距离保护整定计算
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继电保护整定计算公式汇总继电保护整定计算是电力系统保护的重要组成部分。
在电力系统运行中,应该根据系统的特点和要求,合理地进行继电保护整定计算,保证电网的稳定运行和安全性。
本文将分享一些常见的继电保护整定计算公式,希望对读者有所帮助。
一、距离保护整定计算公式距离保护是电力系统中最常见的保护之一,其主要功能是保护输电线路和变电站设备的安全运行。
距离保护的整定计算公式如下:•相对距离保护的整定计算公式:1.相对距离保护动作时间设置公式:T = K * L / (V - F * L)其中,T为距离保护的动作时间(单位:s),K为校正系数,取值应在0.8~1.2之间;L为距离(单位:km);V为系统电压(单位:kV),F为负载阻抗因数,取值应为0.8~1.2之间。
2.相对距离保护动作值设置公式:Z = L * (K1 + K2 * e^(K3 * L) / V)其中,Z为距离保护的动作值(单位:Ω);K1、K2、K3为校正系数,应根据具体的系统参数进行确定;e为自然对数的底数。
•绝对距离保护的整定计算公式:1.绝对距离保护动作时间设置公式:T = K * L / V其中,T为距离保护的动作时间(单位:s),K为校正系数,取值应在0.8~1.2之间;L为距离(单位:km);V为系统电压(单位:kV)。
2.绝对距离保护动作值设置公式:Z = L * (K1 + K2 * e^(K3 * L) / V)其中,Z为距离保护的动作值(单位:Ω);K1、K2、K3为校正系数,应根据具体的系统参数进行确定;e为自然对数的底数。
二、过电流保护整定计算公式过电流保护的主要功能是保护电力系统中各种设备,在出现电气故障时,对其进行及时的故障切除。
过电流保护的整定计算公式如下:•相间过电流保护的整定计算公式:1.相间过电流保护动作时间设置公式:T = 0.14 * K * Z / I其中,T为保护的动作时间(单位:s),K为校正系数,通常取1.0;Z为当前相间电路的阻抗(单位:Ω);I为保护设备的额定电流(单位:A)。
距离保护的整定计算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 dzZ k Z '='?12.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 dzZ K K Z K Z '+''=''?1式中fz K 为分⽀系数min ???? ??=ABBCfz II K(2)与相邻变压器的快速保护相配合()B fz AB k dzZ K Z K Z +''=''?1取(1)、(2)计算结果中的⼩者作为1?''dzZ 。
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12CABA '图3-50 电⼒系统接线图AZ 'BABZ BCZ Z 'Z ''Z '''00.5tZ 'Z ''Z '''00.5t3AZ 12CABA '图3-50 电⼒系统接线图AZ 'BABZ BCZ Z 'Z ''Z '''00.5tZ 'Z ''Z '''00.5t3AZt t t t ?≈?+'=''213.灵敏度校验5.1≥''=ABdzlm 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 dzZ 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.1.1fh zqh k dzZ 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 ?+'''='''23.灵敏度校验作近后备保护时5.11.≥'''=ABdzlm Z Z K 近作远后备保护时2.1≥+'''=BCfz ABdzlm Z K Z Z K 远式中,K fz 为分⽀系数,取最⼤可能值。
继电保护定值整定计算公式大全一、过电流保护的定值整定计算公式:1.零序过电流保护定值计算公式:IHON=IMS×(KA-1)÷{(RSTRE)÷3×Z3{(X´t)·{X´´{X´´´其中,IHON为零序过电流保护的运行电流定值;IMS为测量系统的基本电流选定定制;KA为零序过电流保护动作系数;RSTRE为设备额定短路阻抗;Z1为设备正序电抗;X1为设备正序电抗;X2为设备负序电抗;X3为设备零序电抗。
2.短路过电流保护的整定公式:I熔=IHc+(XlC×R)÷ZI_C×IΝ÷IP素分式其中,I熔为短路过电流保护的整定电流;IΙ2c为设备二次侧短路故障电流;XlC为电流互感器的互感系数;R为电流互感器的内阻;ZlC为电流互感器的线路阻抗;IN为变压器的额定电流;IP为变压器的额定功率。
二、跳闸保护的定值整定计算公式:1.距离保护的整定公式:SETR#1=CTK×SET×けtcoef÷Z其中,SETR#1为距离保护的整定系数;CTK为电流互感器的互感系数;SET为线路的距离设置;け为绕组当前日期;Z为线路的阻抗。
2.差动保护的整定公式:SETD#1=K1×SET其中,SETD#1为差动保护的整定系数;K1为变压器的变比。
三、频率保护的定值整定计算公式:1.频率保护的整定公式:Set(f)=a-b×f其中,Set为频率保护的整定值;a为整定值的常数;b为整定值的斜率;f为频率。
四、电压保护的定值整定计算公式:1.过电压保护的整定公式:U总=U设定×(KA-1)×(R2IMS)÷3其中,U总为过电压保护的整定电压;U设定为过电压保护的动作电压设定值;KA为过电压保护的动作系数;RIMS为测量系统的基本电流选定定制。
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 dzZ k Z '='⋅12.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 dzZ K K Z K Z '+''=''⋅1式中fz K 为分支系数min ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ABBCfz II K(2)与相邻变压器的快速保护相配合()B fz AB k dzZ K Z K Z +''=''⋅1取(1)、(2)计算结果中的小者作为1⋅''dzZ 。
