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距离保护的整定计算

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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 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?''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12C

A

B

A '

图3-50 电⼒系统接线图A

Z 'B

A

BZ 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AZ '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()fh d zq h k

fh dz

K K K Z Z ??-'''='''cos min

.1. 结论：采⽤⽅向阻抗继电器时，保护的灵敏度⽐采⽤全阻抗继电器时可提⾼

)cos(1fh d ??-。

四、阻抗继电器的整定

保护⼆次侧动作阻抗jx TV

TA

dz

j dz K n n Z Z =.

式中jx K ——接线系数

五、对距离保护的评价1．主要优点

（1）能满⾜多电源复杂电⽹对保护动作选择性的要求。

（2）阻抗继电器是同时反应电压的降低与电流的增⼤⽽动作的，因此距离保护较电流保护有较⾼的灵敏度。 2.主要缺点

（1）不能实现全线瞬动。

（2）阻抗继电器本⾝较复杂，调试⽐较⿇烦，可靠性较低。

例3-1 在图3-52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j X

R

f

h

Z z

d

Z d ?f

h

图3-51 全阻抗继电器和⽅向阻抗继电器灵敏度⽐较

1C A 图3-52 ⽹络接线图

Z B

N

M23

4

5678

9

10

k m 60k m

30m a x

.f n I k V 3/1151='E Ω25m a x

1=?x X Ω20m i n 1=?x X k V 3/1152

=''E Ω30m a x 2=?x X Ω25m i n

2=?x X M V A 5.31=B S 5.10

%=d U s 5.010=

''t s 5.08

='''t k m

60

护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段进⾏整定计算。已知线路AB 的最⼤负荷电流350max =?fh I A,功率因数

9.0cos =fh ?，各线路每公⾥阻抗Ω=4.01Z /km ，阻抗⾓ 70=l ?，电动机的⾃起动系数1=zq K ,正常时母线最低⼯作电压m in ?fh U 取等于110(9.0=e e U U kV )。

解： 1.有关各元件阻抗值的计算

2．距离Ⅰ段的整定 (1)动作阻抗：

Ω=?='='?2.101285.01AB k dz

Z K Z

(2)动作时间：0='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 1BC fz AB K dz Z K K Z K Z ??'+''='

215.112)15.01(2122112????? ??++=+?++==

X AB

X BC BC X X AB X fz X Z X Z Z X X Z X I I K

19

.1215

.11301220min .=???? ??++=fz K

于是

Ω=??+=''?02.29)2485.019.112(8.01dz

Z

2)按躲开相邻变压器低压侧出⼝2d 点短路整定

)(min .1B fh K AB k dz

Z K K Z K Z ?'+''='?

此处分⽀系数m in

fh K 为在相邻变压器出⼝2d 点短路时对保护1的最⼩分⽀系数，

Ω

=??+==++=++==

3.72)1.4407.27.012(7.007.2130

12201'

'1max .2min .113min dz x AB x fz Z X Z X I I K

取以上两个计算值中较⼩者为Ⅱ段定值，即取Ω=?02.29''1dz Z

（2）动作时间s t t t 5.0'3''1=?+=

4．距离Ⅲ段

(1) 动作阻抗

Ω

=??=??=

=

-'''='''5.16335

.031109.031109.0)cos(maxmax

min min .min

1fh fh fh fh fh d zq h k fh dz

I I U Z K K K Z Z ??

取8.259.0cos ,70,1,15.1,2.11======='''-fh lm d zq h k K K K 于是

Ω

3.165)8.2570cos(115.12.15

.163'

