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【摘要】： 继电保护是保障电力系统安全稳定的第一道防线，继电保护定值不正确被认为是继电保护系统中的一类重要隐含故障源。保护定值不正确的原因主要有两种：一种是误整定引起；另一种是保护定值不适应电网结构或运行方式的变化。为了使保护定值计算更为接近实际故障以及模拟实际运行状况，国外保护定值计算普遍应用ETAP软件进行短路电流计算与分析。本文着重针对国内外电气保护定值计算差异进行了分析。
【关键词】：电气保护定值、标准、差异性、短路电流、母线保护、振荡
1.概述
近些年，由中国公司承揽的很多海外EPC电站项目，常常因为国内外技术标准不统一，而发生返工、被索赔等情况。其中电气保护定值就是例子，在我公司承建的海外EPC电站执行过程中，曾发生过因采用的技术标准和习惯算法与欧美咨询公司的要求不同，而导致机组迟迟不能进行送电调试。鉴于此，为更好的与国际标准接轨，为公司海外业务开拓奠定良好基础，通过对标国际知名公司，例如西门子和ABB，来剖析电气保护定值国内外标准方面存在的差异。
本文着重对国外电气保护定值计算使用的计算软件的优缺点进行了分析，同时也对计算流程、计算的基本方式、标准的区别、软件的应用等对国内外保护定值计算的差异性进行分析。
2.国内外保护定值计算差异介绍
2.1 .ETAP软件应用：
国外保护定值计算采用软件进行，优点是将动态的模拟过程直观的表现出来，尤其是有些保护需要校验灵敏度，清楚看到流过该设备的故障电流。计算软件模拟了电力系统中的动态数据，更接近实际数据。与国内手算电流相比，软件计算考虑了负荷侧的短路电流反馈。手算的短路电流一般比软件计算电流大10%。例如国外某电站2台600MW亚临界燃煤机组短路电流数据表：
2.2.计算差异性：
2.2.1标准差异性：国内外计算基于的指导性标准不一致，对于保护的可靠性系数两标准指导性意见不同，国内标准可靠性系数略偏大。
2.2.2国外针对电机保护，检测电动机负序保护的保护装置，定值设定较小，一般都采用15%的额定电流，同时采用反时限保护，在时间配合上进行一定延长，这样的好处是既能准确的判断出设备匝间短路，也解决了国内担心的因区外故障扰动或误差引起的误动作。而国内保护定值整定一般不再考虑匝间短路，负序电流设定在40%-60%的额定电流。
2.2.3计算方式差异：过流、接地等保护国内外计算方式不同，国外多采用最小短路电流乘以一个可靠性系数，就得出了保护定值的整定。而国内多采用在负荷电流的基础上，乘以一个可靠性系数，然后再与最小的短路电流进行灵敏度校验。虽然结果上，两者保护均能可靠动作，但从整定的思维来看，国内外保护定值整定还是有着本质上的区别。再如，电流二段保护，国外保护定值多采用本段保护末端最小短路电流值乘以一个可靠性系数，而国内则多采用理论计算值，采用与下一级保护配合一段乘以一个可靠性系数，然后在与本段保护末端最小短路电流进行灵敏度的校验。
2.3时限保护的应用：国外多采用反时限过流保护，利用保护曲线，反应保护切断时间多与故障电流大小有关，这样的保护对设备绝缘性要求更高，但却更符合设备稳定性要求。而国内设备过流保护多采用定时限保护，这样保护的好处是动作性快，对设备的绝缘性要求相对较低，缺点是影响设备运行的稳定性。
2.4保护配合曲线的应用：对于各级保护配置的合理性验证，国外多采用直观明了的曲线配合法，各级保护配合在图形里一目了然，而国内对保护配置合理性的验证采用理论计算法比较，不够直观。附表为依据国外常规做法验证某项目公用变压器开关与下一级开关配合情况，保护曲线配合清晰明了。
3.国内外保护原理差异
3.1针对CT的饱和度规定：关于CT的饱和度问题，国内外标准采用不一致，国外多采用45度切线法，规定CT饱和点位置，而国内多采用10%误差曲线法
国外45度切线法：表示额定准确极限系数20倍达到饱和。
3.2.振荡闭锁判断：关于电力系统振荡与短路的区别，系统振荡时，振荡电流和系统各点电压的变化率 较慢，系统短路时几乎是突变；系统振荡时，三相完全对称，没有突变负序分量 ，短路时总要长期或短期出现突变的负序分量。国外振荡逻辑主要是监测三段阻抗动作值出现，因三段阻抗动作时间较长，作为一个可靠的后备保护，考虑到振荡的特性，一二段阻抗保护不动作，则判断振荡出现。国内主要靠检测到负序电流，利用这一特性启动保护出口。
