距离保护整定计算
现以图2所示多电源电网为例,说明三段式距离保护1的整定计算方法。和方向电流保护一样,保护1、3、5为一组2、4、6为另一组,由于各自具有方向性,故只需在同一组保护间进行配合。
图2三段式距离保护整定计算说明图
(a)网络图例;(b)时限特性
保护动作阻抗Z act(一次动作阻抗)的整定计算
1.距离I段
为了保证选择性,保护1瞬时动作的距离I段动作阻抗应按躲过相邻下一元件首端(图
2中的K1、K2点)短路的条件选择,即Z act.1Ⅰ.=K rel Z1L AB
式中K rel—可靠系数,一般取0.8~0.85;
Z1--线路每公里的正序阻抗。
按式Z act.1Ⅰ.=K rel Z1L AB整定的距离I段,不管系统运行方式如何变化,其保护范围不变,即保护线路全长的80%一85%,这是电流速断保护无法比拟的,
2、距离Ⅱ段
(1)保护1距离Ⅱ段应与相邻线路BC的距离I段的保护范围相配合,并引人分支系数,考虑助增(或汲出)电流对保护1距离Ⅱ段测量阻抗的影响,即Z act.1Ⅱ=K rel.(Z1L AB+K bar.BC Z act.3Ⅰ)
式中Z act.3Ⅰ一相邻线路保护3距离1段的动作阻抗:
K bar.BC—考虑助增(或线路BC汲出)电流对保护1而言的分支系数,应取可能的最小值K rel—可靠系数,一般取0.8.
(2)对于图2(a)所示网络,因与线路AB相邻的还有降压变压器T,故保护1的距离Ⅱ段还应躲过线路末端降压变压器低压侧母线上(图2,a中的K3点)的短路,即Z act.1Ⅱ=K rel.T.(Z1L AB+K bar.T Z T.MIN)
式中Z T.MIN-变压器的最小等值阻抗:
K bar.T考虑助增(或变压器汲出)电流对保护1而言的分支系数；
K rel.T—与变压器配合的可靠系数,考虑到Z T.MIN有较大偏差,故取K rel.T≈0.7.
按式1和式2算出两个结果,取其中较小者作为Z act.1Ⅱ的整定值,此时t1Ⅱ=t3Ⅰ+△t=0.5s
保护1距离Ⅱ段应按被保护线路AB末端短路校验灵敏系数,即Ksen=Z act.1Ⅱ/Z1L AB>1.3-1.5若灵敏系数不满足要求,可改为与保护3的Ⅱ段配合,即Z act.1Ⅱ=K rel.(Z1L AB+K bar.BC Z act.3Ⅰ)
相应的t1Ⅱ=t3Ⅰ+△t
3.距离Ⅲ段
若采用阻抗继电器作为距离Ⅲ段的测量元件时,则动作阻抗应按躲过最小负荷阻抗整定,以保证正常运行情况下距离Ⅲ段不误动作,即Z act.1Ⅲ=Z L.min/K rel K r K ast
式中K rel可靠系数,取1.2-1,3:
K r返回系数,取1.15-1.25
K ast-考虑电动机自起动时使电流增大、电压降低的自起动系数;
Z L.min未考虑电动机自起动影响的最小负荷阻抗,其值可按下式计算Z L.min =0.9U rat.ph/I L.max 式中U rat.ph一电网的额定相电压:
I L.max未考虑电动机自起动的最大负荷电流,
：___________ 班级: ___________ 序号：___________ 输电线路的距离保护习题 一、填空题： 1、常规距离保护一般可分 为、和三部分。 2、距离保护I段能够保护本线路全长的。 3、距离保护第Ⅲ段的整定一般按照躲开来整定。 4、阻抗继电器按比较原理的不同，可分为式 和式。 5、方向阻抗继电器引入非故障相电压的目的是为了__________________________________。 6、若方向阻抗继电器和全阻抗继电器的整定值相同，___________继电器受过渡电阻影响 大，继电器受系统振荡影响大。 7、全阻抗继电器和方向阻抗继电器均按躲过最小工作阻抗整定，当线路上发生短路时， _______________继电器灵敏度更高。 8、校验阻抗继电器精工电流的目的是__________________。 9、阻抗继电器的0°接线是指_________________，加入继电器的___________________。 10、助增电流的存在，使距离保护的测量阻抗，保护范 围，可能造成保护的。 11、根据《220~500kV电网继电保护装置运行整定规程》的规定，对50km以下的线路，相间距离保护中应有对本线末端故障的灵敏度不小于的延时保护。 二、选择题： 1、距离保护装置的动作阻抗是指能使阻抗继电器动作的。
（A）最小测量阻抗；（B）最大测量阻抗；（C）介于最小与最大测量阻抗之间的一个定值；（D）大于最大测量阻抗的一个定值。 2、为了使方向阻抗继电器工作在状态下，故要求继电器的最大灵敏角等于被保护线路的阻抗角。最有选择；（B）最灵敏；（C）最快速；（D）最可靠。 3、距离保护中阻抗继电器，需采用记忆回路和引入第三相电压的 是。 （A）全阻抗继电器；（B）方向阻抗继电器；（C）偏移特性的阻抗继电器；（D）偏移特性和方向阻抗继电器。 4、距离保护是以距离元件作为基础构成的保护装置。 (A)测量；（B）启动；（C）振荡闭锁；（D）逻辑。 5、从继电保护原理上讲，受系统振荡影响的有。 (A)零序电流保护；（B）负序电流保护；（C）相间距离保护；（D）相间过流保护。 6、单侧电源供电系统短路点的过渡电阻对距离保护的影响是。 (A)使保护范围伸长；（B）使保护范围缩短；（C）保护范围不变；（D）保护范围不定。 7、方向阻抗继电器中，记忆回路的作用是。 （A）提高灵敏度；（B）消除正向出口三相短路的死区；（C）防止反向出口短路动作；（D）提高选择性。 8、阻抗继电器常用的接线方式除了00接线方式外，还有。（A）900接线方式? （B）600接线方式? （C）300接线方式? （D）200接线方式 三、判断题： 1、距离保护就是反应故障点至保护安装处的距离，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。（） 2、距离Ⅱ段可以保护线路全长。() 3、距离保护的测量阻抗的数值随运行方式的变化而变化。（） 4、方向阻抗继电器中，电抗变压器的转移阻抗角决定着继电器的最大灵敏角。（） 5、阻抗继电器的最小精确工作电压，就是最小精确工作电流与电抗变压器转移阻抗值的乘积。（） 6、在距离保护中，“瞬时测定”就是将距离元件的初始动作状态，通过起动元件的动作而固定下来，以防止测量元件因短路点过渡电阻的增大而返回，造成保护装置拒绝动作。()
