電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù) 第3版 課程設(shè)計

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課程設(shè)計是高等工科學(xué)校課程教學(xué)中的實踐性環(huán)節(jié)。根據(jù)高職電

力系統(tǒng)繼電保護與自動化教學(xué)大綱，并結(jié)合電力系統(tǒng)繼電保護的工程

實踐而編寫的繼電保護指導(dǎo)書與任務(wù)書。

指導(dǎo)書主要闡述輸電線路繼電保護采用電流、電壓保護的整定原

則、要求、步驟和計算方法，并有電流、電壓保護整定實例。指導(dǎo)書

密切聯(lián)系電力系統(tǒng)的實際，在內(nèi)容結(jié)構(gòu)、闡述方法和文字表達(dá)上，力

求循序漸進、通俗易懂、便于閱讀。

任務(wù)書提供了課程設(shè)計時間安排、課題及提交成果的內(nèi)容。任務(wù)

書給出5個課題內(nèi)容，可選擇其中1個課題作為繼電保護課程設(shè)計內(nèi)

容。

由于水平有限，書中難免有不妥之處，歡迎廣大讀者批評指正。

編者

目錄

第1章總論......................................................................1

第1節(jié)一般規(guī)定.................................................................I

第2節(jié)繼電保護整定計算的基本任務(wù)..............................................1

第3節(jié)整定計算的步驟...........................................................2

笫4節(jié)主保護、后備保護和鋪助保護..............................................2

第5節(jié)對繼電保護的基本要求....................................................2

第6節(jié)系統(tǒng)運行方式的考慮......................................................3

第7節(jié)電力系統(tǒng)振蕩對保護的影響................................................3

第8節(jié)整定系數(shù)的分析與應(yīng)用....................................................4

第9節(jié)整定配合基本原則......................................................5

第2章輸電線路電流、電壓保護整定計算.........................................6

第1節(jié)電流、電壓保護整定計算考慮原則..........................................6

第2節(jié)瞬時電流速斷保護整定計算............................................7

第3節(jié)瞬時電流閉鎖電壓速斷保護整定計算.....................................10

第4節(jié)延時電流速斷保護整定計算...............................................13

第5節(jié)延時電流閉鎖電壓速斷保護整定計算......................................17

第6節(jié)過電流保護整定計算.....................................................19

第3章繼電保護圖形符號........................................................24

第1節(jié)繼電器線圈和觸點的表示方法.............................................24

第2節(jié)常用電氣簡圖........................................................25

第3節(jié)電力工程制圖標(biāo)準(zhǔn)........................................................26

第4章電流、電壓保護算例......................................................27

第5章電力系統(tǒng)繼電保護課程設(shè)計任務(wù)書........................................34

參考文獻........................................................................39

參考資料:

1、簡浩華、許建安小型水電站電氣部分設(shè)計指南中國水利水電出版社1999.10

2、許建安中小型水電站電氣設(shè)計手冊中國水利水電出版社2002.4

3、電力工業(yè)部3~110AV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程中國電力出版社1996.5

4、許建安主編繼電保護技術(shù)中國水利水電出版社2034.8

5、中國標(biāo)準(zhǔn)出版社電氣制圖國家標(biāo)準(zhǔn)匯編中國標(biāo)準(zhǔn)出版社2001.5

6、中國標(biāo)準(zhǔn)出版社電氣簡圖用圖形符號國家標(biāo)準(zhǔn)匯編中國標(biāo)準(zhǔn)出版社2001.4

7、許建安電力系統(tǒng)微機保護（第二版）中國水利水電出版社2008.7

8、許建安電力系統(tǒng)繼電保護（第二版）中國水利水電出版社2005.8

9、王維儉電氣主設(shè)備繼電保護原理與應(yīng)用中國電力出版社1996

10、能源部西北電力設(shè)計院電氣工程設(shè)計手冊（二）水利電力出版社2（X）1

1】、何永華發(fā)電廠和變中所二次接線圖中國電力出版社1997

12、王維儉發(fā)電機變壓器繼電保護與應(yīng)用中國電力出版社1998

13、許建安王風(fēng)華繼電保護整定計算中國水利水電出版社2007

14、許建安電力系統(tǒng)繼電保護中國水利水電出版社2004.1

15、許正亞輸電線路新型距離保護中國水利水電出版社2002

16、孫國凱電力系統(tǒng)繼電保護原理中國水利水電出版社2002.1

17、許建安電力系統(tǒng)繼電保護黃河水利出版社2008.9

18、許建安路文梅電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)機械出版社2011.8

19、許正亞變壓器及中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字式保護中國水利水電出版社2004

20、葛耀中（第2版）新型繼電保護和故障測距的原理與技術(shù)西安交通大學(xué)出版社

21、高翔譯電力系統(tǒng)微機保護中國電力出版社2011.10

22、林軍電力系統(tǒng)微機繼電保護中國水利水電出版社2006.7

第1章總論

第1節(jié)一般規(guī)定

電力系統(tǒng)繼電保護的設(shè)計與配置是否合理直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行，如果設(shè)計與

配置不合理，保護將可能誤動或拒動，從而擴大事故停電范圍，有時還可能造成人身和設(shè)備

安全事故。因此，合理地選擇保護方式和正確地整定計算，對保證電力系統(tǒng)的安全運行具有

（7）建立各種繼電保護整定計算表；

（8）按繼電保護功能分類，分別繪制出整定值；

（9）編寫整定方案報告書，著重說明整定原則問題、整定結(jié)果評價、存在的問題及采取

的對策等。

第3節(jié)整定計算的步碟

1、按繼電保護功能分類擬定短路計算的運行方式，選擇短路類型，選擇分支系數(shù)的計

算條件；

2、進行短路故障計算，錄取結(jié)果；

3、按同一功能的保護進行整定計算，選取整定值并做出定值圖；

4、對整定結(jié)果分析比較，以選出最佳方案；最后應(yīng)歸納出存在的問題，并提出運行要

求；

5、畫出定值圖;