3.3升压站保护配置：目前，沙特等中东地区升压站保护多采用高阻母线差动保护和低阻差动保护，是两套原理不同的升压站母线差动保护。国内多采用低阻母线差动保护或者中阻保护。低阻差动保护是指差回路中阻抗很小，其优点是在内部故障，全部故障电流流经阻抗很低的差动回路时，差动回路上的电压不会很大，不会增大电流互感器的负担而使电流互感器饱和并产生很大的不平衡电流，同时也不会对继电器造成过电压。但在外部故障全部故障电流流过那个故障支路的电流互感器而使其饱和时，由于差动回路的阻抗低，而通过继电器的不平衡电流很大。为了使保护不误动，保护定值按躲过此不平衡电流整定，或采用制动措施，使得保护灵敏度降低 。为克服上述缺点，可在差动回路中串入一高阻，因而在外部故障使得电流互感器饱和时，可以减小差动回路的不平衡电流，不需要制动。但在内部故障时，差动回路可以危险的过电压，必须用过电压保护回路减少此过电压，以保证既能使继电器动作，又不会因过电压而损坏，这就是高阻抗差动保护的好处。
4. 结束语
从当前国内外保护定值计算的主要差异来看，国内外电气保护定值计算存在一定差异，但从其实用性来看，国外电气保护定值计算更加合理。从国内目前发展来看，软件开发与应用尚处于起步阶段，但软件的应用优点已经突显，在今后的一段时间，国内定值计算也朝着国外电气保护定值计算方法的方向发展。为缩短国内外保护定值计算的差异，尽快接軌国际标准计算方法，需在以下几个方面进一步研究：
1.计算软件的开发与应用；进一步开发国内保护定值计算软件，提高系统的智能化水平。如网络参数或保护参数发生变化时，能实现自动判断受影响区域的程序算法。
2.加强与配电自动化系统等其他智能系统的兼容。
3.加强电厂运行故障数据的收集与积累，提高并优化电气保护定值计算的方法。
参考文献：
（1） 大型发电机组继电保护整定计算与运行技术 第二版 高春如 中国电力出版社
（2） 电力系统继电保护原理 王瑞敏 农业出版社
（3） IEEE C37.96-2000 电动机保护
（4） IEC 60909 短路电流计算
（5） ETAP 电力系统分析计算高级应用软件用户手册
【关键词】：电气保护定值、标准、差异性、短路电流、母线保护、振荡
1.概述
近些年，由中国公司承揽的很多海外EPC电站项目，常常因为国内外技术标准不统一，而发生返工、被索赔等情况。其中电气保护定值就是例子，在我公司承建的海外EPC电站执行过程中，曾发生过因采用的技术标准和习惯算法与欧美咨询公司的要求不同，而导致机组迟迟不能进行送电调试。鉴于此，为更好的与国际标准接轨，为公司海外业务开拓奠定良好基础，通过对标国际知名公司，例如西门子和ABB，来剖析电气保护定值国内外标准方面存在的差异。
本文着重对国外电气保护定值计算使用的计算软件的优缺点进行了分析，同时也对计算流程、计算的基本方式、标准的区别、软件的应用等对国内外保护定值计算的差异性进行分析。
2.国内外保护定值计算差异介绍
2.1 .ETAP软件应用：
国外保护定值计算采用软件进行，优点是将动态的模拟过程直观的表现出来，尤其是有些保护需要校验灵敏度，清楚看到流过该设备的故障电流。计算软件模拟了电力系统中的动态数据，更接近实际数据。与国内手算电流相比，软件计算考虑了负荷侧的短路电流反馈。手算的短路电流一般比软件计算电流大10%。例如国外某电站2台600MW亚临界燃煤机组短路电流数据表：
2.2.计算差异性：
2.2.1标准差异性：国内外计算基于的指导性标准不一致，对于保护的可靠性系数两标准指导性意见不同，国内标准可靠性系数略偏大。
2.2.2国外针对电机保护，检测电动机负序保护的保护装置，定值设定较小，一般都采用15%的额定电流，同时采用反时限保护，在时间配合上进行一定延长，这样的好处是既能准确的判断出设备匝间短路，也解决了国内担心的因区外故障扰动或误差引起的误动作。而国内保护定值整定一般不再考虑匝间短路，负序电流设定在40%-60%的额定电流。
