繼電保護講義-距離保護的整定計算舉例

距離保護的整定計算舉例

距離保護的整定原則及計算方法

在輸電線路上，距離保護一般采用三段式，并且認為動作具有方向性。以圖5-56為例

說明三段式距離保護的整定計算原則。

圖956三段式距崗保護整定計算說明

一、距離I段整定計算

1.動作阻抗

距離I段應(yīng)在保證選擇性的前提下，使保護范圍盡可能大。因此，保護1第I段動作阻

抗應(yīng)按躲過下一線路出口h點（可選8母線）短路時的正序阻抗來整定。即

Z：p,i=K：IZAB（5-125）

式中Z；）pl-線路AB中保護1距離第I段的動作阻抗；

Kb可靠系數(shù)，取0.8-0.85,考慮繼電器誤差，互感器誤差及裕度系數(shù)。若線

路參數(shù)未經(jīng)實測，則取KL=0.8；

Z.”,一被保護線路的正序阻抗，。。

2.動作時限

t：=0s,瞬時動作。一般距離I段保護裝置的固有動作時限為0.1?0.15s。

二、距離n段整定計算

1.動作阻抗

距離H段的保護范圍是本線路全長，并力求與相鄰下一級快速保護相配合，使距點保護

第n段動作時限盡可能短，故保護1第II段動作阻抗應(yīng)按躲過下一級快速保護的保護范圍末

端短路時的正序阻抗整定。

（1）與相鄰下一線路BC的距離第I段相配合，即按躲過下一線路距離第【段末端ki

點短路時的正序阻抗來整定。

1

Z黑=KUZAl{+KbrminZ：p2)(5-126)

式中^OPA-保護?距離第【I段的動作阻抗；

Z鼠2一相鄰下一線路BC中保護2距離第【段的動作阻抗；

Kg.一最小分支系數(shù)；

K；\—II段可靠系數(shù)，一般取0.8,考慮本保護的可靠系數(shù)K1和相鄰保護的縮短

系數(shù)以及本線路與相鄰線路的阻抗角可能不同等因素。

(2)與相鄰變壓器快速保護相配合，即按躲過相鄰變壓器末端怎點短路時的正序阻抗

來整定。

^OPA=K；；［(Z八8+KymiZp)(5-127)

式中一實際可能的最小分支系數(shù)；

ZT-當變壓器快速保護為電流速斷保護時，ZT為速斷保護范圍內(nèi)的變壓器阻抗;

當變壓器快速保護為差動保護時，2丁為變壓器阻抗。

K胃一可靠系數(shù)，一般取0.7?0.75,考慮Z］誤差較大以及其與線路阻抗算術(shù)和

的誤差等因素。

取式(5-81)和式(5-82)中的較小值作為距離第I【段的整定阻抗。

2.動作時限

距離第II段的動作時限應(yīng)比與之相配合的相鄰下一級保護的配合段動作時限大一個時

限級差4(通常取/片0.5s)。則

匕+加(5-128)

式中本保護第H段動作時限，一般取￥=O.5S：

t\~相鄰配合段的保護動作時限。

3.靈敏度校驗

應(yīng)保證本線路末端發(fā)生金屬性短路時有足夠的靈敏度，要求Ken〉L25。則

Kse.n=-7^->1.25(5-129)

4八8

2

若靈敏度Kscn不滿足要求，則應(yīng)與相鄰下一級保護的距離H段配合整定，方法與式

（5-82）和式（5-83）相同。如與之相配合的保護II段為其它保護方式，則應(yīng)按躲過其II段

保護范圍末端短路時的阻抗來整定。

三、距離m段整定計算

1.動作阻抗

應(yīng)保證與相鄰下一級保護的第II段或第IH段有配合關(guān)系，并應(yīng)躲過正常運行時的最大負

荷。

（1）按與相鄰下一級保護距離II段配合。則

=KE(ZAE4-KbrminZ，)(5-130)

式中符號的含義與距離第II段相同。

（2）按與相鄰下一級保護距離n【段配合。則

7HI_?(7_i_7川)

乙OP.T—八「cl'乙AH十八br.min乙(5-131)

式中符號的含義同」二。

(3)躲過正常運行時的最大負荷

1)距離保護采用電流起動元件時，其整定原則與過電流保護的整定原則相同。則

ast

￡.max(5-132)

2)距離保護采用阻抗繼電器作為起動元件時:

①采用全阻抗繼電器

-~Z^min(5-133)

KrelK—ast

②采用方向阻抗繼電器（0°接線）

1

Z^min(5-134)

K⑹KRSQS(%-%)

(0.9~0.95)〃

其中

L.max

以上式中K.一可靠系數(shù)，取1.15?1.25；

一返回系數(shù)，取1.17；

3

K"min應(yīng)按保護背后電源容量為最大，分支電源容量為最小考慮；K”,則相反。

（2）輻射形網(wǎng)絡(luò)對環(huán)形網(wǎng)絡(luò)

K"min應(yīng)按環(huán)形網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)運行考慮；K.f則取開環(huán)運行。

（3）環(huán)形網(wǎng)絡(luò)

K/“.min應(yīng)按環(huán)形網(wǎng)絡(luò)開環(huán)運行考慮；尤,..max則取閉環(huán)運行。

整定計算中最小分支系數(shù)的求取，還需要根據(jù)具體網(wǎng)絡(luò)和線路分析，應(yīng)用時可參考有關(guān)

