閘。變配電站綜合自動(dòng)化裝置（微機(jī)保護(hù)）的返回系數(shù)Kr由軟件來(lái)控制，可以設(shè)置的比較大，但太大影響到穩(wěn)定性。有些變配電站綜合自動(dòng)化裝置（微機(jī)保護(hù)）的返回系數(shù)Kr可以在軟件組態(tài)時(shí)進(jìn)行設(shè)置，一般取0.9。有些變配電站綜合自動(dòng)化裝置（微機(jī)保護(hù)）的返回系數(shù)Kr在軟件組態(tài)時(shí)不能夠進(jìn)行設(shè)置，軟件已經(jīng)設(shè)置為0.9，使用簡(jiǎn)單但不太靈活。
3.2.4如果在合閘熟能通過(guò)軟件來(lái)躲過(guò)上述涌流與啟動(dòng)電流，合閘后延時(shí)就可以取消，過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流也可以適當(dāng)減小。
4 零序過(guò)電流保護(hù)配置與整定計(jì)算
4.1 保護(hù)配置
4.1.1 零序過(guò)電流保護(hù)用于電源中性點(diǎn)接地，或通過(guò)串聯(lián)電阻接地的供電系統(tǒng)，以及變壓器220/380V低壓側(cè)中性線上安裝零序電流互感器的單相接地保護(hù)。
電源中性點(diǎn)不接地時(shí)，發(fā)生單相接地故障后，電流沒(méi)有回路，零序電流互感器測(cè)量出來(lái)的是三相不平衡對(duì)地電容電流，應(yīng)采用單相接地保護(hù)。
4.1.2 架空線與無(wú)法安裝零序電流互感器時(shí)，可將三相電流互感器二次側(cè)接為星型接線，再將二次側(cè)中性線接到變配電站綜合自動(dòng)化（微機(jī)保護(hù)）裝置的零序電流保護(hù)端子上時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)零序過(guò)電流保護(hù)，稱(chēng)為零序慮序器方案。此時(shí)電源中性點(diǎn)應(yīng)接地，或通過(guò)串聯(lián)電阻接地。由于三相電流互感器變比較大，再加上一致性的影響，零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作可靠性比較差。
4.2 保護(hù)整定值計(jì)算
由于單相接地短路電流計(jì)算比較困難，零序過(guò)電流保護(hù)可按照躲過(guò)三相不平衡負(fù)荷電流來(lái)整定。變壓器的三相不平衡電流一般小于額定電流的25%，可以將此值乘以可靠系數(shù)來(lái)整定。
Iop.k = Krel ×（ 0.25.I2rt ／ nTA) A
Ksen = I”2k1min ／ Iop.k ≥ 1.5
式中： Krel 可靠系數(shù)取1.2 nTA 電流互感器變比
Irt 變壓器的額定電流，線路為過(guò)負(fù)荷電流
I”2k1min 最小運(yùn)行方式下單相接地時(shí)的短路電流
動(dòng)作時(shí)間一般取0.5 s。
5 過(guò)負(fù)荷保護(hù)配置與整定計(jì)算
5.1 保護(hù)配置
根據(jù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)情況進(jìn)行配置。
5.2 保護(hù)整定值計(jì)算
應(yīng)躲過(guò)變壓器、電動(dòng)機(jī)的額定電流，電力電容器的電容器組電流，以及線路的過(guò)負(fù)荷電流。
Iop.k = Kjx × (Irt ／ Kr . nTA) A
式中： Irt 變壓器的額定電流，線路為過(guò)負(fù)荷電流
Kjx 接線系數(shù)，相電流（星型接線）取1，相電流差（三角形接線）取√3
Kr 繼電器返回系數(shù)。取0.8～0.9 nTA 電流互感器變比
時(shí)間一般取9～15 s （躲過(guò)涌磁與起初電流）
5.3 如果在合閘熟能通過(guò)軟件來(lái)躲過(guò)上述涌流與啟動(dòng)電流，合閘后延時(shí)就可以取消，過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間也可以適當(dāng)減小。繼電器返回系數(shù)Kr的作用與設(shè)置見(jiàn)過(guò)電流保護(hù)。
6 過(guò)電壓保護(hù)
6. 1保護(hù)配置
用于高壓電力電容器保護(hù)。
6. 2 保護(hù)整定值計(jì)算
按照額定電壓的1.1倍來(lái)整定。 Uop.k = 1.1 × Ur2 V
式中：Ur2 母線額定電壓二次值
動(dòng)作時(shí)間為3～5 min。
7 低電壓與失壓保護(hù)
7. 1保護(hù)配置