2.2.3计算方式差异：过流、接地等保护国内外计算方式不同，国外多采用最小短路电流乘以一个可靠性系数，就得出了保护定值的整定。而国内多采用在负荷电流的基础上，乘以一个可靠性系数，然后再与最小的短路电流进行灵敏度校验。虽然结果上，两者保护均能可靠动作，但从整定的思维来看，国内外保护定值整定还是有着本质上的区别。再如，电流二段保护，国外保护定值多采用本段保护末端最小短路电流值乘以一个可靠性系数，而国内则多采用理论计算值，采用与下一级保护配合一段乘以一个可靠性系数，然后在与本段保护末端最小短路电流进行灵敏度的校验。
2.3时限保护的应用：国外多采用反时限过流保护，利用保护曲线，反应保护切断时间多与故障电流大小有关，这样的保护对设备绝缘性要求更高，但却更符合设备稳定性要求。而国内设备过流保护多采用定时限保护，这样保护的好处是动作性快，对设备的绝缘性要求相对较低，缺点是影响设备运行的稳定性。
2.4保护配合曲线的应用：对于各级保护配置的合理性验证，国外多采用直观明了的曲线配合法，各级保护配合在图形里一目了然，而国内对保护配置合理性的验证采用理论计算法比较，不够直观。附表为依据国外常规做法验证某项目公用变压器开关与下一级开关配合情况，保护曲线配合清晰明了。
3.国内外保护原理差异
3.1针对CT的饱和度规定：关于CT的饱和度问题，国内外标准采用不一致，国外多采用45度切线法，规定CT饱和点位置，而国内多采用10%误差曲线法
国外45度切线法：表示额定准确极限系数20倍达到饱和。
3.2.振荡闭锁判断：关于电力系统振荡与短路的区别，系统振荡时，振荡电流和系统各点电压的变化率 较慢，系统短路时几乎是突变；系统振荡时，三相完全对称，没有突变负序分量 ，短路时总要长期或短期出现突变的负序分量。国外振荡逻辑主要是监测三段阻抗动作值出现，因三段阻抗动作时间较长，作为一个可靠的后备保护，考虑到振荡的特性，一二段阻抗保护不动作，则判断振荡出现。国内主要靠检测到负序电流，利用这一特性启动保护出口。
3.3升压站保护配置：目前，沙特等中东地区升压站保护多采用高阻母线差动保护和低阻差动保护，是两套原理不同的升压站母线差动保护。国内多采用低阻母线差动保护或者中阻保护。低阻差动保护是指差回路中阻抗很小，其优点是在内部故障，全部故障电流流经阻抗很低的差动回路时，差动回路上的电压不会很大，不会增大电流互感器的负担而使电流互感器饱和并产生很大的不平衡电流，同时也不会对继电器造成过电压。但在外部故障全部故障电流流过那个故障支路的电流互感器而使其饱和时，由于差动回路的阻抗低，而通过继电器的不平衡电流很大。为了使保护不误动，保护定值按躲过此不平衡电流整定，或采用制动措施，使得保护灵敏度降低 。为克服上述缺点，可在差动回路中串入一高阻，因而在外部故障使得电流互感器饱和时，可以减小差动回路的不平衡电流，不需要制动。但在内部故障时，差动回路可以危险的过电压，必须用过电压保护回路减少此过电压，以保证既能使继电器动作，又不会因过电压而损坏，这就是高阻抗差动保护的好处。
4. 结束语
从当前国内外保护定值计算的主要差异来看，国内外电气保护定值计算存在一定差异，但从其实用性来看，国外电气保护定值计算更加合理。从国内目前发展来看，软件开发与应用尚处于起步阶段，但软件的应用优点已经突显，在今后的一段时间，国内定值计算也朝着国外电气保护定值计算方法的方向发展。为缩短国内外保护定值计算的差异，尽快接軌国际标准计算方法，需在以下几个方面进一步研究：
1.计算软件的开发与应用；进一步开发国内保护定值计算软件，提高系统的智能化水平。如网络参数或保护参数发生变化时，能实现自动判断受影响区域的程序算法。
2.加强与配电自动化系统等其他智能系统的兼容。
3.加强电厂运行故障数据的收集与积累，提高并优化电气保护定值计算的方法。
参考文献：
（1） 大型发电机组继电保护整定计算与运行技术 第二版 高春如 中国电力出版社
（2） 电力系统继电保护原理 王瑞敏 农业出版社
（3） IEEE C37.96-2000 电动机保护
（4） IEC 60909 短路电流计算
（5） ETAP 电力系统分析计算高级应用软件用户手册