20距离保护的整定计算实例
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一、整定计算工作的基本概念及案例分析1、在进行继电保护定值计算中为什么要进行逐级配合,怎么样才算达到了逐级配合。
在进行继电保护定值计算要进行逐级配合主要就是满足保护的选择性要求,也就是说,计算的定值一定要满足在系统发生故障时有选择地切除故障,确保保护范围内故障可靠动作,保护范围外故障可靠不动作。
这就要求在计算保护定值时,一定要做到保护动作值(保护范围)与保护动作时间同时满足逐级配合才能保证选择性要求。
这一点对发电厂搞整定计算的人来说,一定要注意发变组和发电厂变压器的后备保护与电网保护定值的配合。
2006年韩城一厂#3变发生接地故障,韩城二厂#1、2号主变高压侧零序过流保护误动作就是一个典型事例。
系统上这样的事例也有。
110KV线路Ⅱ(未装设快速保护)末端发生接地故障,线路Ⅰ开关A的零序保护Ⅱ段动作跳闸。
2、在进行继电保护定值计算中为什么要进行灵敏度计算。
在进行继电保护定值计算中计算灵敏度,实际上就是计算保护范围,就是说在规定的保护范围发生故障后该保护要可靠启动,也就是通常所说的保护“四性”中的灵敏性。
要做到满足保护灵敏性,在整定计算中首先要搞清要计算的元件定值的保护功能是什么,例如在计算启动元件时一定要搞清是快速保护的启动元件,还是后备保护的启动元件,还是整个装置的启动元件,它们的保护范围在哪里,什么地方发生故障它们才能启动。
在计算保护动作值时,一定要搞清保护的对象,该保护保护范围是保护一个设备的一部分还是全部,对于后备保护来说还要搞清该保护保护范围是近后备还是远后备等等。
在搞清每一个要计算的保护元件的范围之后,认真按保护整定计算规程要求的各种灵敏度的具体数值进行计算。
在整定计算中,一定要注意按规程的要求校核保护灵敏度,也就是校核保护范围,当计算出的定值满足规程要求的灵敏度时,在保护范围内发生故障该时保护一定能够启动;当计算出的定值不满足规程要求的灵敏度时,在保护范围内发生故障时该保护有可能不能启动,保护装置就会拒动,造成的后果轻则扩大停电范围,严重的会造成设备烧毁甚至电网瓦解。
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。
4Ω/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。
4⨯30=12.00 Ω Z NP =z 1l NP =0。
4⨯60=24.00 ΩZ T =100%K U ⨯T T S U 2=1005.10⨯5.311152=44。
08 Ω2、整定距离I 段Z I set1=K I rel Z MN =0.85⨯12=10。
20 Ω t I 1=0s Z I set3=K I rel Z NP =0。
85⨯24=20.40 Ω 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。
07⨯20。
40)=43.38Ω (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。
07⨯44.08)=72.27 Ω 取Z II set1=Min ( (1),(2))=43.38Ω2)灵敏度校验K II sen =MNset 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 =LmanN I U 9.0=35.03/1109.0⨯=163。
31 ΩCos ϕL =0。
866, ϕL=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。
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 ϕ=0.9,各线路每公里阻抗z1=km Ω4.0 ,阻抗角l ϕ=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 5.0312=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%22Ω=×=×=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 。
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350
max
L
=
⋅
I A,功率因数9.0
cos=
ϕ,各线路每公里阻抗Ω
=4.0
1
Z/km,阻抗角
70
k
=
ϕ,电动机
的自起动系数1
ss
=
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
=
⨯
=
=12
30
4.0
L
1AB
AB
Z
Z
BC 线路的正序阻抗Ω
=
⨯
=
=24
60
4.0
L
1BC
BC
Z
Z
变压器的等值阻抗Ω
=
⨯
=
⋅
=1.
44
5.
31
115
100
5.
10
100
%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.
10
12
85
.0
rel
1.AB
op
Z
K
ZⅠ
Ⅰ
(2)动作时间:0
1
=
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
Ⅱ
Ⅱ
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
19.12
15.11301220min .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 ⋅+=ⅡⅡ
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 Ⅱ
Z X Z X I I K AB
此处取7.0rel =ⅡK 。
取以上两个计算值中较小者为Ⅱ段动作值,即取Ω=02.29op ⅡZ
(2)动作时间,与相邻保护3的Ⅰ段配合则
它能同时满足与相邻保护以及与相邻变压器保护配合的要求。
(3)灵敏性校验: 5.142.212
02.291.op sen >===
AB Z Z K Ⅱ ,满足要求. 4.距离Ⅲ段 (1) 动作阻抗:按躲开最小负荷阻抗整定。
因为继电器取为 0接线的方向阻抗继电器,所以有
Ω=⨯⨯=⋅⨯==-=⋅⋅⋅⋅5.16335.031109.031109.0)
cos(max L max A min A min .L L k ss re rel min
L 1.op I I U Z K K K Z Z ϕϕⅢⅢ
取 8.259.0cos ,70,1,15.1,2.11L sen k ss re rel =======-ϕϕϕK K K Ⅲ。
于是
Ω=-⨯⨯⨯=3.165)
8.2570cos(115.12.15.1631.op ⅢZ (2)动作时间 :t t t t t t ∆+=∆+=2310181
ⅢⅢⅢⅢ或 取其中较长者 0.25.035.01=⨯+=Ⅲt s
(3)灵敏性校验
1)本线路末端短路时的灵敏系数
s
t t t 5.031=∆+=Ⅰ
Ⅱ
5.178.1312
3.1651.op sen >===⋅AB Z Z K Ⅲ近,满足要求。
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
AB Z K Z Z K max b op.1sen ⋅⋅+=Ⅱ远 式中,max b ⋅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3-50所示。
A X 取可能的最大值max A ⋅X ,B X 取可能的最小值min B ⋅X ,而
相邻平行线取单回线运行,则
48.225
251225min B min B max A 12max b =++=++==⋅⋅⋅⋅X X Z X I I K AB 于是 2.131.22448.2123.165sen >=⨯+=
⋅远K ,满足要求。
②相邻变压器低压侧出口的的d 2短路时的灵敏系数中,最大分支系数为 48.225
251225min B min B max A 13max b =++=++==⋅⋅⋅⋅Z Z Z Z I I K AB
于是 2.136.11
.4448.2123.165max b 1.set sen >=⨯+=+=⋅⋅B AB Z K Z Z K Ⅲ远 ,满足要求。
1如图电网,已知保护1采用限时电流速断保护,保护2采用电流速断保护,且Z DZ2=0.8Z BC ;试计算保护1整定计算所用的最小分支系数K fzmin 和最大分支系数K fzmax 。
答:K fzmin =1.2*14/(14+14)=0.6 K fzmax =1
2. 如图电网,已知保护1采用限时电流速断保护和定时限过电流保护,保护2采用电流速断保护,且Z DZ2=0.8Z BC ;试计算保护1整定计算所用的最小分支系数K fzmin 和最大分支系数K fzmax 。
答:Kfzmin =(1.2x18)/(18+18)=0.6 Kfzmax=1。