6、編寫整定方案說明書，一般應(yīng)包括以下內(nèi)容：

（1）方案編制時間、電力系統(tǒng)概況；

（2）電力系統(tǒng)運行方式選擇原則及變化限度；

（3）主要的、特殊的整定原則；

（4）方案存在的問題及對策；

（5）繼電保護的運行規(guī)定，如保護的停、投，改變定值、改變使用要求以及對運行方

式的限制要求等；

（6）方案的評價及改進方向。

第4節(jié)主保護、后備保護和輔助保護

反應(yīng)短路故障的保護應(yīng)有主保護和后備保護，必要時還要增設(shè)輔助保護。這些保護均作

用于斷路器跳閘。

主保護應(yīng)能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定及電力設(shè)備安全的要求，有選擇地切除被保護設(shè)備和全線

路故障的保護。通常采用的主保護有高頻保護、差動保護、距離保護、零序電流電壓保護、

電流電壓保護。35攵V以下的輸電線路常采用電流電壓保護。

后備保護在主保護或新路器拒動時，用以切除故障的保護。它分為近后備和遠(yuǎn)后備兩種

方式。遠(yuǎn)后備保護在主保護或斷路器拒動時，由相鄰的電力設(shè)備或輸電線路的保護實現(xiàn)后備。

輔助保護是彌補主保護和后備保護的不足而增設(shè)的簡單保護。

反應(yīng)電力系統(tǒng)異常運行狀態(tài)的保護通常采用簡單的電流電壓保護，它延時動作于信號。

第5節(jié)對繼電保護裝置的基本要求

電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置必須能可靠地、有選擇地、靈敏地和快速地將故障設(shè)備

切除，以保證非故障設(shè)備繼續(xù)運行。因此，對作用于斷路器跳閘的繼電保護裝置必須滿足可

靠性、選擇性、靈敏性和速動性四項基本要求。

1、可靠性

可靠性是指被保護設(shè)備區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時，保護裝置能可靠動作；系統(tǒng)正常運行或在區(qū)外

故障時，保護應(yīng)不動作。卻保護裝置應(yīng)既不拒動也不誤動。

2、選擇性

選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，僅由故障的保護裝置將故障設(shè)備切除。當(dāng)故障設(shè)備的

保護或斷路器拒動時，則由相鄰的設(shè)備保護裝置切除故障，以盡量縮小停電范圍。

為保證選擇性，在設(shè)計保護時.，對相鄰設(shè)備有配合要求的保護和同一保護內(nèi)的兩個元件

之間的靈敏性與動作時間應(yīng)相互配合。

在必須加速切除故障或提高靈敏度的情況卜，允許保護無選擇性動作，但必須采取補救

措施。

3、靈敏性

靈敏性是指保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)故障的反應(yīng)能力.保護裝置的靈敏性一般用靈敏系數(shù)

或保護范圍來衡最。

故障參數(shù)的最大、最小值應(yīng)根據(jù)常見的最不利運行方式、短路類型和短路點來計算。

在校驗保護裝置的靈敏系數(shù)時，各類短路保護裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)符合繼電保護規(guī)程的規(guī)

定值。

4、速動性

速動性是指保護裝置應(yīng)快速切除故障。在設(shè)計保護時，主保護的動作時間一般必須經(jīng)過

系統(tǒng)穩(wěn)定計算來確定。有時也可以由電力系統(tǒng)有關(guān)部門提供。

在裝有管型避雷器的線路上，為了在避雷器放電時，保護不致誤動作，保護裝置的動作

時間應(yīng)不小于0.08s,保護裝置的返回時間應(yīng)小于0.02s。

第6節(jié)系統(tǒng)運行方式的考慮

在選擇保護方式及對其整定計算時，都必須考慮系統(tǒng)運行方式變化帶來的影響，

所選用的保護方式，應(yīng)在多種系統(tǒng)運行方式下，都能滿足選擇性和靈敏性的要求。對過量保

護通常都是根據(jù)系統(tǒng)最大運行方式來確定保護整定值，以保證選擇性。靈敏性的校驗應(yīng)根據(jù)

最小運行方式來進行，因為在最小運行方式下靈敏性滿足要求，則其他運行方式下，也一定

滿足要求。

1、最大運行方式

根據(jù)電力系統(tǒng)最大負(fù)荷的需要，電力系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備都投入運行以及選擇的接地中性

點全部接地的系統(tǒng)運行方式稱為最大運行方式。對繼電保護而言，是指短路時流過保護的短

路電流最大的運行方式.