距离保护整定计算例题 题目：系统参数如图，保护1配置相间距离保护，试对其距离I 段、II 段、III 段进行整定，并校验距离II 段、III 段的灵敏度。取z1=0.4/km ，线路阻 抗角为75 ，Kss=1.5，返回系数Kre=1.2，III 段的可靠系数Krel=1.2。要 求II 段灵敏度 1.3~1.5，III 段近后备 1.5，远后备 1.2。 解： 1、计算各元件参数，并作等值电路 Z MN =z 1l MN =0.430=12.00 Z NP =z 1l NP =0.460=24.00 Z T = 100% K U T T S U 2=1005 .105 .311152 =44.08 2、整定距离I 段 Z I set1=K I rel Z MN =0.8512=10.20 t I 1=0s Z I set3=K I rel Z NP =0.85 24=20.40 t I 3=0s 3、整定距离II 段并校验灵敏度 1)整定阻抗计算 (1)与相邻线路I 段配合
Z II set1=K II rel (Z MN +Kbmin Z I set3 )=0.8(12+2.0720.40)=43.38 (2)与变压器速断保护配合 Z II set1=K II rel (Z MN +Kbmin Z T )=0.7(12+2.0744.08)=72.27 取Z II set1=Min( (1),(2))=43.38 2)灵敏度校验 K II sen =MN set II Z Z 1 =43.38/12=3.62 ( 1.5)，满足规程要求 3）时限 t II 1=0.5s 4、整定距离III 段并校验灵敏度 1)最小负荷阻抗 Z Lmin Z Lmin =Lman L I U min =Lman N I U 9.0=35.03 /1109.0?=163.31 Cos L =0.866， L= 30 2）负荷阻抗角方向的动作阻抗Z act （30） Z act （30 ）= re ss rel L K K K Z min =2 .15.12.131.163??=75.61 3）整定阻抗Z III set1， set =75 (1)采用全阻抗继电器 Z III set1= Z act （30 ） =75.61， set =75 （2）采用方向阻抗继电器 Z III set1 = )cos() 30(L set act Z ??-?=) 3075(61.75?-?COS =106.94
例3-1 在图3—48所示网络中，各线路均装有距离保护，试对其中保护1的相间短路保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段进行整定计算。已知线路AB 的最大负荷电流350max L =?I A,功率因数9.0cos =?，各线路每公里阻抗Ω=4.01Z /km ，阻抗角 70k =?，电动机的自起动系数1ss =K ,正常时母线最低工作电压min MA ?U 取等于110(9.0N N =U U kV )。 图3—48 网络接线图 解： 1.有关各元件阻抗值的计算 AB 线路的正序阻抗 Ω=?==12304.0L 1AB AB Z Z BC 线路的正序阻抗 Ω=?==24604.0L 1BC BC Z Z 变压器的等值阻抗 Ω=?=?= 1.445 .311151005.10100%2 T 2 T k T S U U Z 2．距离Ⅰ段的整定 (1)动作阻抗： Ω=?==2.101285.0rel 1.AB op Z K Z Ⅰ Ⅰ (2)动作时间：01=Ⅰ t s 3．距离Ⅱ段 (1)动作阻抗：按下列两个条件选择。 1)与相邻线路BC 的保护3(或保护5)的Ⅰ段配合 )(min b rel rel 1.op BC AB Z K K Z K Z ?+=Ⅰ ⅡⅡ 式中，取8.0,85.0rel rel ==Ⅱ ⅠK K ， min b ?K 为保护3的Ⅰ段末端发生短路时对保护
1而言的 图3-49 整定距离Ⅱ段时求min .jz K 的等值电路 最小分支系数，如图3-49所示，当保护3的Ⅰ段末端1d 点短路时， 分支系数计算式为 215.112)15.01(B A B B A 12b ???? ? ??++=+?++== X Z X Z Z X X Z X I I K AB BC BC AB 为了得出最小的分支系数min b ?K ,上式中A X 应取可能最小值，即A X 最小，而B X 应取最大可能值，而相邻双回线路应投入，因而 19.1215 .11301220min .b =??? ? ??++=K 于是 Ω=??+=''02.29)2485.019.112(8.01.dz Z 2)按躲开相邻变压器低压侧出口2d 点短路整定（在此认为变压器装有可保护变压器全部的差动保护，此原则为与该快速差动保护相配合）， )(T min .b rel 1.op Z K Z K Z AB ?+=Ⅱ Ⅱ 此处分支系数min b ?K 为在相邻变压器出口2k 点短路时对保护1的最小分支系数，由图3-53可见 Ω =?+==++=++== ?3.72)1.4407.212(7.007.2130122011.op max .B min .A 13min b ⅡZ X Z X I I K AB