''1=-=

dz Z

（2）动作时间 :t t t t t t ?+'''=?+'''='''2310181或

取其中较长者 0.25.035.01=?+='''t s （3）灵敏性校验

1）本线路末端短路时的灵敏系数

2)相邻元件末端短路时的灵敏系数 ①相邻线路末端短路时的灵敏系数为

BC fz AB

dz

lm Z K Z Z K max 1+'''=

远

式中，max

fz K 为相邻线路BC 末端

3d 点短路时对保护1⽽⾔的最⼤分⽀系数，其计算

等值电路如图3-54所⽰。48.22525

1225min 2min 2max 112max =++=++==x x AB x fz X X Z X I I K

②相邻变压器低压侧出⼝2d 点短路时的灵敏系数中，最⼤分⽀系数为

48.22525

1225min 2min 2max 113max =++=++==x x AB x fz Z Z Z Z I I K

1I

2I 2

d 3

I B

C

Z 85.0A

B

Z A

B

C

图3-54 整定距离Ⅲ段灵敏度校验时求 的等值电路m i n

。f z K BZ D

3

d m

i

n

2?x X m

a x

1?x X

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3 距离保护及方向距离保护整定

3 距离保护及方向距离保护整定

1/7 实验八 距离保护及方向距离保护整定

一、实验目的

1．熟悉阶段式距离保护及方向距离保护的工作原理和基本特性。

2．掌握时限配合、保护动作阻抗（距离）和对DKB、YB的实际整定调试方法。

二、预习与思考

1．什么是距离保护？距离保护的特点是什么？

2．什么是距离保护的时限特性？

3．什么是方向距离保护？方向距离保护的特点是什么？

4．方向距离保护的Ⅰ段和Ⅱ段为什么在单电源或多电源任何形状的电网中都能够保证有选择性地切除故障线路？

5．阶段式距离保护中各段保护是如何进行相关性配合的？

6．在整定距离保护动作阻抗时，是否要考虑返回系数。

三、原理说明

1．距离保护的作用和原理

电力系统的迅速发展，使系统的运行方式变化增大，长距离重负荷线路增多，网络结构复杂化。在这些情况下，电流、电压保护的灵敏度、快速性、选择性往往不能满足要求。电流、电压保护是依据保护安装处测量电流、电压的大小及相应的动作时间来判断故障是否发生以及是否属于内部故障，因而受系统的运行方式及电网的接线形式影响较大。

针对被保护的输电线路或元件，在其一端装设的继电保护装置，如能测量出故障点至保护安装处的距离并与保护范围对应的距离比较，即可判断出故障点的位置从而决定其行为。这种方式显然不受运行方式和接线的影响。这样构成的保护就是距离保护。

以上设想，表示在图8-1中。图中线路A侧装设着距离保护，由故障点到保护安装处间的距离为l，按该保护的保护范围整定的距离为zdl，如上所述，距离保护的动作原理可用方程表示：adll≤。满足此方程时表示故障点在保护范围内，保护动作；反之，则不应动作。

图8-1 距离保护原理说明 Z—表示距离保护装置

距离比较的方程两端同乘以一个不为零且大于零的z1（输电线每千米的正序阻抗值）得到：

11dzdZzlzl≤ ( 8-1 )

式（8-1）称为动作方程或动作条件判别式。表明距离保护是反应故障点到保护安装处间的距离（或阻抗）并与规定的保护范围（距离或阻抗）进行比较，从而决定是否动作的一种保护装置。当1dzdZzl时，表明故障发生在保护范围内，保护应动作；当1dzdZzl时，表明故障发生在保护范围外，保护不应动作；当1dzdZzl时，表明故障发生在保护范围末端，保护刚好动作。所以，距离保护又称为低阻抗保护。

距离保护整定计算例题

距离保护整定计算例题

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

ZMN=z1lMN=0。430=12.00 

ZNP=z1lNP=0。460=24.00 

ZT=100%KUTTSU2=1005.105.311152=44。08 

2、整定距离I段

ZIset1=KIrelZMN=0.8512=10。20  tI1=0s

ZIset3=KIrelZNP=0。8524=20.40  tI3=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

ZIIset1=KIIrel（ZMN+Kbmin ZIset3 ）=0.8(12+2。0720。40）=43.38

（2）与变压器速断保护配合

ZIIset1=KIIrel（ZMN+Kbmin ZT ）=0。7(12+2。0744.08)=72.27 

取ZIIset1=Min（ (1)，(2）)=43.38

2）灵敏度校验

KIIsen=MNsetIIZZ1=43。38/12=3。62 （1。5），满足规程要求

3）时限 tII1=0。5s

4、整定距离III段并校验灵敏度

1）最小负荷阻抗 ZLmin

ZLmin=LmanLIUmin=LmanNIU9.0=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Zact（30）