2、最小運行方式

根據(jù)系統(tǒng)最小負(fù)荷，投入與之相適應(yīng)的發(fā)電設(shè)備且系統(tǒng)中性點只有少部分接地的運行方

式稱為最小運行方式。對繼電保護而言，是指短路時流過保護的短路電流最小的運行方式。

3、正常運行方式

根據(jù)系統(tǒng)正常負(fù)荷的需要，投入與之相適應(yīng)數(shù)量的發(fā)電機、變壓器和線路的運行方式稱

為正常運行方式。這種運行方式在一年之內(nèi)的運行時間最長。

對于某些特殊運行方式，運行時間很短，對保護的選擇性或靈敏性有困難時，且保護拒

動或誤動不會引起大面積停電的情況下，可不予考慮。

第7節(jié)電力系統(tǒng)振蕩對保護的影響

電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩后，在自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的作用下一般可以恢復(fù)同步運行。因此，不

允許保護誤動作。即使不能恢復(fù)同步運行，還可以由解列裝置將系統(tǒng)解列，或切除部分負(fù)荷

或機組來加速恢復(fù)同步。

電力系統(tǒng)振蕩的特點：

1、保護安裝處將流過數(shù)值很大的、周期性變化的電流。其最大值可能大于三相短路電

流，保護的測量元件將會誤動作。

2、被保護線路母線上的電壓，也將發(fā)生周期性變化，當(dāng)該母線處于振蕩中心附近時，

則保護安裝處的電壓可能降至很低，保護裝置的電壓元件會誤動。

3、距離保護的測量阻抗也將發(fā)生周期性的變化，當(dāng)它小于阻抗元件的動作阻抗時，阻

抗元件將誤動作。

4、三相對稱，因此不會出現(xiàn)零序和負(fù)序分量，利用零序和負(fù)序分量構(gòu)成的保護裝置不

會誤動作。

5、保護裝置的動作時間大于1.5s時，一般保護不會誤動作。

防止電力系統(tǒng)振蕩保護裝置誤動作的方法：

（1）利用保護的定值躲開系統(tǒng)振蕩對保護的影響。

（2）利用保護的延時躲開系統(tǒng)振蕩對保護的影響。

（3）利用保護的原理躲開系統(tǒng)振蕩對保護的影響。

（4）采用振蕩閉鎖裝置。

第8節(jié)整定系數(shù)的分析與應(yīng)用

繼電保護的整定值一般通過計算公式計算得出，為使整定值符合系統(tǒng)正常運行及故障狀

態(tài)卜的規(guī)律，達(dá)到正確整定的目的，在計算公式中需要引入各種整定系數(shù)。

1、可靠系數(shù)

由于測量、計算、調(diào)試及繼電器等各種誤差的影響，使保護的整定值偏高預(yù)定數(shù)值可能

引起誤動作，為此，整值計算公式中需引入可靠系數(shù)。

可靠系數(shù)的取值與各種因素有關(guān)，除應(yīng)考慮配合的方式外，還應(yīng)考慮以下情況：

（1）按短路電流整定的無時限保護，應(yīng)選較大的系數(shù)。

（2）按與相鄰保護的整定值配合的保護，應(yīng)選用較小的系數(shù)。

（3）保護動作較快時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。

（4）不同原理或不同類型的保護之間整定配合時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。

（5）運行中設(shè)備參數(shù)有變化或計算條件難以準(zhǔn)確計算時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。

（6）在短路計算中，當(dāng)有零序互感時，因難以精確計算，應(yīng)選用較大的系數(shù)。

（7）整定計算中有附加誤差因素時，應(yīng)選用較大的系數(shù)，例如用曲線法進行整定配合

將增大誤差。

2、返回系數(shù)K%

按正常運行條件量值整定的保護，如按最大負(fù)荷電流整定的過電流保護和最低運行電壓

整定的低電壓保護，在受到故障量的作用起動時，當(dāng)故障消失后保護不能返回到正常位置將

發(fā)生誤動作。因此，整定計算公式中引入返回系數(shù)。對于按故障量值和按自起動量值整定的

保護，則可不考慮返回系數(shù)。

3、分支系數(shù)

多電源的電力系統(tǒng)中，相鄰上、下兩級保護間的整定配合，還受到中間分支電源的影響，

將使上?級保護范圍縮短或伸長，整定公式中需引入分支系數(shù)。

4、靈敏系數(shù)

在繼電保護的保護范圍內(nèi)發(fā)生故障，保護裝置反應(yīng)的靈敏程度稱為靈敏度。靈瞰度用靈

敏系數(shù)表示。靈敏系數(shù)是指在被保護對象的某一指定點發(fā)生故障時，故障量與整定值之比（反

應(yīng)增量保護），或整定值與故障最值之比（反應(yīng)欠量保護）。靈敏系數(shù)一般分為主保護靈敏系

數(shù)和后備保護靈敏系數(shù)兩種。前者是對被保護對象的全部范圍而言，后者則是對被保護對象

的相鄰保護對象的全部而言。

靈敏系數(shù)在保證安全性的前提下，一般希望越大越好，但在保證可靠動作的基礎(chǔ)上規(guī)定

了下限值作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)，不同類型保護的靈敏系數(shù)要求不同，繼電保護規(guī)程有作出相應(yīng)的

規(guī)定。

校驗靈敏度應(yīng)注意的問題：

（1）計算靈敏系數(shù)，一般規(guī)定以金屬性短路作為計算條件。僅當(dāng)特殊需要時，才考慮

經(jīng)過渡電阻短路進行。

（2）選取不利的短路類型。

（3）保護動作時間較長時，應(yīng)計及短路電流的衰減。

（4）對于兩側(cè)有電源的線路保護，應(yīng)考慮保護相維動作對靈敏系數(shù)的影響。

（5）經(jīng)Y,dll接線變壓器后不對稱短路，各相中短路電流分布將發(fā)生變化。接于不

同相別、不同相數(shù)的保護，其靈敏系數(shù)也不相同。

(6)在保護動作的全過程中，靈敏系數(shù)均需滿足規(guī)定的要求。

5、自起動系數(shù)K.s

按負(fù)荷電流整定的保護，必須考慮負(fù)荷電動機自起動狀態(tài)的影響。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障