如下图所示网络中采用三段式相间距离保护为相间短路保护。已知线路每公里阻抗Z 1=km /Ω，线路阻抗角?=651?，线路AB 及线路BC 的最大负荷 电流I m ax .L =400A ，功率因数cos ?=。K I rel =K ∏rel =，K I ∏ rel =，K ss =2，K res =，电源 电动势E=115kV ，系统阻抗为X max .sA =10Ω，X min .sA =8Ω，X max .sB =30Ω，X min .sB =15Ω；变压器采用能保护整个变压器的无时限纵差保护；t ?=。归算至115kV 的变压器阻抗为Ω，其余参数如图所示。当各距离保护测量元件均采用方向阻抗继电器时，求距离保护1的I ∏∏I 、、段的一次动作阻抗及整定时限，并校 验I ∏∏、段灵敏度。（要求∏sen ≥；作为本线路的近后备保护时，I ∏sen ≥；作为相邻下一线路远后备时，I ∏sen ≥） 解：（1）距离保护1第I 段的整定。 1） 整定阻抗。 11.Z L K Z B A rel set -I I ==Ω=??6.94.0308.0 2)动作时间：s t 01=I 。 （2）距离保护1第∏段的整定。 1）整定阻抗：保护1 的相邻元件为BC 线和并联运行的两台变压器，所以 ∏段整定阻抗按下列两个条件选择。
a ）与保护3的第I 段配合。 I -∏∏+=3.min .11.(set b B A rel set Z K Z L K Z ） 其中， Ω=??==-I I 16.124.0388.013.Z L K Z C B rel set ； min .b K 为保护3 的I 段末端发生短路时对保护1而言的最小分支系数（见图 4-15）。 当保护3的I 段末端K 1点短路时，分支系数为sB AB sB sA b X X X X I I K ++==12 （4-3） 分析式（4-3）可看出，为了得出最小分支系数，式中SA X 应取最小值min .SA X ；而SB X 应取最大值max .SB X 。因而 max .min .min .1sB AB sA b X Z X K ++ ==1+30 30 4.08?+= 则 Ω=?+??=∏ 817.25)16.12667.14.030(8.01.set Z b ）与母线B 上所连接的降压变压器的无时限纵差保护相配合，变压器保护范围直至低压母线E 上。由于两台变压器并列运行，所以将两台变压器作为一个整体考虑，分支系数的计算方法和结果同a ）。 ?? ? ??+=-∏∏2min .1t b B A rel set Z K Z L K Z =Ω=? +??078.66)27.84667.14.030(8.0 为了保证选择性，选a ）和b ）的较小值。所以保护1第 ∏段动作阻抗为
2三段式电流保护的整定计算 1、瞬时电流速断保护 整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流 整定计算公式： 式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取1.2～1.3。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验：
式中： X1— —线 路的 单位 阻抗， 一般 0.4Ω /KM； Xsmax ——系统最大短路阻抗。 要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护 整定计算原则： 不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故： 式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取1.1～1.2； △t——时限级差，一般取0.5S； 灵敏度校验：
规程要求： 3、定时限过电流保护 定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备 以及相邻线路或元件的远后备。 动作电流按躲过最大负荷 电流整定。 式中： KⅢrel——可靠系数，一般 取1.15～1.25； Krel——电流继电器返回系数，一般取0.85～0.95； Kss——电动机自起动系数，一般取1.5～3.0； 动作时间按阶梯原则递推。 灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。 式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电流。 要求：作近后备使用时，Ksen≥1.3～1.5 作远后备使用时，Ksen≥1.2
段式电流保护的整定及 计算 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-
2三段式电流保护的整定计算1、瞬时电流速断保护整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流整定计算公式： 式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取～。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验： 式中： X1——线路的单位阻抗，一般Ω/KM；