低電壓保護(hù)用于高壓電動(dòng)機(jī)與高壓電力電容器保護(hù)，失壓保護(hù)用于電源進(jìn)線與高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)。
7. 2 保護(hù)整定值計(jì)算
7.1.1 高壓電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)動(dòng)作電壓取額定電壓的60%～70%。動(dòng)作時(shí)間取0.5 s。
7.1.2 高壓電力電容器低電壓保護(hù)動(dòng)作電壓取母線可能出現(xiàn)的低電壓值。
Uop.k = K min × Ur2 V
式中：K min為母線可能出現(xiàn)的最低低電壓系數(shù)取0.5 Ur2 母線額定電壓二次值
動(dòng)作時(shí)間取1～2 s。
7.1.3 電源進(jìn)線失壓保護(hù)動(dòng)作電壓可取母線額定電壓的10～20%，電流閉鎖值取0.3～0.5A
動(dòng)作時(shí)間取0.1～0.5 s（增加抗干擾能力）。
8 不平衡電流保護(hù)
8. 1 保護(hù)配置
用于高壓電力電容器保護(hù)，雙星形連接的電力電容器組，在兩個(gè)星形連接線上安裝電流互感器，單星形與三角形連接的電力電容器需要在各分組上安裝電流互感器，一般比較少用。
8. 2 保護(hù)整定值計(jì)算
動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)上最大不平衡電流。 Iop.k ≥ Krel × Ibp A
式中：Iop.k 為最大不平衡電流 Krel 可靠系數(shù) 取1.2
動(dòng)作時(shí)間取0.5～1 s（用于抗干擾）。
9 不平衡電壓保護(hù)
9. 1 保護(hù)配置
用于高壓電力電容器，電網(wǎng)三相電壓不平衡時(shí)的保護(hù)，動(dòng)作電壓取此Y/Y/△電壓互感器的△繞組。在電力電容器三相三組繞組上，安裝三個(gè)V/V型單相電壓互感器，每個(gè)電壓互感器高壓側(cè)同銘端反接后，其他兩端再接到電力電容器每個(gè)組上，當(dāng)個(gè)別電力電容器發(fā)生故障后，也會(huì)出現(xiàn)不平衡電壓。由于需要安裝三臺(tái)V/V型電壓互感器，接線復(fù)雜一般較少采用。
9. 2 保護(hù)整定值計(jì)算
應(yīng)躲過(guò)電網(wǎng)電壓的不對(duì)稱(chēng)電壓。 Uop.k = K rel × Ubp V
式中：Uop.k 電網(wǎng)最大不平衡零序電壓，由實(shí)測(cè)決定。 K rel 可靠系數(shù)取1.2
動(dòng)作時(shí)間取0.5～1 s。
10 高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)
高壓電動(dòng)機(jī)除進(jìn)行電流速斷、過(guò)電流、過(guò)負(fù)荷、低電壓與零序過(guò)電流保護(hù)設(shè)置外，還應(yīng)根據(jù)高電壓電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品技術(shù)資料，對(duì)額定電流、啟動(dòng)電流倍數(shù)、堵轉(zhuǎn)與熱保護(hù)系數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
11 高壓電動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)
11. 1 保護(hù)配置
2000 kW及以上容量的高壓電動(dòng)機(jī)應(yīng)設(shè)置差動(dòng)保護(hù)。
11. 2 保護(hù)整定值計(jì)算
11.2.1 差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作電流。 Id.set ≥（3～8）Irt A
式中：Irt 電動(dòng)機(jī)額定電流 A
11.2.2 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)差動(dòng)回路不平衡電流。
Id = Iop.min = （0.2～0.4）Irt A
式中：Iop.min 差動(dòng)保護(hù)的最小動(dòng)作電流 A Irt 電動(dòng)機(jī)額定電流 A
11.2.3 制動(dòng)系數(shù)。
K = Id／I zd 式中：Id 差動(dòng)電流 A I zd 制動(dòng)電流 A K一般取0.2～0.4
11.2.4 拐點(diǎn)電流（制動(dòng)起動(dòng)電流）。Izd.o =（0.6～0.8）I rt A 式中：Irt 電動(dòng)機(jī)額定電流 A