并被切除后，電動機將產(chǎn)生自起動過程，出現(xiàn)很大的自起動電流。

選擇自起動系數(shù)應(yīng)注意問題：

(1)動力負(fù)荷比重大時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。

(2)電氣距離較遠(yuǎn)的動力負(fù)荷，應(yīng)選用較小的系數(shù)。

(3)切除故障時間較長或負(fù)荷斷電時間較長時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。

第9節(jié)整定配合基本原則

電力系統(tǒng)中的繼電保護是按斷路器配置裝設(shè)的，因此，繼電保護必須按斷路器分級進行

整定。繼電保護的分級是按保護的正方向來劃分的，要求按保護的正方向各相鄰的上、下級

保護之間實現(xiàn)配合協(xié)調(diào)，以達(dá)到選擇性的n的。

在保護整定計算時，應(yīng)按該保護在電力系統(tǒng)運行全過程中均能正確工作來設(shè)定

整定計算的條件。當(dāng)保護裝置已經(jīng)具備有防止某種運行狀態(tài)誤動作的功能時，則整定計算就

不要再考慮該運行狀態(tài)下的整定條件。

應(yīng)考慮的狀態(tài)有：

(1)短路及復(fù)故障；

(2)斷線及非全相運行；

⑶振蕩；

(4)負(fù)荷電動機自起動；

(5)變壓器勵磁涌流：

(6)發(fā)電機失磁、進相運行；

(7)重合閘及手動合閘，備用電源自動投入；

(8)不對稱、不平衡負(fù)荷；

(9)保護的正、反方向短路。

繼電保護的整定計算方法按保護構(gòu)成原理分為兩種。一種是以差動為基本原理的保護。

它在原理上具備了區(qū)分內(nèi)、外部故障的能力，保護范圍固定不變，而且在定值上與相鄰保護

沒有配合關(guān)系，具有獨立性，整定計算也比較簡單；另一種是階段式保護，它們的整定值要

求與相鄰的上、下級之間有嚴(yán)格的配合關(guān)系，而它們的保護范圍又隨電力系統(tǒng)運行方式的變

化而變化，所以階段式保護的整定計算是比較復(fù)雜的，整定結(jié)果的可選性也是比較多的。

1、保護的整定方法

(1)根據(jù)保護裝置的構(gòu)成原理和電力系統(tǒng)運行特點，確定其整定條件及整定公式中的有

關(guān)系數(shù);

（2）按整定條件進行初選整定值，按電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最小運行方式校驗靈敏度，其