資料。

四、最小精確工作電流八叩校驗

為了使距離保護能正確工作，阻抗繼電器的測量誤差在允許范圍內(nèi)，則阻抗繼電器的最

小精工電流不能超過保護范圍末端短路時流過繼電器的最小短路電流，通常用精工電流的靈

敏度來校哈,其靈敏系數(shù)

aop.mm

式中^sen.aop-繼電器精確工作電流的靈敏系數(shù)，在校驗點，要求長.沿⑷22;

/kmin-在校驗方式下，流過繼電器的最小短路電流。

校驗精確工作電流時，為了簡化計算，最小短路電流可按下述原則計算：對于距離保護

第I、II段，短路點選擇在本線路末端；距離第川段，則短路點選在相鄰下一線路末端。

以上整定計算均為一次動作值，當換算到繼電器動作阻抗時，必須計及互感器的變比和

繼電器的接線系數(shù)。

【例4-1］在圖5-57所示110kv網(wǎng)絡(luò)中，各線路均裝設(shè)三段式距離保護，試對俁護1

的相間距離保護I、II、山段進行整定計算。已知：線路”的最大負荷電流兒網(wǎng)=35認,

功率因數(shù)COS9L=0.9，各線路單位阻抗ZI=0.4。/km,阻抗角3k=70°,電動機的自起動系

數(shù)K3st=1,正常時母線最低工作電壓ULmin為0.96，變壓器的主保護采用差動保護。

5

Xamin=25a

圖5-57例5-1網(wǎng)絡(luò)接線圖

解1.計算各元件參數(shù)

線路48的正序阻抗ZAB=ZI/AB=0.4X30=12(Q)

線路BC的正序阻抗ZBC=ZI/BC=0.4X60=24(Q)

變壓器等值阻抗Z7.=^^x-^i=—X—=44.1(Q)

T100ST10031.5

2.距離I段的整定

（1）動作阻抗根據(jù)式（5-125）可得

^.=^1^=0.8x12=10.2(0)

（2）動作時限1=0s,保護裝置固有動作時限。

3.距離II段的摳定

（1）動作阻抗根據(jù)以下兩個條件整定

I）與相鄰下一線路中保護3（或保護5）距離I段配合，根據(jù)（4-70）可知

Z鼠=KrbZ.+Kb_Z).3)

式中K，=0.85,K1=0.8

z',=X

而Ki}v.I7.DRLC=0.8524=20.4(0)

K"min的求取，如圖5-58所示

當保護3的【段末端3點短路時，分支系數(shù)計算式為

2Xsi+Z48+Z$2(1+015)ZecZXS1+ZAB八1.15

-=-----------------------------------------X-----------------------------------=(-------—+l)x——

X$2

乙77乙BCX$22

6

為使Khr最小，式中Xi應(yīng)取可能最小

值，即取電源1最大運行方式下的等

值阻抗Xdmn，而Xd取最大可能值，

即取電源2最小運行方式下的最大等

值阻抗&2.max，同時，雙回線投入，故

吐,20+12八1.15…

km=（^-+l）x—=1.19

則有圖5-58保護1距離II段求取分支系數(shù)的等值電路

Z黑=0.8x(12+1.19x20.4)=29.6(0)

2）按躲過相鄰變壓器低壓側(cè)出口好點短路整定計算,根據(jù)式（5-127）可知

^OPA=儲1（2八8+冬皿/；）

式中4=0.7,K版min為在相鄰變壓器低壓側(cè)出口6點短路時保護1的最小分支系數(shù)

“"min+Z.+j=20+12=2.07

hr.min

X.C.max30

則z黑=0.7X(12+2.07x44.1)=72.3(Q)

取1）、2）中最小值作為整定值，即

Z%」=29.6（0）

（2）靈敏度校驗，根據(jù)式（5-84）得

K口￡

/C=-^-=—=2.41>1.25,滿足要求。

seenn21?

乙AB

（3）動作時限

=/■!+△/=0.5s

4.距離III段的整定

（1）動作阻抗

方向阻抗繼電器采用00接線方式，按躲過最小負荷阻抗整定計算，根據(jù)式（5-134）

7III1

^OP.\一Z'min

7

U,.0.9x1100.9x110

其中-j=163.5(C)

技,..max73x0.35

1L.max

取K，“=1.2,K,=1.15，Kqs，=1,^sen=9k~7?！?=cos0.9=25.8°

163.5

7III

則4OP.I=165.3(0)

1.2xl.5xcos(70°-25.8:>)

(2)靈敏度校驗

1)保護作為本線路末端短路近后備時的靈敏系數(shù)

K刈二反毆="且=13.78>1.5,滿足要求

Z.s12

2)保護作為相鄰元件末端短路遠后備時的靈敏系數(shù)

①相鄰線路末端V點短路時,由式（5-136）可知

八021

ZNB+K加.maxZ8c

其中，保護1的最大分支系數(shù)K/“max按相鄰線路A。末端短路時求取，如圖（5-59）所示。

B

Xgi.maxA

^br.max-"T"ZAHZBC

——V

Xsl.max+_j77

X$2.min

minZT

^^+1=2.48