Xsmax —— 系统 最大 短路 阻 抗。 要求 最小 保护 范围 不得 低于 15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护 整定计算原则：不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故： 式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取～； △t——时限级差，一般取；灵敏度校验： 规程要求：3、定时限过电流保护定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备以及相邻线路或元件的远后备。动作电流按躲过最大负荷电流整定。 式中： KⅢrel——可靠系数，一般取～； Krel——电流继电器返回系数，一般取～；
Kss——电动机自起动系 数，一般取～；动作时间 按阶梯原则递推。 灵敏度分别按近后备和远 后备进行计算。 式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短 路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电 流。 要求：作近后备使用时，Ksen≥～ 作远后备使用时，Ksen≥注意：作近后备使用时，灵敏系数校验点取本条线路最末端；作远后备使用时，灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端； 4、三段式电流保护整定计算实例 如图所示单侧电源放射状网络，AB和BC均设有三段式电流保护。已知：1）线路AB长20km，线路BC长30km，线路电抗每公里欧姆；2)变电所B、C中变压器连接组别为Y，d11，且在变压器上装设差动保护；3）线路AB的最大传输功率为，功率因数，自起动系数取；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗欧，系统最小电抗欧。试对AB线路的保护进行整定计算并校验其灵敏度。 解：（1）短路电流计算注意：短路电流计算值要注意归算至保护安装处电压等级，否则会出现错误；双侧甚至多侧电源网络中，应取流经保护的短路电流值；在有限系统中，短路电流数值会随时间衰减，整定计算及灵敏度校验时，精确计算应取相应时间处的短路电流数值。 B母线短路三相、两相最大和最小短路电流为： =1590（A）
第1章输电线路保护配置与整定计算 重点：掌握110KV及以下电压等级输电线路保护配置方法与整定计算原则。 难点：保护的整定计算 能力培养要求：基本能对110KV及以下电压等级线路的保护进行整定计算。 学时：4学时 主保护：反映整个保护元件上的故障并能以最短的延时有选择地切除故障的保护称为主保护。 后备保护：主保护拒动时，用来切除故障的保护，称为后备保护。 辅助保护：为补充主保护或后备保护的不足而增设的简单保护。 一、线路上的故障类型及特征： 相间短路（三相相间短路、二相相间短路） 接地短路（单相接地短路、二相接地短路、三相接地短路） 其中，三相相间短路故障产生的危害最严重；单相接地短路最常见。相间短路的最基本特征是：故障相流动短路电流，故障相之间的电压为零，保护安装处母线电压降低；接地短路的特征： 1、中性点不直接接地系统 特点是： ①全系统都出现零序电压，且零序电压全系统均相等。 ②非故障线路的零序电流由本线路对地电容形成，零序电流超前零序电压90°。 ③故障线路的零序电流由全系统非故障元件、线路对地电容形成，零序电流滞后零序电压90°。显然，当母线上出线愈多时，故障线路流过的零序电流愈大。 ④故障相电压（金属性故障）为零，非故障相电压升高为正常运行时的相间电压。 ⑤故障线路与非故障线路的电容电流方向和大小不相同。
因此中性点不直接接地系统中，线路单相故障可以反应零序电压的出现构成零序电压保护；可以反应零序电流的大小构成零序电流保护；可以反应零序功率的方向构成零序功率方向保护。 2、中性点直接接地系统 接地时零序分量的特点： ①故障点的零序电压最高，离故障点越远处的零序电压越低，中性点接地变压器处零序电压为零。 ②零序电流的分布，主要决定于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关。 ③在电力系统运行方式变化时，如果输电线路和中性点接地的变压器数目不变，则零序阻抗和零序等效网络就是不变的。但电力系统正序阻抗和负序阻抗要随着系统运行方式而变化，将间接影响零序分量的大小。 ④对于发生故障的线路，两端零序功率方向与正序功率方向相反，零序功率方向实际上都是由线路流向母线的。 二、保护的配置 小电流接地系统（35KV及以下）输电线路一般采用三段式电流保护反应相间短路故障；由于小电流接地系统没有接地点，故单相接地短路仅视为异常运行状态，一般利用母线上的绝缘监察装置发信号，由运行人员“分区”停电寻找接地设备。对于变电站来讲，母线上出线回路数较多，也涉及供电的连续性问题，故一般采用零序电流或零序方向保护反应接地故障。 对于短线路、运行方式变化较大时，可不考虑Ⅰ段保护，仅用Ⅱ段+Ⅲ段保护分别
本科毕业设计（论 文) 继电保护整定计算的分析与研究 —距离保护整定计算 指导老师 学号 二O一二年六月 中国南京
摘要 继电保护是电力系统安全运行的防护线,继电保护的整定计算是继电保护装置正确动作的关键。随着电力系统的快速发展，电力系统的网络构成日趋复杂,继电保护的整定也越来越复杂,而且更费时费力，也更容易出错。规范继电保护整定计算,提高继电保护整定计算水平对于减少设备事故或杜绝事故的发生具有深刻的意义。如果能成功编制一款软件，该软件能够在各种各样的系统运行方式下,根据整定原则计算出继电保护装置的整定值，使装置正确动作,那么将很大程度上减少工作人员的工作量,使工作效率大大提高。 本文以三段式距离保护为例，介绍了如何利用软件开发工具Ｍatlab编制三段式距离保护软件。主要使用了Maｔlab的GUI(图形用户界面)功能将距离保护整定计算划分成五个模块。用户通过这些模块的提示，能准确快速地计算出整个网络的继电保护装置的整定值，并且用户还可以根据系统运行方式的变化修改整定计算算法,使整定值能够适用于多种不同的运行方式,实现了整定计算过程的自动化和智能化。 【关键词】继电保护距离保护整定计算 Matｌａb