靈敏度應(yīng)滿足要求，在滿足要求之后即可確定選定的整定值。若不滿足要求時，就需重新考

慮整定條件和最小運行方式的選擇是否恰當(dāng)，再進?步考慮保護裝置的配置和選型問題。

2、差動保護

差動保護整定計算可獨立進行，只要滿足電力系統(tǒng)運行變化的限度就可以確定整定值。

3、階段式保護

（1）相鄰上、下級保護之間的配合：

①在時間上的配合；

②在保護范圍上的配合；

③上、下級保護的配合是按保護正方向進行的。按反方向進行配合增大整定值取消方向

元件的配合方法，一般是不可取的。

（2）多段保護的整定應(yīng)按保護段分段進行；

（3）一個保護與相鄰的幾個下一級保護整定配合或同時應(yīng)滿足幾個條件時進行整定時,

整定值應(yīng)取最嚴(yán)重的數(shù)值；

（4）多段式保護的整定，應(yīng)改善提高主保護性能為主，兼顧后備性；

（5）整個電網(wǎng)中階段式保護的整定方法是首先對屯網(wǎng)中所有線路的第一段保護進行整

定計算，再依次進行第二段保護整定計算，直至全網(wǎng)保護全部整定完畢：

（6）具有相同功能的保護之間進行配合整定；

（7）判定電流保護是否使用方向元件。

第2章輸電線路電流、電壓保護整定計算

第1節(jié)電流、電壓保護整定計算考慮原則

1、保護區(qū)及靈敏度

保護裝置的第I段，要求無時限動作，保護區(qū)不小于線路全長的20%；第II段應(yīng)能保護

線路的全長；第III段除作為本線路后備外，還應(yīng)作相鄰線路的遠(yuǎn)后備，如果遠(yuǎn)后備靈敏度不

夠，在技術(shù)上又有困難時，允許按下列原則處理：

（1）如果要求切除下列短路點，保護過于復(fù)雜或難以實現(xiàn)，允許縮短后備區(qū)。

①當(dāng)相鄰線上短路時，在大電源助增影響下，保護不起動；

②當(dāng)相鄰線很長，在末端短路時，保護不起動；

③當(dāng)在變壓器后及帶電抗器的線路上短路時，保護不起動。

（2）可按常見的方式及故障類型校驗后備靈敏度；

（3）后備保護按非選擇性動作整定，并用重合閘或備用電源自投補救。

2、定值配合及動作時間

保護定值的配合，包括電流、電壓元件定值的配合及動作時間的配合。電流、電壓元件

定值的配合由可靠系數(shù)保證。動作時間定值的配合由時間差保證。

保護的第【段一般不與相鄰線路配合。第n段一般與相鄰線路的第I段配合。第川段與

相鄰線路（或變壓器）第in段配合，當(dāng)靈敏度足夠時，為了降低第in段動作時間，也可以與相

鄰線路第II段配合整定。

3、計算用運行方式及短路電流

保護定值計算、靈敏度校驗及運行方式選擇，均采用實際可能的最大、最小方式及一般

故障類型；對于電廠直饋線或接近電廠的帶較長時間的保護，整定計算時要考慮短路電流衰

減。對于無時限動作或遠(yuǎn)離電廠的保護，整定計算時不考慮短路電流的衰減。

第2節(jié)瞬時電流速斷保護整定計算

電流速斷保護，在不同的線路上有不同的整定原則。

1、按躲本線路末端母線故障整定

計算公式：（2-1）

式中/即一電流速斷保護一次定值；

Knl——可靠系數(shù)；

lknrdX—本線路末端短路流過保護安裝處最大的短路電流。

2、按與相鄰變壓器速動保護配合

當(dāng)線路無其它出線，僅有變壓器時，如果變壓器速動保護有跳閘自保持、線路保擰有自

動重合閘裝置，則有條件增加該線路保護的速動保護區(qū)，并按與變壓器速動保護配合整定。

（1）當(dāng)線路末端為一臺變壓器，其主保護為差動保護時，按與差動保護配合整定，即

[cp=kmax（2-2）

式中Krel——可靠系數(shù)，取L3?1.4；

/AmdX—變壓器中壓或低壓側(cè)二相短路流過保護安裝處最大的短路電流。

（2）當(dāng)線路末端為?臺變壓器，其主保護為瞬時速斷保護時，按與瞬時速斷保護配合

整定，即

式中限可靠系數(shù)，取1.1;

被配合變壓器瞬時電流速斷保護定值。

（3）當(dāng)線路末端為兩臺同容量并聯(lián)變壓器，其主保護為瞬時速斷保護時.，按與瞬時速

斷保護配合整定，即

I°P=K/-L）（2-4）

式中長也一可靠系數(shù)，取1.1；

一被配合變壓器瞬時電流速斷保護定值；

L——變壓器速斷保護區(qū)，以變壓器阻抗百分?jǐn)?shù)表示。

（4）按與“T”接線路、"T”接變壓器速動保護配合

當(dāng)具備以下兩個條件要求時，可以按躲降壓變壓器中、低壓側(cè)故障整定。

①所有變壓器必須配置帶跳閘自保持的速動保護：

②線路配置自動重合間裝置，當(dāng)變壓器故障時，可以用自動重合閘糾正非選擇性動作。

其計算公式同前幾項，按此原則整定時，應(yīng)校核其定值，是否躲開所有變壓器的脫磁涌

流，即滿足以下要求：

1）當(dāng)系統(tǒng)至變壓器端部阻抗與變壓器本身阻抗相比較可以忽略時，取

〃=（3~4）/強（2-5）

式中ITel—各“：T接變壓器額定電流之和。

2）當(dāng)系統(tǒng)至變壓器端部阻抗與變壓器本身阻抗相比較不能忽略時，取

〃=Ea（3~4）k（2-6）

式中X——表示總和的符號；

a—電壓降低系數(shù)，即勵磁涌流系數(shù)；

a=Z7/（Zmax+ZT）,ZT——變壓器阻抗；

Zmax—最大運行方式下系統(tǒng)至變壓器端部阻抗。

3、按保證母線殘壓整定

對發(fā)電廠或重要用戶的單電源配電線，有時按廠用電或用戶要求，需要按保證母線殘壓

不低于50%?60%額定電壓整定。

設(shè)故障點在保護區(qū)末瑞，此時母線殘壓為

Uw=ZI/（Zsm[n+ZI）（2-7）

式中Uw——母線殘壓，以標(biāo)么值表示；

Z1—電流速斷保護區(qū)，以阻抗標(biāo)么值表示；

Z$min一系統(tǒng)最小運行方式下，母線短路阻抗標(biāo)么值；

令U—0.6,則Z/=L5Zmn；

則電流速斷保護定值應(yīng)計算為：

^=0.866/,/(Z5n,n+1.5ZAmin)=0.3467,/Z5min(2-8)

按此條件計算出的定值?般偏小，應(yīng)校核與下一級保護是否能配合。當(dāng)配合有困難時，

改用延時電流速斷并校核配合情況。

4、按躲振蕩電流整定

當(dāng)電流速斷在雙電源線路上使用，線路兩側(cè)電源可能振蕩時，要按躲振蕩電流整定，即

【叩=K＜隔(2-9)

式中K向----可靠系數(shù)，取

Isyvi----振蕩電流；

其中：ZJMV.=2Esin(^/2)/Z1E：

ZI￡---------兩側(cè)系統(tǒng)之間綜合正序阻抗。

5、按躲背后母線故障整定

對于雙電源線路電流速斷，一般不希望帶方向，以避免出現(xiàn)方向元件電壓死區(qū)，但背后

故障不能誤動，故需躲開背后母線最大故障電流，即

.ax(2-10)

式中Krel—可?靠系數(shù)，取1.2?1.3；

/,max—背后母線故障，流經(jīng)保護的最大短路電流。

6、保護區(qū)的計算

對電流保護而言，最小保護區(qū)按最小運行方式下兩用短路計算。保護區(qū)末端短

路時，故障電流等于保護定值，即

⑵爭*

/Rin=-7⑵=/叩(2/1)

式中^-2mi?一系統(tǒng)最小運行方式下，保護區(qū)末端兩相短路電流：

z.s,min—系統(tǒng)最小運行方式下，保護背后電源短路阻抗標(biāo)么值；

z；2)—兩相短路時保護區(qū)，用標(biāo)么阻抗表示。

2(2-12)

2mM+Zf「.Z"Z/.

電磁型保護應(yīng)用最多，取K〃,，=1.3為例，解得

Z,⑵=0.666Z,+0.666Zvma-Zvmin(2-13)

lL3,llldA3.IllIII

保護區(qū)以線路阻抗百分值表示時為

貨)=0.666+0.666Z；,mx/Z〃一%.

