相间短路保护及整定计算原则

1、第一讲线路保护整定计算1）三个电压等级各选一条线路进行线路保护整定2）110千伏线路最大负荷电流可根据给定条件计算，35和10千伏线路可按300安计算。第一节10千伏线路保护的整定计算原则：电流保护具有简单、可靠、经济的优点。对35千伏及以下电网，通常采用三段式电流保护加重合闸的保护方式，对复杂网络或电压等级较高网络，很难满足选择性、灵敏性以及速动性的要求。整定计算：对10千伏线路通常采用三段式电流保护即可满足要求，实际使用时可以根据需要采用两段也可以采用三段保护。根据保护整定计算原则：电流速断，按照躲过本线路的末端短路最大三相短路电流整定Iset1=krelIkmax/nTA本式要求一次、二

2、次的动作电流都需要计算。2）计算最大三相短路电流,注意问题：1）归算至10千伏母线侧的综合阻抗EE3)lmin了ZsZk计算最小两相短路电流，校核保护范围1,3E7、lmin(TXsmax)lmin%a100%Zi2IsetL4）选择线路适当长度（选一条）计算5）动作时限0秒。限时电流速断，与相邻线路一段配合整定。由于现在的10千伏线路一般都是放射形线路，没有相邻线路，可不设本段保护过电流保护，即电流保护第III段，按照躲过本线路的最大负荷电流整定I=KreKsIsetL.maxKre式中Krei可靠系数，一般采用1.151.25；Kss自起动系数，数值大于1,由网络具体接线和负荷性质确定；K

3、re电流继电器的返回系数，一般取0.85。校核末端短路的灵敏度。动作时限由于不需要与相邻线路配合，可取0.5秒。防止配变故障时保护的误动作。目前采用微机型保护，都配有带低电压闭锁的电流保护，以及线路重合闸。第二节35千伏线路保护的整定计算原则:对35千伏电网，通常采用三段式电流保护加重合闸的保护方式可以满足要求，但对于复杂网络、环形网络，很难满足要求。对35千伏线路，有时可能有相邻线路，因此需要三段式保护，如果是只有相邻变压器，则限时电流速断保护应按照躲过变压器低压侧短路整定，时间则取0.5秒，但应校核本线路末端短路的灵敏度。电流速断，按照躲过本线路的末端短路最大三相短路电流整定Iset1=k

4、relIkmax/nTA本式要求 注意问题:一次、二次的动作电流都需要计算。1）归算至35千伏母线侧的综合阻抗2）计算最大三相短路电流,3)lminE EZZs Zk计算最小两相短路电流,1 . 3 E( IXsmax)Z12 I set校核保护范围lmin%1mL 100%L4）选择线路适当长度（选条）计算5）动作时限0秒。限时电流速断，与相邻线路一段配合整定。Iset1=krellnl/nTA如果没有相邻线路，按照躲开线路末端变压器低压侧短路整定，如果没有相邻变压器参数，可设置一个5000千伏安的主变,查其参数，计算短路电流。注意电流归算到对应侧。Iset1=krelInT/nTA校验：对

5、电流二段，应保证本线路末端短路的灵敏度如果满足灵敏度要求，动作时限可取0.5秒过电流保护，即电流保护第III段，按照躲过本线路的最大负荷电流整定K,KrelsssetL.max式中KrelKssKreKre可靠系数，一般采用1.151.25;自起动系数，数值大于1,由网络具体接线和负荷性质确定;电流继电器的返回系数，一般取0.85。校核末端短路的灵敏度，以及相邻元件短路的灵敏度（变压器低压侧）动作时限由于不需要与相邻线路或元件的后备保护配合，可根据相邻元件的时间取1.0-1.5秒。目前采用微机型保护，都配有带低电压闭锁的电流保护，以及线路重合闸。第三节相间短路距离保护的整定计算原则一、距离保护

6、的基本概念电流保护具有简单、可靠、经济的优点。其缺点是对复杂电网，很难满足选择性、灵敏性、快速性的要求，因此在复杂网络中需要性能更加完善的保护装置。距离保护反映故障点到保护安装处的距离而动作，由于它同时反应故障后电流的升高和电压的降低而动作，因此其性能比电流保护更加完善。它基本上不受系统运行方式变化的影响。距离保护是反应故障点到保护安装处的距离，并且根据故障距离的远近确定动作时间的一种保护装置，当短路点距离保护安装处较近时，保护动作时间较短；当短路点距离保护安装处较远时，保护动作时间较长。保护动作时间随短路点位置变化的关系t=f（Lk）称为保护的时限特性。与电流保护一样，目前距离保护广泛采用三

7、段式的阶梯时限特性。距离I段为无延时的速动段；II段为带有固定短延时的速动段，III段作为后备保护，其时限需与相邻下级线路的II段或III段配合。二、整定计算原则XS1以下以图 (1)距离 距离保护图4-1距离保护整定计算说明4-1为例说明距离保护的整定计算原则I段的整定I段为无延时的速动段，只反应本线路的故障。整定阻抗应躲过本线路末端短路时的测量阻抗，考虑到阻抗继电器和电流、 断路器2处的距离保护I段定值电压互感器的误差，须引入可靠系数Krel)对IZset.2IK rel LA-B z1(4-1)式中 LA-BZ1-K rel-被保护线路的长度；被保护线路单位长度的正序阻抗，Q /km;-