Abstract Relay ｐrotｅctioｎ is ｔｈe lｉｎe of defenｃｅｏf safetｙｏperaｔion of the ｐoｗer system.Seｔtｉnｇcalculation of relaｙprotection is ｔhe key to the ｒiｇhｔ action of relay ｐrotecｔion ｄｅｖｉces． With thｅ develｏpmｅｎt of power systｅm, pｏweｒsystem network iｓbecｏming mｏｒｅａnd more ｃomｐｌex, tｈe rel ａy protｅction ｉs becoｍiｎｇｍｏre anｄ more coｍplex, aｎd more ｔiｍｅ－ｃｏnsuminｇ and lａbｏrious, but alsｏｍore ｐrone ｔo e ｒror．Speｃificａtiｏn fｏｒ and raiｓｅ the ｌeｖel of setting calculatｉon ｏｆ relay proｔeｃtioｎhas pｒofound ｓｉgnifｉcａｎce on ｔｈe ｒeｄuctioｎ of equipment ａccidenｔ anｄ aｖｏiｄing the hａppeninｇｏf ａccideｎts．If we cａn suｃｃｅｓｓfully devｅlop a piece oｆsoftware，ｔhe softwaｒe ｃan cａlculａtｅthe ｓettiｎg values in ｖarious opｅratｉng mode of ｔhe system acｃoｒdi ｎg to ｔhe ｐｒinｃiplｅｓ of sｅtｔｉng calｃｕlaｔion of relay protection ｄeｖｉｃｅ setting vaｌｕe， so thａt the relay protｅc ｔion ｄeｖiｃeｓwiｌl aｃt coｒrectly．Ｉｔｗill ｇｒeaｔly r ｅduｃe thｅ workload of staｆf, greａｔly improvｅtｈe wｏrk ｅｆficieｎcｙ. The pａｐer tａkeｓｔhｒee sections ｄiｓtance pｒoｔeｃtion f ｏr an exaｍple anｄｉntroｄｕcｅｓhow to prｏgrａme thｅ thr ｅe seｃtionｓ distaｎcｅ pｒotｅｃｔioｎｗith ｔhｅ sofｔｗarｅ dｅvｅlｏｐinｇ tool－－Ｍatlab. The setｔing ｃalcuｌａtion of ｄistaｎce pｒoｔｅctｉoｎ is ｄiviｄed ｉnto fivｅ modulｅs by thhe mａin function of Maｔｌａb－－ＧUI （ｇraphｉcal user interfaｃe ). Through tｈｅse modulｅs tips, users cａn accurately aｎd ｑｕicｋlｙcalculate tｈｅ rｅｌay proｔｅctｉｏn device sｅttｉng ｖalｕeｓ of t ｈe entiｒe network, anｄ tｈe users caｎ alsｏchａｎｇｅｔhｅ
距离保护的整定计算 一、距离保护第一段 1.动作阻抗 (１)对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定，即取 AB K dz Z k Z '='?1 2．动作时限 0≈'t 秒。 二、距离保护第二段 1．动作阻抗 （1）与下一线路的第一段保护范围配合，并用分支系数考虑助增及外汲电流对测量阻抗的影响，即 ()BC k fz AB k dz Z K K Z K Z '+''=''?1 式中 fz K 为分支系数 min ???? ??=AB BC fz I I K （2）与相邻变压器的快速保护相配合 ()B fz AB k dz Z K Z K Z +''=''?1 取（1）、（2）计算结果中的小者作为1?''dz Z 。 2. 动作时限 保护第Ⅱ段的动作时限，应比下一线路保护第Ⅰ段的动作时限大一个时限阶段，即 12C A B A ' 图3-50 电力系统接线图 A Z 'B A B Z B C Z Z 'Z ''Z ' ''00.5t Z 'Z ''Z ' ''00.5t 3 A Z 12C A B A ' 图3-50 电力系统接线图A Z 'B A B Z B C Z Z 'Z ''Z ' ''00.5t Z 'Z ''Z ' ''00.5t 3 A Z
t t t t ?≈?+'=''21 3.灵敏度校验 5.1≥''= AB dz lm Z Z K 如灵敏度不能满足要求，可按照与下一线路保护第Ⅱ段相配合的原则选择动作阻抗，即 ()2.dz fz AB k dz Z K Z K Z ''+''='' 这时，第Ⅱ段的动作时限应比下一线路第Ⅱ段的动作时限大一个时限阶段，即 t t t ?+''=''21 三、 距离保护的第三段 1．动作阻抗 按躲开最小负荷阻抗来选择，若第Ⅲ段采用全阻抗继电器，其动作阻抗为 min .1.1 fh zq h k dz Z K K K Z '''=''' 式中 2．动作时限 保护第Ⅲ段的动作时限较相邻与之配合的元件保护的动作时限大一个时限阶段，即 t t t ?+'''='''2 3．灵敏度校验 作近后备保护时 5.11.≥'''= ?AB dz lm Z Z K 近 作远后备保护时 2 .1≥+'''= ?BC fz AB dz lm Z K Z Z K 远 式中，K fz 为分支系数，取最大可能值。 思考：灵敏度不能满足要求时，怎么办？ 解决方法：采用方向阻抗继电器，以提高灵敏度 方向阻抗继电器的动作阻抗的整定原则与全阻抗继电器相同。考虑到正常运行时，负荷阻抗的阻抗角 fh ?较小， （约为 25），而短路时，架空线路短路阻抗角d ?较大（一般约为 65~ 85）。如果选取方向阻抗继电器的最大灵敏角d lm ??=，则方向阻抗继电器的动作阻抗为