11.2.5 靈敏系數(shù)。
Ksen = I”2k2min ／ nTA. Iop. ≥ 2
式中 I”2k2min 最小運(yùn)行方式下保護(hù)區(qū)內(nèi)兩相短路時(shí)的短路電流
nTA 電流互感器變比 Iop 差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流
11.2.6 有些變配電站綜合自動(dòng)化（微機(jī)保護(hù)）高壓電動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)也需要計(jì)算平衡系數(shù)。由于高壓電動(dòng)機(jī)沒(méi)有一二次側(cè)問(wèn)題，電流互感器規(guī)格與接線相同時(shí)，平衡系數(shù)計(jì)算結(jié)果為1，實(shí)際上可以不再計(jì)算平衡系數(shù)。
12 變壓器差動(dòng)保護(hù)
12. 1 保護(hù)配置
6000 kVA及以上容量的變壓器以及特別重要的變壓器應(yīng)設(shè)置差動(dòng)保護(hù)。
12. 2 保護(hù)整定值計(jì)算
12.2.1 差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作電流。
Id.set ≥（5～6）I rt A
式中：I rt 電流基準(zhǔn)值（基準(zhǔn)側(cè)的額定電流） A
12.2.2 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流。
Id = Iop.min＞（0.2～0.3）I rt A
式中： Iop.min 差動(dòng)保護(hù)的最小動(dòng)作電流 A I rt 電流基準(zhǔn)值（基準(zhǔn)側(cè)的額定電流） A
12.2.3 制動(dòng)系數(shù)。
K = Id ／ I zd
式中：Id 差動(dòng)電流 A I zd 制動(dòng)電流 A K一般取0.3～0.5
12.2.4 拐點(diǎn)電流（制動(dòng)起動(dòng)電流）。 Izd.o = （0.6～0.8）I rt A
式中：I rt 電流基準(zhǔn)值（基準(zhǔn)側(cè)的額定電流） A
12.2.5 二次諧波制動(dòng)系數(shù)。一般取0.15～0.2
12.2.6 靈敏系數(shù)。
Ksen = I”2k2min ／ nTA × Iop. ≥ 2
式中：I”2k2min 最小運(yùn)行方式下保護(hù)區(qū)內(nèi)兩相短路時(shí)的短路電流
nTA 電流互感器變比 Iop 差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流
12.2.7 受變壓器一次與二次側(cè)電流互感器規(guī)格的影響，變壓器差動(dòng)保護(hù)軟件計(jì)算差流時(shí)需要乘以平衡系數(shù)。變配電站綜合自動(dòng)化（微機(jī)保護(hù)）變壓器差動(dòng)保護(hù)平衡系數(shù)計(jì)算不完全相同，需要根據(jù)所選用的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)來(lái)進(jìn)行平衡系數(shù)計(jì)算。
Kp = I 2rt / I 1rt
I 2rt = S rt × K2jx / （√3 × U 2rt × n 2TA）
I 1rt = S rt × K1jx / （√3 × U 1rt × n 1TA）
式中：S rt 變壓器額定容量
I 1rt與I 2rt 一次與二次側(cè)額定電流 U 1rt與U 2rt 一次與二次側(cè)額定電壓
K1jx與K2jx 一次與二次側(cè)接線系數(shù)
n 1TA與n 2TA 一次與二次側(cè)電流互感器變比
12.2.8 有些產(chǎn)品是以流互感器5A額定電流為基準(zhǔn)來(lái)計(jì)算平衡系數(shù)。如果以電流互感器二次側(cè)額定電流5A作為基準(zhǔn)，平衡系數(shù)等于電流互感器二次側(cè)額定電流5A除以電力變壓器高壓側(cè)與低壓側(cè)電流互感器二次側(cè)計(jì)算額定電流。
高壓側(cè)平衡系數(shù)為：Kp = 5 / I1 rt，低壓側(cè)平衡系數(shù)為： Kp = 5 / I2 rt。
13 重合閘
重合閘用于架空出線，重合方式有前加速與后加速兩種。
14 備用電流互投
備用電源互投有主供與備用兩種設(shè)置方式，根據(jù)實(shí)際需要來(lái)設(shè)置，備用電源合閘延時(shí)，根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。