8、可靠系数，由于距离保护属于欠量保护，所以可靠系数取0.80.85。(2)距离II段的整定距离保护I段只能保护线路全长的80%85%,与电流保护一样，需设置II定阻抗应与相邻线路或变压器保护I段配合。1)分支系数对测量阻抗的影响当相邻保护之间有分支电路时，保护安装处测量阻抗将随分支电流的变化而变化，段保护。整因此应考虑分支系数对测量阻抗的影响，如图线路 保护测量阻抗为B-C上k点短路时，断路器2处的距离Zm2UaIiZa-B +Ub _ 71 = ZIiI2a-b + 产=Za-b+ KbZK11(4-2)KbI2一 =1Iii3+ = 1IiXs2 + XABKbminXs1 + Xs2 +

9、XabXS1min + Xab(4-3)S2max + XS1 + XAB(4-4)式中 Ua、Ub 母线A、B测量电压;Za-bZkKb 一线路A-B的正序阻抗；-短路点到保护安装处线路的正序阻抗;分支系数。对如图所示网络，显然 Kb>1,此时测量阻抗 Zm2大于短路点到保护安装处之间的线路阻抗ZA-B+Zk,这种使测量阻抗变大的分支称为助增分支， 的情况，则Kb<1,使得相应测量阻抗减小。2)整定阻抗的计算相邻线路距离保护I段保护范围末端短路时，保护I2Zm2 = Za-b + 7 ZSet.1 = Za-b11I3称为助增电流。若为外汲电流2处的测量阻抗为K ZIb 乙 se

10、t.1(4-5)(4-6)按照选择性要求，此时保护不应动作，考虑到运行方式的变化影响，分支系数应取最小值 Kbmin ，引入可靠系数Krel,距离II段的整定阻抗为711=K117+K71)乙set.2rel,乙A-Bb.min乙set.1)式中Kel可靠系数，与相邻线路配合时取0.800.85。(4-7)若与相邻变压器配合，整定计算公式为ZSet.2=tel(ZA-B+-3)式中可靠系数K：取0.700.75,ZT为相邻变压器阻抗。距离II段的整定阻抗应分别按照上述两种情况进行计算，取其中的较小者作为整定阻抗。3)灵敏度的校验距离保护II段应能保护线路的全长，并有足够的灵敏度，要求灵敏系数应

11、满足KsenZIIZet21.3ZA-B(4-8)如果灵敏度不满足要求，则距离保护II段应与相邻元件的保护 II段相配合，以提高保护动作灵敏度。4)动作时限的整定距离II段的动作时限，应比与之配合的相邻元件保护动作时间高出一个时间级差 动作时限整定为t2I = ti(x) +At(4-9)式中铲与本保护配合的相邻元件保护I段或II段最大动作时间。(3)距离保护III段的整定1)距离III段的整定阻抗与相邻下级线路距离保护II或III段配合ZIII = KIII Z K Z(x)乙set.2rel ( 乙A-Bb.min 乙set.1)(4-10)式中zSX 与本保护配合的相邻元件保护II段或i

12、ii段整定阻抗。与相邻下级线路或变压器的电流、电压保护配合Z111= KII I Z + K Z )乙set.2rel 1 乙A-Bb.min 乙 min )(4-11)式中Zmin相邻元件电流、电压保护的最小保护范围对应的阻抗值。躲过正常运行时的最小负荷阻抗当线路上负荷最大(IL.max)且母线电压最低(UL.min)时，负荷阻抗最小，其值为ZL.minU L.minI L.max(0.9 0.95)U NI L.max(4-12)式中 Un 母线额定电压。与过电流保护相同，由于距离III段的动作范围大，需要考虑电动机自启动时保护的返回问题，采用全阻抗继电器时，整定阻抗为zS：t.2K K

13、Krel ss reZL.min(4-13)式中Krel可靠系数，一般取1.21.25；Kss电动机自启动系数，取1.52.5;Kre阻抗测量元件的返回系数，取1.151.25。若采用全阻抗继电器保护的灵敏度不能满足要求，可以采用方向阻抗继电器，考虑到方向阻抗继电器的动作阻抗随阻抗角变化，整定阻抗计算如下：ZsIeIt.2ZL.min式中set 整定阻抗的阻抗角;KrelKssKreCO$ set l)L 负荷阻抗的阻抗角。(4-14)按上述三个原则计算，取其中较小者为距离保护III段的整定阻抗。2）灵敏度的校验距离III段既作为本线路保护I、II段的近后备，又作为相邻下级设备的远后备保护，并满足灵敏度的要求。作为本线路近后备保护时，按本线路末端短路校验，计算公式如下：Ksen(1)作为相邻元件或设备的近后备保护时,z11121.5ZA-B按相邻元件末端短路校验，计算公式如下:(4-15)Ksen(2)zS：t.2ZA-B+ Kb.maxZnext1.2(4-16)式中Kb.maxZnext 一-分支系数最大值；相邻设备（线路、变压器等）的阻抗。3）动作时间的整定距离III段的动作时限，应比与之配合的相邻元件保护动作时间（相邻段）高出