2. 对0o接线的相间方向阻抗继电器， 1）说明其接线方式； 2）写出其相位比较式动作方程； 3）画出动作特性； 4）当加入继电器的电压和电流相位差m m I U arg 为65o和85o时，测得的动作阻 抗均为12.5Ω。计算该阻抗继电器的整定阻抗和最大灵敏角。 解： (1) 0°接线的相间方向阻抗继电器的接线方式为：U I ? ? ，三个相间阻抗继电器接线分别为： AB AB A B U Z I I = -；BC BC B C U Z I I =-；CA CA C A U Z I I =- (2)其相位比较式动作方程为： 0090270m m m set U arg U I Z ≤≤- 或 0090arg 90m set m m I Z U U --≤≤ 或 0090270m m set Z arg Z Z ≤≤-或 0090arg 90set m m Z Z Z --≤≤ (3)动作特性如下： (4) 0008565752sen ?+==； 00 12.512.7cos(7565) set Z ==Ω-
4. 如图所示，各线路均装有距离保护，单位长度阻抗为km 1/4.0Ω=z ，试对保 护1的距离II 段进行整定计算，并校验灵敏系数。（85.0=I rel K ，8.0=II rel K ） 解： 20.85900.430.6set Z I =??=Ω 保护1的Ⅱ段与保护1的Ⅰ段配合时，最小分支系数为： min 0.5b k = 所以： 10.8(600.40.530.6)31.44set Z =??+?=Ω 131.44 1.310.460 sen k = =? 6. 图示系统，保护1装有0o接线的相间方向阻抗继电器。 1 2 M E δj e E E -=M N 20∠80oΩ 12∠80oΩ22∠80oΩ 1）计算保护1的距离I 段的定值（85.0=I rel K ）； 2）画出系统振荡时，保护1的阻抗继电器测量阻抗变化轨迹； 3）计算当 180=δ时，保护1的阻抗继电器的测量阻抗； 4）保护1的距离I 段在系统振荡情况下是否会误动？ 5）设 0=δ，在线路出口发生经过渡电阻Ω=4g R 的三相短路，计算保护1的阻抗继电器的测量阻抗。 解： (1)保护1的距离Ⅰ段定值为： 10.8520set rel L Z K Z I I ==?＝17 Ω
第二节 阻抗继电器动作特性 四. 方向阻抗继电器的死区及死区的消除方法 当保护出口正方向发生相间短路时，故障线路母线上的残余电压将降低到零，即。由动作方程分析，继电器不动作。这种不动作的范围，称为保护装置的“死区”。为了减小和消除死区，常采用以下措施。 1．增加记忆回路 引入记忆电压。 2．引入第三相电压 五、阻抗继电器的精工电流和精工电压 1.阻抗继电器测量阻抗与测量电流的关系曲线： 由图可见，当加入继电器的电流较小时，继电器的动作阻抗将下降，使阻抗继电器的实际保护范围缩短。I op.min-----阻抗继电器的最小动作电流。这将影响到与相邻线路阻抗元件的配合，甚至引起非选择性动作。 2.阻抗继电器的精工电流和精工电压 为了把动作阻抗的误差限制在一定的范围内，规定了精工电流。所谓精工电流，就是当继电器的动作阻抗时，通过的电流。 Iacmin-----阻抗继电器的最小精确工作电流 Iacmax-----阻抗继电器的最大精确工作电流 为了便于衡量阻抗继电器的灵敏度，有时应用精工电压作为继电器的质量指标。所谓精工电压就是精工电流和整定阻抗的乘积，用表示。 第3节阻抗继电器的接线方式 根据距离保护的工作原理，加入继电器的电压和电流应满足如下要求： 1．继电器的测量阻抗应能准确判断故障地点，即与故障点至保障
安装处的距离成正比。 2．继电器的测量阻抗应与故障类型无关，即保护范围不随故障类型而变化。 类似功率方向继电器的定义方式，阻抗继电器常用的接线方式有四类，如表3-1中所示。表3-1 阻抗继电器的常用接线方式 0°－30°30° KR1 KR2 KR3 继电器 接线方式 第五节距离保护的整定计算 以图3－46 为例，说明三段式距离保护的整定计算。 图3—46 电力系统接线图 一、距离保护第一段 1.动作阻抗 (１)对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定，即取 式中—可靠系数，取0.8~0.85。 2．动作时限：人为延时为零，即秒。 二、距离保护第二段 1．动作阻抗 （1）与下一线路的第一段保护范围配合，并用分支系数考虑助增及外汲电流对测量阻抗的影响，即
继电保护整定计算例题 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