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12CABA '图3-50 电力系统接线图AZ 'BABZ BCZ Z 'Z ''Z '''00.5tZ 'Z ''Z '''00.5t3AZ 12CABA '图3-50 电力系统接线图AZ 'BABZ BCZ Z 'Z ''Z '''00.5tZ 'Z ''Z '''00.5t3AZt t t t ∆≈∆+'=''213.灵敏度校验5.1≥''=ABdzlm 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 dzZ 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.1.1fh zqh k dzZ 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 ∆+'''='''23.灵敏度校验作近后备保护时5.11.≥'''=⋅ABdzlm Z Z K 近作远后备保护时2.1≥+'''=⋅BCfz ABdzlm Z K Z Z K 远式中,K fz 为分支系数,取最大可能值。
20距离保护的整定计算实例仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢2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 =ϕ,各线路每公里阻抗Ω=4.01Z /km ,阻抗角 70k =ϕ,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 ZBC 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%2T 2T 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 ⅠⅠ(2)动作时间:01=Ⅰt s3.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段配合仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢3)(min b rel rel 1.op BC AB Z K K Z K Z ⋅+=ⅠⅡⅡ式中,取8.0,85.0rel rel ==ⅡⅠK 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.dzZ 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 ⋅+=ⅡⅡ仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢4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此处取7.0rel =ⅡK 。
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+△t3.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1.15-1.25K 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,。
k距离Ⅰ段的整定按躲过本线路末端短路时的测量阻抗来整定ABI set1Z Z其中 850~8t 定值:时间:距离Ⅱ段的整定相邻线路故障时,本线路的测量阻抗1I U A=U B U AB =:分支系数(和电流保护中定义相同)。
max 的计算方法同前。
b.min set1ZK=与相邻线路段配合。
与相邻变压器快速保护配合。
b.min ZK=K 取上述最小值作为整定阻抗。
距离Ⅱ段的整定灵敏度校验要求 ≥若灵敏度不满足要求,改为与相邻元件的保护故障点选取本线路末端。
senKII 距离Ⅱ段的整定距离Ⅱ段的整定动作时间比与之配合的相邻元件保护动作时间长△+∆+∆取较大的时间做为本保护动作时间。
与相邻下级线路距离保护段或min AB III set1Z Z+与相邻下级变压器的电流、电压保护配合(min AB Z Z+距离Ⅲ段的整定(1)定值计算变压器的电流、电压保护的最小保护范围。
(1)定值计算按躲过最小负荷阻抗整定。
考虑外部故障切除后,电动机自启动时,应可靠返回。
最小负荷阻抗:ss L K Z )=ϕmaxN L U I U =返回阻抗:relre L Z =ϕ动作阻抗:距离Ⅲ段的整定)灵敏度校验:近后备: 远后备:ABIII set1Z Z要求BCmax set1Z =要求故障点取本线路末端k1k1k2故障点取相邻线路末端k2)动作时间:应比与之配合的相邻设备保护动作时间大一个时间级差Δ考虑躲振荡,一般应大于1.5~2s。
与多条相邻线路保护配合时,取最大时间做为动作时间。
(2) 距离 I 段的整定(i) 整定阻抗)(..Ω=⨯==-2101285021I relI setZ K Z(ii) 动作时间s0I=t(3) 距离 II 段的整定(i) 整定阻抗)(min .I set.3b 21II rel II setZK Z K Z+=-①与保护3(或保护5)的 I 段配合)(..Ω=⨯==-4202485043I relI set.3Z K Z而(3) 距离 II 段的整定(i) 整定阻抗)(min .I set.3b 21II rel II setZK Z K Z+=-①与保护3(或保护5)的 I 段配合)(..Ω=⨯==-4202485043I relI set.3Z K Z 而代入得)()..(.Ω=⨯+⨯=294201911280II setZ3.4.5 对距离保护的评价(1)受运行方式变化影响小,保护区相对稳定,能够在多电源网络中应用,可以保证选择性,其中Ⅰ段完全不受运行方式变化影响。