=0.666+(0.666-Kw)/K](2-14)

其中K—Z-JZSM一方式系數(shù)：

K=Z"Z,ex—氏度系數(shù)；

4"—兩相短路時電流保護最小保護區(qū)百分?jǐn)?shù)。

同理，三相短路時，電流保護的保護區(qū)為：

力力=0.7692+(0.7692-Kw)/Kl(2-15)

L⑶一三相短路時電流保護最小保護區(qū)百分?jǐn)?shù)。

第3節(jié)瞬時電流閉鎖電壓速新保護整定計算

電流速斷保護性能較差，保護區(qū)可能很小或為零，以至影響與相鄰線路保護的配合。此

時，改用瞬時電流閉鎖電壓速斷保護以改善保護性能，可根據(jù)具體情況而定。

1、按躲本線路末端母線故障整定

對于瞬時電流閉鎖電壓速斷保護中的電流元件按保證線路末端故障有足夠靈敏度整

定；對于電壓元件(控制保護區(qū)，保證選擇性)，按躲本線路末端母線故障整定。

52/〃

電流兀件1op(2-16)

K$e"(ZsmM+Z”)

uZ\.

電壓元件U加吧r

°p0K，M(Z,,mn+Z/

式中/累m一線路末端故障最小兩相短路電流A：

U”min一線路末端故障保護安裝處母線最小殘壓標(biāo)么值;

K皿靈敏系數(shù)，取1.5；

Krel——可靠系數(shù)，取1.3；

Z’.min一系統(tǒng)最小運行方式下，保護背后電源至保護安裝處母線短路阻抗，

以標(biāo)么值表示；

Ib—保護所在電壓級基準(zhǔn)電流A。

2、按電流電壓元件保護區(qū)相等整定

當(dāng)系統(tǒng)運行方式變化不大時，為了獲得較好的保護區(qū)，可以按電流、電壓元件保護區(qū)

大致相等整定。

,0.866Ib0.866Ih

"一么,疝+工,—Z^+Z

z7

Unn=-----七——=-------—(217)

pZ—+Z”z,s,min+z

式中Zj、Z〃——電流、電壓元件兩相短路保護區(qū)，以阻抗標(biāo)么值表示，設(shè)Zj=Z“二Z；

Z’.min—系統(tǒng)最小運行方式下，保護背后電源至保護安裝處母線短路阻抗，以標(biāo)么

值表示；

I叩、UOP——電流元件定值A(chǔ)；電壓元件定值(標(biāo)么值)；

Ih—保護所在電壓級基準(zhǔn)電流A。

為了躲開線路末端故障以保證選擇性，電壓元件定直應(yīng)取

u_(2-18)

LK3

式中Ke—可靠系數(shù)，取1.3。

得

I,pZ

u=(2-19)

印0.866。

其中Z=0.866Z,L/1.3=0.666Z,L

則電流、電壓元件表達(dá)式為

/0.866/,,

=(2-20)

Z.,minI0.666Z,

〃0.666Z,

U=-------------------------------

"Zmn+0.666Z/.

式中符號意義同前。

必須注意，按式（2-20）算出的定值，需要校核躲開線路末端故障的可靠性。當(dāng)線路阻

抗較大時，一般不能保證可靠性。電壓元件滿足可靠性要求的條件為

0.666Z/—Z/

Z.,"+0?6662廣仁億?十2,）

當(dāng)上式中K京=1.3時，ZzW0.67Zs.min，才能保證可靠性。

當(dāng)定值由式（2-20）確定后，電流元件兩相和三相短路保護區(qū)分別為

Z,⑵=0.866/〃/〃-。*

Z；3>=AZ?（2-21）

式中Zf）、Zf）------系統(tǒng)最小運行方式下兩相和三相短路的保護區(qū)。當(dāng)求系統(tǒng)最大運

行方式下的保護區(qū)時，以Z,ma\代替Zsmin，阻抗均為標(biāo)么值。

電壓元件（接于三個相間電壓）兩相或三相短路保護區(qū)為

U叩

Z.=Zs.max(2-22)

1"

式中Z”一系統(tǒng)最大運行方式下最小保護區(qū)。欲求最大保護區(qū)時，以Z，mm代替Z-。

3、按電流、電壓靈敏度相等整定

對于線路變壓器組供電方式，可按線路末端故障，電流、電壓元件均保證靈敏度整定。

電流元件按最小運行方式下線路末端兩相短路保證靈敏度整定。電壓元件按最大運行方式下

線路末端兩相或三相短路保證靈敏度整定。其計算公式為

0.866Ih

°PK.十乙）

K

U叩senuuresmax、senu(2-23)

A.min+Z/

式中4.min一系統(tǒng)最小運行方式下，線路末端兩相短路流過保護的電流A：

一系統(tǒng)最大運行方式下，線路末端三相短路，保護所在母線殘壓的標(biāo)么值;

Kseni.Ksenu—電流、電壓元件的靈敏系數(shù),

當(dāng)取七加=心.“時，由(2-23)得

().866/必_________

(2-24)

L(Z,Gn+Z,.)(Z.e+Z/.)

為躲開變壓器低壓或中壓側(cè)故障，電壓元件應(yīng)滿足下式要求，即

〃(Z」+ZT)

4,(2-25)

式中Z,——變壓淵阻抗，當(dāng)數(shù)臺變壓器并聯(lián)運行時，Z7為變壓器并聯(lián)阻抗。

聯(lián)立求解(2-24)和(2-25)得

j二//40.8664乙

"一J(Zmn+Z/.)(Zs.M+Z/.)(Z/.+Z7)

U二JO.866Z0+ZT)

(2-26)

在實踐中有時碰到由式(2-26)計算結(jié)果，對變壓器低壓側(cè)故障，電流、電壓結(jié)合可靠系

數(shù)較低，即Krel=Kki=Kku<1.5o此時，電壓元件定值可由下式計算，以躲開變壓器中、

低側(cè)故障

U_Ure-min______ZI.+Z'V

OP-(2-27)