如下图所示网络中采用三段式相间距离保护为相间短路保护。已知线路每公里阻抗Z 1=km /Ω，线路阻抗角?=651?，线路AB 及线路BC 的最大负荷电流 I m ax .L =400A ，功率因数cos ?=。K I rel =K ∏ rel =，K I ∏rel =，K ss =2，K res =，电源电动 势E=115kV ，系统阻抗为X max .sA =10Ω，X min .sA =8Ω，X max .sB =30Ω，X min .sB =15Ω；变压器采用能保护整个变压器的无时限纵差保护；t ?=。归算至115kV 的变压器阻抗为Ω，其余参数如图所示。当各距离保护测量元件均采用方向阻抗继电器时，求距离保护1的I ∏∏I 、、段的一次动作阻抗及整定时限，并校验I ∏ ∏、段灵敏度。（要求∏ sen ≥；作为本线路的近后备保护时，I ∏sen ≥；作为相邻下一线 路远后备时，I ∏sen ≥） 解：（1）距离保护1第I 段的整定。 1）整定阻抗。 11.Z L K Z B A rel set -I I ==Ω=??6.94.0308.0 2)动作时间：s t 01=I 。 （2）距离保护1第∏段的整定。 1）整定阻抗：保护1 的相邻元件为BC 线和并联运行的两台变压器，所以∏段整定阻抗按下列两个条件选择。
a ）与保护3的第I 段配合。 I -∏∏+=3.min .11.(set b B A rel set Z K Z L K Z ） 其中， Ω=??==-I I 16.124.0388.013.Z L K Z C B rel set ； min .b K 为保护3 的I 段末端发生短路时对保护1而言的最小分支系数（见图4- 15）。 当保护3的I 段末端K 1点短路时，分支系数为sB AB sB sA b X X X X I I K ++== 12 （4-3） 分析式（4-3）可看出，为了得出最小分支系数，式中SA X 应取最小值min .SA X ；而SB X 应取最大值max .SB X 。因而 max .min .min .1sB AB sA b X Z X K ++==1+30304.08?+= 则 Ω=?+??=∏817.25)16.12667.14.030(8.01.set Z b ）与母线B 上所连接的降压变压器的无时限纵差保护相配合，变压器保护范围直至低压母线E 上。由于两台变压器并列运行，所以将两台变压器作为一个整体考虑，分支系数的计算方法和结果同a ）。 ?? ? ??+=-∏∏2min .1t b B A rel set Z K Z L K Z =Ω=?+??078.66)27.84667.14.030(8.0
第一讲 线路保护整定计算 1）三个电压等级各选一条线路进行线路保护整定 2）110千伏线路最大负荷电流可根据给定条件计算，35和10千伏线路可按300安计算。 第一节 10千伏线路保护的整定计算 原则： 电流保护具有简单、可靠、经济的优点。对35千伏及以下电网，通常采用 三段式电流保护加重合闸的保护方式，对复杂网络或电压等级较高网络，很难满足选择性、灵敏性以及速动性的要求。 整定计算： 对10千伏线路通常采用三段式电流保护即可满足要求，实际使用时可以 根据需要采用两段也可以采用三段保护。 根据保护整定计算原则： 电流速断，按照躲过本线路的末端短路最大三相短路电流整定 I set1= k rel I kmax /n TA 本式要求 一次、二次的动作电流都需要计算。 注意问题：1）归算至10千伏母线侧的综合阻抗 2）计算最大三相短路电流， (3)k S k E E Z Z Z I φφ∑ = = + 3）计算最小两相短路电流，校核保护范围 min s max set 1 ) 12X l Z I = - m i n m i n 100%%l l L = ? 4）选择线路适当长度（选一条）计算 5）动作时限0秒。 限时电流速断，与相邻线路一段配合整定。由于现在的10 千伏线路一般都是放射形线路，没有相邻线路，可不设本段保护
过电流保护，即电流保护第III 段，按照躲过本线路的最大负荷电流整定 rel ss set L.max re = K K I K I 式中 K rel ——可靠系数，一般采用1.15—1.25； K ss ——自起动系数，数值大于1，由网络具体接线和负荷性质确定； K re ——电流继电器的返回系数,一般取0.85。 校核末端短路的灵敏度。 动作时限 由于不需要与相邻线路配合，可取0.5秒。防止配变故障时保护的误动作。 目前采用微机型保护，都配有带低电压闭锁的电流保护，以及线路重合闸。 第二节 35千伏线路保护的整定计算 原则： 对35千伏电网，通常采用三段式电流保护加重合闸的保护方式可以满足要求，但对于复杂网络、环形网络，很难满足要求。 对35千伏线路，有时可能有相邻线路，因此需要三段式保护，如果是只有相邻变压器，则限时电流速断保护应按照躲过变压器低压侧短路整定，时间则取0.5秒，但应校核本线路末端短路的灵敏度。 电流速断，按照躲过本线路的末端短路最大三相短路电流整定 I set1= k rel I kmax /n TA 本式要求 一次、二次的动作电流都需要计算。 注意问题：1）归算至35千伏母线侧的综合阻抗 2）计算最大三相短路电流， (3)k S k E E Z Z Z I φφ∑= = + 3）计算最小两相短路电流，校核保护范围 min s max set 1 ) 12X l Z I = - m i n m i n 100%%l l L = ? 4）选择线路适当长度（选一条）计算