电力系统继电保护之整定计算_电流保护+距离保护

电力系统继电保护之整定计算_电流保护+距离保护

电流保护

整定计算 灵敏度校验 动作时限

电流Ⅰ段保护

（无时限电流速断保护）

原则：躲过本线路末端最大短路电流。

)3(maxⅠⅠBkrelAopIKI （kA）（3.1~2.1ⅠrelK） %20~%15)23(1maxⅠminsAopABABxIExLL stAop0Ⅰ

电流Ⅱ段保护

（限时电流速度按保护）

目的：实现本线路全长保护。 原则：与相邻线路Ⅰ段或元件配合，整定值取大者。

①按与相邻线路Ⅰ段配合：ⅠⅡⅡBoprelAopIKI （kA）

②按与相邻元件配合：)3(maxⅡⅡDkrelAopIKI （kA）

25.1~15.1ⅡrelK 3.1Ⅱ)2(minⅡAopBksetIIK

【注：】灵敏度校验按最不利情况校验，即在最小运行方式下，被保护线路末端发生两相短路时，短路电流为本线路内部故障时最小短路电流，以此短路电流校验灵敏度。 ssstttBopAop5.05.00ⅠⅡ

电流Ⅲ段保护

（定时限过电流保护）

原则：躲过最大负荷电流，并考虑自启动系数和返回系数。

maxⅢⅢfhressrelAopIKKKI （kA）

（25.1~15.1ⅢrelK，2~5.1ssK，95.0~8.0reK） 5.1Ⅲ)2(minⅢ)(AopBksetIIK近

25.1Ⅲ)2(minⅢ)(AopCopsetIIK远

【注：】当为两相两继电器接线时，还应考虑校验：25.131Ⅲ)2(minⅢ)(AopDksenIIK远 sstttBopAop5.02ⅢⅢ

距离保护

整定计算 灵敏度校验

距离Ⅰ段保护 原则：躲过本线路末端短路阻抗。ABrelAsetZKZⅠⅠ （）85.0ⅠrelK（提高选择性）

无

stAop0Ⅰ

距离Ⅱ段保护

原则：与相邻电路Ⅰ段或元件配合，取小者作整定值。

110kV输电线路相间距离保护整定计算概述 王远航

110kV输电线路相间距离保护整定计算概述 王远航

110kV输电线路相间距离保护整定计算概述 王远航

摘要：随着110kV输电线路的建设量增加，越来越多的继电保护二次装置投运运行，继电保护整定计算定值是电网发生故障时启动保护装置的钥匙，这就需要有准确可靠的整定计算原则。本文对110kV输电线路相间距离保护整定计算的原则进行合理的概述，提供不同情况下相间距离保护整定计算的方法和灵敏度要求。

关键词： 110kV线路 相间距离 继电保护 整定计算

一、110kV输电线路相间距离保护的现状

目前，110kV输电线路相间距离保护广泛应用具有三段动作范围的阶梯型时限特性。新型距离保护在三段式的基础上还设有距离IV段或称距离III段四边形，专门用作线路末端变压器低压侧故障的远后备。距离保护就是反应故障点至保护安装处之间的距离（或阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。距离保护相对零序电流保护及其他电流保护而言，其突出特点是受运行方式变化的影响小。

二、相间距离保护整定计算

1.助增系数的选择

助增系数的选择。在计算分支系数时一般选择下级线路的末端故障作为参考位置，按照电源侧最大方式，分支侧最小方式，来进行计算。当假设分支侧最小方式为0，则助增系数为1，此方式也就演变为单电源侧的配合计算问题。

环形电网中线路保护间助增系数的计算问题。对于110kV电压等级的电力线路，如果运行方式要求环网运行，这样助增系数的计算就与故障点位置相关，为了计算方便，环网的计算也序设置开断点，把环形电网分解开变成单相的辐射型系统计算。

助增系数的正确计算直接影响到距离保护计算的正确性，因此必须重视在多电源网络中助增系数的选择问题。

2相间距离I段阻抗定值

当被保护线路无中间分支线路（或分支变压器）时：

按躲过本线路末端故障整定，