~K向—二+工4+工7)

式中Uwmin一變壓器中、低壓側(cè)故障，保護安裝處母線最小殘壓。

比較式(2-25)、(2-26)可知，式(2-27)取值較小。將(2-27)代入(2-24)得

0.866K，/〃ZJZ"n+Z,.+ZQ

(2-28)

(―」峪,+2"+27)

4、按與本線路末端變壓器速動保護配合整定

(1)與變壓器差動保護配合

電流元件計算公式同(2-16)：電壓元件按與變壓器差動保護配合，并躲開變壓器低壓

側(cè)故障整定，即

Z1+Z7

(2-29)

Kre/Zmin+Z/,+Z.r)

式中K也------可靠系數(shù)，取1.3?1.4；

z.t.min—系統(tǒng)最小運行方式下，保護背后電源至保護安裝處母線短路阻抗,

以標(biāo)么值表示;

zr-變壓器阻抗，當(dāng)數(shù)臺變壓器并聯(lián)運行時，z7為變壓器并聯(lián)阻抗。

(2)與線路末端兩臺并聯(lián)變壓器電流速斷保護配合整定

電流元件整定同上，電壓元件定值為

U_Z/十￡(2-L)0.5ZY

P=(2-30)

°Krel(Z^in+ZL+L(2-L)0.5ZT

式中——可靠系數(shù)，取1.1?1.2；

變壓器速斷保護最小保護區(qū)，以變壓器阻抗Z7的百分值表示。

L的計算式如下:

0.866。

+2Zr

L=

2ZT

72(0.8667,//；4-2ZJ-8ZJ0.866//；-Z5.min-Zx/)

(2-31)

2ZT

第4節(jié)延時電流速新保護整定計算

延時電流速斷應(yīng)保護線路全線，并與相鄰下一級線路保護相配合。根據(jù)相鄰線保擰具體

情況，整定計算原則如下：

1、與相鄰線瞬時甩流速斷保護配合整定

(1)定值計算

當(dāng)相鄰線被配合段保護區(qū)末端故障時，該保護應(yīng)具有選擇性，其定值應(yīng)為

/：；=K*K〃,max4，(2-32)

式中K向——口J靠系數(shù)，取1.1?1.2；

K.”——最大分支系數(shù)；

定義：max=本線路最大分支電流/被配合線路故障電流：

I1------相鄰線路瞬時速斷定值。

保護動作時間比相鄰速斷保護長一個時限級差。

（2）最大分支系數(shù)

I）單回線保護與單回線保護配合，本線路末端有助增電源時，最大分支系數(shù)按本側(cè)電

源S1最大方式，助增電源S2最小方式計算，得

7

(2-33)

^5l.nux+Zi+2*52.min

當(dāng)系統(tǒng)SI斷開時，助增系數(shù)K〃max=l，相當(dāng)于無助增電源的單回線對單回線配合。

2）如圖2-1所示單電源線保護與環(huán)網(wǎng)保護配合，本線路末端無助增電源時，最大分支

系數(shù)按本側(cè)電源最大方式計算：

⑸A

皿（1）4^

Zy

圖2-1

圖2-2

在圖2-2中，設(shè)Z,2號保護電流速斷保護區(qū)為Zj,則當(dāng)保擴末端

故障時有如下關(guān)系:

(2-34)

z「z,

Z-

叩Zg_Zj

保護區(qū)末端故障總的短路電流為

(2-35)

Z+Z

7+7+7—T——

〃s.max丁乙L丁/j,

由式（2-34）、（2-35）聯(lián)立求解則得

1b/1cp+Z*

Z\-

2

2(六+ZQ—4ZE(卜—Z5.max—Z0)

IV1<>P1op

(2-36)

2

2)與相鄰線瞬時電流閉鎖電壓速斷保護配合整定

延時電流速斷保護勺相鄰線瞬時電流閉鎖電壓速斷保護的電流、電壓元件均要配合，以

保證最大、最小方式下均有配合。與電流元件定值配合的計算式同(2-32),

與電壓元件配合計算如下：

如圖2-1中的2號保護為瞬時電流閉鎖電壓速斷保護，其電壓元件定值為U。/,,電壓元

件最小保護區(qū)所對應(yīng)的標(biāo)么值阻抗為Z“,出則

_Uop(Z$|.max+Z;.)Z$2,max

「(l-U，，p)(Z.v+Z/.+Z、2max)

U°p

(Zsi.max+2工瘴.山(2-37)

1"

7

式中K__________s2.niax

”.min-%-7+7

乙si.max干乙。干乙s2.max

上述保護區(qū)末端短路時，I號保護中電流為

(2-38)

z.

“mm+74-7

將式(2-37)代入(2-38),得

(2-39)

Ze+Zj

于是延時電流速斷與電壓元件配合時，可整定為

(2-40)

<>P-4

+ZL

式中K田----可靠系數(shù)，取1.1?1.2；

L—相鄰線電壓元件定值(標(biāo)么值);

Z,1.max、Z]—最大運行方式下電源阻抗、線路阻抗(標(biāo)么值)。

由式(2-32)、(2-40)計算結(jié)果中取較大者作為定值。

3)與相鄰線距離保護I段配合整定

設(shè)相鄰線距離保護I段定值為Zj,則可利用(2-38)式(但應(yīng)用Zj置換及用

置換求出距離I段保護區(qū)末端故障時流經(jīng)本保護的最大故障電流，保護動

作電流應(yīng)躲開此故障電流，即該保護定值為

I?=-------------------------------------------(2-41)