姓名：___________ 班级: ___________ 序号：___________ 输电线路的距离保护习题 一、填空题： 1、常规距离保护一般可分 为、和三部分。 2、距离保护I段能够保护本线路全长的。 3、距离保护第Ⅲ段的整定一般按照躲开来整定。 4、阻抗继电器按比较原理的不同，可分为式 和式。 5、方向阻抗继电器引入非故障相电压的目的是为了__________________________________。 6、若方向阻抗继电器和全阻抗继电器的整定值相同，___________继电器受过渡电阻影响 大，继电器受系统振荡影响大。 7、全阻抗继电器和方向阻抗继电器均按躲过最小工作阻抗整定，当线路上发生短路时， _______________继电器灵敏度更高。 8、校验阻抗继电器精工电流的目的是__________________。 9、阻抗继电器的0°接线是指_________________，加入继电器的___________________。 10、助增电流的存在，使距离保护的测量阻抗，保护范 围，可能造成保护的。 11、根据《220~500kV电网继电保护装置运行整定规程》的规定，对50km以下的线路，相间距离保护中应有对本线末端故障的灵敏度不小于的延时保护。 二、选择题： 1、距离保护装置的动作阻抗是指能使阻抗继电器动作的。（A）最小测量阻抗；（B）最大测量阻抗；（C）介于最小与最大测量阻抗之间的一个定值；（D）大于最大测量阻抗的一个定值。 2、为了使方向阻抗继电器工作在状态下，故要求继电器的最大灵敏角等于被保护线路的阻抗角。最有选择；（B）最灵敏；（C）最快速；（D）最可靠。
茶慈线，茶庵110Kv母线侧相间距离保护整定计算方案 2012年8月4日 整定：皮玉审核： 一. 线路原始参数 1) 线路长度：L＝3.7 km；电压等级：Ue＝115 kV 2) 正序阻抗：Z1＝(0.0058+j0.0121)×132.25＝0.7718+j1.6001Ω＝1.7765∠64.25°Ω 二次值：Z1'＝(0.7718+j1.6001)×40/1100＝0.0281+j0.0582Ω＝0.0646∠64.25°Ω 3) 零序阻抗：Z0＝(0.029+j0.0346)×132.25＝3.8325+j4.5815Ω＝5.9731∠50.09°Ω 二次值：Z0'＝(3.8325+j4.5815)×40/1100＝0.1394+j0.1666Ω＝0.2172∠50.09°Ω 4) 最大负荷电流：Ifh ＝300A 最大负荷电流标么值：Ifh.pu＝Ifh/Ifh.e＝300/502.0437＝0.5976 最小负荷阻抗：Zfh＝U/√3Ifh＝115×0.9×1000/(√3×300)＝199.1858Ω 最小负荷阻抗标么值：Zfh.pu＝Upu/Ifh.pu＝0.9/0.5975575＝1.5061 5) CT 变比：200A/5A PT 变比：110000/100 二. 整定计算 2.1 I 段整定计算 1、躲线路末端故障 可靠系数Kk = 0.8 线路阻抗Zl = 1.776513 一次计算值Zdz = Kk * Zl= 0.8 * 1.776513= 1.4212 总的取值原则为：躲线路末端故障 I 段动作定值为：Zdz = 1.42 Ω I 段时间定值为：Tdz = 0 S 2.2 II 段整定计算 1、保证线路末端故障有灵敏度 灵敏度系数Klm = 1.5 线路阻抗Zl = 1.7765 一次计算值Zdz = Klm * Zl = 1.5 * 1.7765 = 2.6648 动作时间值Tdz = TdzI + DT = 0.3 2、与相邻线路慈明城线1的相间距离保护配合 一、与相邻线路的相间距离保护I 段配合 可靠系数Kk = 0.8 线路阻抗Zl = 1.7765 配合系数Kkl = 0.8 助增系数Kz = 5.4139 (对应方式：大方式对应故障：慈明城线2城110KvI母三相短路)
距离保护整定计算 I 在图（1）所示网络中，各线路均装有距离保护，试对其中保护1的相间短路保护ΙΠ 段进行整定计算。其中E1的电压为115KV ,最大阻抗为25ΙΠΩ最小阻抗为20Ω.E2 的最大阻抗为30Ω 最小阻抗为25Ω E3的最大阻抗为20Ω最小阻抗为15。 已知线路a----b 的最大负荷电流Ω=max .D I 350A ,功率因数cos ?=0.9,各线路每公里阻抗z1=km Ω4.0 ，阻抗角l ?=70,,电动机的自启动系数=1.5,正常时母线最低工作电压取等于 0.9,t ,。 ,85.0=Ιrel K ,8.0=Πrel K 2.1=ΙΠrel K 15.1=re K ss K min .L U N U s 5.03 12=s t 5.1310 = 解 ： 1． 有关各元件阻抗值的计算 线路1—2的正序阻抗 )(12304.021121Ω=×==??L z Z 线路3—4，5—6，7—8的正序阻抗为)(24604.0876543Ω=×===???Z Z Z 变压器的等值阻抗为)(1.445 .311151005.10100%2 2Ω=×=×=T T K T S U U Z （注意110kv 是额定电压，而母线电压一般为115kv 高额定5kv 。115kv 是线电压要折算成相电压，而且要注意单位的统一） 2． 距离I 段的整定 （1）阻抗整定.
)(2.101285.02111Ω=×==?Z K Z rel set 2）动作时间。 s t 01=3． 距离II 段的整定 (1)整定阻抗：按下列两个条件选择 1）与相邻下一级线路3—4（或5—6或7—8）的保护3（或保护5或保护7）的1段配合 ) (3.min .ΙΠΠ+=set b AB rel set Z K Z K Z 式中，可取而 ,85.0=Ιrel K ,8.0=Πrel K )(4.202485.0433.Ω=×==?ΙΙZ K Z rel set 分支系数的计算：设B 母线上的电压为U 。 2 !1121??+?=Z X U E I s 2 22s E X U E I ?= 333S E X U E I ?= B 母线上的电流为前面的三个电源的电流和其中 3221S S B I I I I ++=? 由线路3—4，5—6，7--8并联分流关系如图可得 B I I 30 1343=? （注意因为一段可靠系数为0.85，故相临一段的的保护范围末端为全长0.85，本段二段不超过相临一段保护范围，所以上图中故障点为85%处）