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 MatlabAbstractRelay 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 alsochangethesetting calculation algorithm according tothe operating mode of the system to makes thesetting values can be a pplied to a variety of different operation modes, to reali ze the setting calculation process automation.【Key words】Relay protection Distance protection Setting calculation Matlab目录摘要ﻩ错误!未定义书签。
Abstract.................................... 错误!未定义书签。
目录.......................................... 错误!未定义书签。
第一章绪论.................................... 错误!未定义书签。
第一节电力系统继电保护概述ﻩ错误!未定义书签。
一、继电保护的概念....................... 错误!未定义书签。
二、继电保护的基本任务与重要性........... 错误!未定义书签。
三、继电保护的4个基本要求ﻩ错误!未定义书签。
四、继电保护的原理和构成ﻩ错误!未定义书签。
第二节继电保护的发展简史.................. 错误!未定义书签。
一、继电保护原理发展史................... 错误!未定义书签。
二、继电保护装置发展史................... 错误!未定义书签。
三、继电保护整定计算软件的发展与研究ﻩ错误!未定义书签。
第三节本文所做的工作ﻩ错误!未定义书签。
第二章电网的距离保护ﻩ错误!未定义书签。
第一节距离保护简介ﻩ错误!未定义书签。
一、距离保护的概念ﻩ错误!未定义书签。
二、距离保护的构成....................... 错误!未定义书签。
第二节距离保护装置的主要元件——阻抗继电器ﻩ错误!未定义书签。
一、偏移圆特性阻抗继电器................. 错误!未定义书签。
二、方向圆特性阻抗继电器ﻩ错误!未定义书签。
三、全阻抗圆继电器ﻩ错误!未定义书签。
第三节距离保护定值配合的基本原则ﻩ错误!未定义书签。
第四节定值计算的分支系数的选择与计算....... 错误!未定义书签。
一、带有助增分支的网络ﻩ错误!未定义书签。
二、带有外汲分支的网络................... 错误!未定义书签。
三、助增、外汲分支同时存在的网络......... 错误!未定义书签。
第五节距离保护整定计算..................... 错误!未定义书签。
一、距离保护I段整定计算................. 错误!未定义书签。
二、距离保护II段整定计算............... 错误!未定义书签。
三、距离保护III段整定计算.............. 错误!未定义书签。
第六节对距离保护的评价ﻩ错误!未定义书签。
第三章整定计算软件的设计与开发................. 错误!未定义书签。
第一节引言ﻩ错误!未定义书签。
第二节软件开发工具ﻩ错误!未定义书签。
一、Matlab语言简介...................... 错误!未定义书签。
二、图形用户界面GUI简介ﻩ错误!未定义书签。
第三节软件设计框架图...................... 错误!未定义书签。
一、软件结构示意图ﻩ错误!未定义书签。
二、软件功能模块概述ﻩ错误!未定义书签。
三、软件的功能特性....................... 错误!未定义书签。
第四章算例结果分析............................. 错误!未定义书签。
第一节算例................................. 错误!未定义书签。
一、手算算例............................. 错误!未定义书签。
二、软件整定结果......................... 错误!未定义书签。
第二节分析及结论........................... 错误!未定义书签。
第五章结论.................................... 错误!未定义书签。
第一节工作总结ﻩ错误!未定义书签。
第二节不足与展望.......................... 错误!未定义书签。
致谢......................................... 错误!未定义书签。
参考文献........................................ 错误!未定义书签。
第一章绪论第一节电力系统继电保护概述一、继电保护的概念当系统一旦发生故障时,保证系统能有选择性的、快速的切除故障的装置,称为继电保护装置;原来实现此功能的装置是由继电器组合来实现的,故称为继电保护装置,而目前继电器已被电子元件及计算机替代,但仍沿用此名称。
在电力部门常用继电保护一词泛指机电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统[1]。
二、继电保护的基本任务与重要性当系统发生短路时可能产生的后果有:经过故障处的很大的短路电流和由于短路电流击穿空气所产生的电弧,会使故障元件烧坏;当短路电流通过非故障元件时,由于电流的热效应和电动力的作用,同样也会使得元件过早的损坏以至缩短了元件的寿命;当短路时,电力系统中部分地区的母线电压将大大降低,不仅能破坏居民家中小型电器的安全性和稳定性,也会降低工厂生产出来的精密设备的质量;更严重的是会破坏电力系统并列运行的稳定性,引起系统震荡,甚至瓦解整个系统[1] [3]。
因此,继电保护的基本任务在于:(1)有针对性地将故障元件快速、自动切除,使电力系统快速恢复正常工作状态,并且使无故障的元件破坏程度减至最少,并最大程度地保证无故障元件的正常运行。