「億：/&.2)+2,"2+乙

式中心—可靠系數(shù)，取1.2?1.3；

一計算式同(2-33)：

Z.".max、—最大運行方式下電源阻抗、線路阻抗(標(biāo)么值)。

4)與相鄰線路全線速動保護配合整定

當(dāng)相鄰線為雙回線裝有橫差、平衡保護，或單回線裝有高頻、縱差保護時，必要時可與

這些全線速動保護配合整定。用相應(yīng)的雙回線并聯(lián)阻抗或單回線阻抗置換式(2-40)中Z1時,

則式(2-41)即為該定值計算公式。但應(yīng)注意，當(dāng)雙回線以單回方式運行及單回線全線速動保

護退出時，仍應(yīng)與階段式保護配合整定。

5)按保證本線路末端故障靈敏度整定

0.866，

<2-42)

叩K$e”(ZsLmin+)

式中K$e〃—靈敏系數(shù)，應(yīng)滿足規(guī)定:

Z"min、Z’.—最小運行方式下至保護安裝處短路阻抗及線路阻抗(標(biāo)么值)。

當(dāng)不按(2-42)取值，而按其他原則選取定值時，也應(yīng)校驗本線路末端故障最小靈敏度,

靈敏度校驗公式為

r_￡.min

sen.min-7(2-43)

式中/叩一最后選取的定值。

第5節(jié)延時電流閉鎖電壓速圻保護整定計算

延時電流閉鎖電壓速析保護裝置，只是在使用延時電流速斷保護對線路末端故障不能滿

足靈敏度要求時使用。該段保護按主保護要求滿足靈敏度的規(guī)定。其整定原則根據(jù)相鄰線保

護方式的不同而異。

1、與相鄰線瞬時電流速斷保護配合整定

在圖2-1中，設(shè)相鄰線I段為瞬時電流速斷，本線路保護要整定的延時電流閉鎖電壓速

斷，為獲得選擇性其電流元件需按式（2-32）整定，電壓元件按躲開線路末端變壓器中低壓側(cè)

故障整定，即

石/卬（Z/.+J，）

%=-----------K"2（2-44）

式中U叩、lop—本線路保護電壓、電流元件整定值；

ZL.ZT——線路、變壓器阻抗：

一最大分支系數(shù)；

Ke——可靠系數(shù)，取1.3?1.4。

在（2-44）中，電壓阻抗均用標(biāo)么值時（*號省略），則

°=------------------（2.45）

"4KM

本線路末端故障靈敏度校驗：

/⑵

電流元件

^.S=cr1.1-^>j2.

1op

電壓元件Ksenu=Uop!Ugmax（2-46）

式中K.、Ksenu—電流、電壓元件最小靈敏系數(shù)，應(yīng)規(guī)程滿足規(guī)定；

ARin—本線路末端故障時流過保護安裝處最小兩相短路電流：

U…max一本線路末端故障時保護安裝處母線的最大殘壓。

2、按保證線路末端故障靈敏度整定

對線路保護第n段，全線故障應(yīng)能可靠動作，一般按保證本線路末端故障有靈敏度整

定。在圖2-1中，QF1電流、電壓元件定值為

/以0.8664

--------=-------------------------------

^sen,i(Z$].min+L)

Z，

u“psen.uur^.v.maxsen.u(2-47)

Z.".max+ZL

式中工出神、Zv,max—保護背后系統(tǒng)最小、最大方式下至保護安裝處母線短路阻抗

(標(biāo)么值);

按式(2-47)整定后，還應(yīng)按式Q-32)、(2-44)校核與相鄰線保護配合情況。

3、與相鄰線瞬時電流閉鎖電壓速斷保護配合整定

相鄰線路上下級電流元件之間的配合，計算公式同(2-32),電壓元件之間的配合計算為

I1zU1

u=年工+1(2-48)

04K田Krel

式中/：、U；甲—相鄰線電流閉鎖電壓速斷保護電流、電壓元件定值(標(biāo)么值)；

Uop—本線路電壓元件定值；

Z,—本線路阻抗標(biāo)么值：

Krel——可靠系數(shù)，取1.1?1.2。

4、與相鄰線距離保護I段配合整定

電流元件按保證本線路末端故障靈敏度整定，計算公式同(2-47)。電壓元件按躲開相鄰

線距離【段保護區(qū)末端故障整定，即

Z1

Z1(Z?<-----)

乙op1乙L十K)

U=------------如出一(2-49)

"—

式中2—相鄰線距離I段定值(標(biāo)么值)。

當(dāng)按式(2-49)計算出的定值，不滿足靈敏度的要求時，應(yīng)按與相鄰線距離保護II段配合

整定，此時以相鄰線Z：置換式(2-49)中的Z；,o

5、與相鄰線路全線速動保護配合整定

考慮原則與延時電流速斷保護相同，但計算方法如下：

電流元件定值按保證本線路末端故障靈敏度整定，用式(2-47)。

電壓元件定值按躲開相鄰線路末端母線故障整定，在式(2-49)中，用相鄰雙回線并聯(lián)阻

抗或單回線阻抗置換Z：，則式(2-49)即為定值計算公式。

弟6節(jié)過電流保護整定計算

過電流保護是階段式保護的后備段，除對本線路有足夠的靈敏度外，對相鄰線路也應(yīng)有

一定遠(yuǎn)后備靈敏度，保護的動作電流應(yīng)大于本線路最大負(fù)荷電流，并在電流定值及動作時間

上與相鄰線路后備段相配合，其整定原則如下：

1、不帶低壓閉鎖的定時限電流保護整定

（1）按躲開木線路最大負(fù)荷電流整定

對電網(wǎng)中非直饋線為

〃二長兒”/院（2-50）

對電網(wǎng)中的直饋線為

&=（2-51）

式中