继电整定计算第四

1、继电整定计算第四第1页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二1-1接地短路的特点 接地短路相当于在短路点增加了一个额外阻抗后的三相短路。各序电流的分布，只决定于该序各支路的电抗与其他序网无关。例如零序电流分布，只按各支路的零序电抗成反比分配；但各序电流的绝对值受其他序网的影响。零序电流的分布只决定于零序纲情况，而正负序纲的电抗却要影响零序电流的大小。因此决定零序电流分配系数的时候，只研究零序纲的情况，而当决定零序电流绝对值大小的时候，必须同时考虑正，负，零序网络的变化。第2页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二第3页，共46页，2022年，5月20日，19

2、点58分，星期二零序互感的影响当双回运行末端接地短路时 、 同方向,因为互感的影响是起助磁作用，使零序电抗增加，零序电流减小。而当其中一回线停电并两端接地，末端接地短路时， 、 方向相反。因为互感的影响是去磁作用，使零序电抗减小，零序电流增大。如图4-1（C）。第4页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二第5页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二上述分析同样适用于只有一侧有电气联系的平行线，也适用于两侧均无电气联系的平行线。“见图4-3” 对于多回路的互感，上述分析原理仍然适用，但计算方法较复杂，只能用计算机进行计算。 第6页，共46页，2022年，5月2

3、0日，19点58分，星期二1-2 计算的运行方式选择（1）变压器中性点接地点的数目和分布要满足过电压和零序综合电抗基本不变以及保护灵敏度满足要求。具体选择如下： 发电厂必须有一台变压器接地，也可按变压器的零序阻抗接近者组合分组，倒换接地，每一条母线最好有一台变压器接地。 单侧电源受电端一般不接地，可用于临 时代替其他停用的变压器。 第7页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二对于多侧电源：a)二条线一台变压器者可接地。允许停变压器。停后同一电压等级的网络还应有接地点。b)二条线二台变压器者，可一台接地，一台倒换。c)三条线以上，一台变压器者，变压器接地，允许停变压器。d)三条

4、线以上，二台变压器以上者，一台接地，其余倒换，或取组合方案。降压变压器低压侧有小电源时，如小电源不足以使受电侧零序电流保护动作，变压器可不接地，而采用低周低压保护将小电源解列的措施 第8页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二(2) 线路末端短路通过保护最大零序电流方式的选取：总的原则是选背后 可能最小 ， 对侧 可能最大的方式。a)单电源辐射网络，取最大运行方式；b)多电源及环形网络，断开下一级相邻线路，开环，减少保护正方向对侧的接地点；c) 双回线中的一回停用，如有互感时还应接地。如图42d) 平行有互感的线路，取平行线停用并接地方式。e) 由比较 、 决定用单相接地或两

5、相接地故障类型。f) 一端母线有联系的平行线，当有互感时（双回有互感线路 在相继动作时，短路点在D点零序电流可能最大。如图4- 4b），通过保护的最小零序电流的方式选取与上述相反。第9页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二第10页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二（3）最大分支系数的选取：欲求某支路最大分支系数时，可把除本线以外的其他分支中较大的电源支路进行检修和故障（即同时停用两条线）进行试探。辐射网络分支系数与短路点的位置无关。 单回线对双回线，应取下级双回运行方式，短路点愈远 愈大，最大为2。 第11页，共46页，2022年，5月20日，19点5

6、8分，星期二 双回线对单回线，应取双回线为单回运行方式，通过保护的零序电流大,短路点选在单回线保护范围末端。如双回线间有互感时，还应将所停线路两端接地。如图4-1C。辐射线对环网内的线，应取合环方式。此种方式分支系数大。短路点应选在下级保护段保护范围末端。也可近似选在环内被配合线末端。单回线旁邻平行线有互感时，也应按图4-1的方式考虑。一端母线有联系或两端母线有联系的平行线，当有互感时，求取一回对另一回的最大分支系数，短路点应选在单回线末端。如图4-4（a）,（b）。第12页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二 上述情况中，因分支系数是随短路点位置而变的，若求任一点的分支系

7、数时，需用图解 法，如图4-4（c），可见在P点的 远大于在N母线处的第13页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二第14页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二第二节零序电流保护的定值计算在假定如下条件基础上的整定方法：1 、按保护正方向计算，然后考虑是否带方 向性。2、线路采用三相重合闸的方式。3、时限选择按与下级配合段有级差。4、灵敏度按本线路末端接地短路流过保护的 最小零序电流样验，要求主保护段km1.251.5。作相邻线路后备要求：km1.2 。 第15页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二2-1零序一段此段为速动段按满足下列条

8、件整定：按躲开线路末端接地短路最大零序电流整定式中： 取1.21.3 线路末端接地短路流过保护的 最大零序电流第16页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二(2) 按躲开开关三相不同时合闸的零序电流整定，当使用快速开关时，此电流出现时间很短，一般不考虑。式中： 取1.3 开关三相不同时合闸的零序 电流。第17页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二2-2零序二段 作为主保护，在本线路末端短路的灵敏度要求km1.251.5。装有四段式保护中第三段的整定与此相似。按与相邻一段或二段配合整定。式中: 取1.11.5 计算可能方式下的最大值 下级保护一段（或二段）的

9、整定值。 当按下级一段整定灵敏度较低时， 可改与下级二段整定。 第18页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二(2) 按不伸出线路末端变压器差动范围整定。当变压器高中压侧均为接地系统时，按下式整定。 （4-4）式中： 线路对端母线上变压器另一侧接地 短路时流过本保护的最大零序电流。 取1.31.5。当变压器为带负荷调压 时。应取较大的系数。第19页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二(3) 当本段整定时限等于或低于本线相间保护 某段的时限时，则应按躲开相应相间保护段末端的相间短路的不平衡电流整定。当在下级相邻线路某段保护范围末端相间短路时，应是相邻的相间保

10、护动作，但因不平衡电流，使本线路某段零序保护动作 （当动作时限比相间保护段小时）造成越级。这个电流一般不会太大；(4) 当使用此段作为重合闸后加速或手动合闸加速时，如末端变压器为接地运行，应躲开合闸时变压器励磁涌流中的零序电流。 第20页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二2-3零序三段 作为后备保护,在下级线路末端要求km1.2 此段的整定方法也适用于四段式保护中第四段的整定。(1) 按与相邻二段或三段保护配合整定。整定 同（4-3）式。当零序二段有较高灵敏度时，为了提高后备性，可按与相邻三段或四段配合整定，可保护的更远些，后备作用更强。 第21页，共46页，2022年，

11、5月20日，19点58分，星期二(2) 当下级相邻变压器高、中侧均为接地系统时，按与该变压器另一侧零序保护一段或二段配合整定。式中: 下级相邻变压器另一侧零序保护 的整定值。 线路对变压器另一侧零序保护的 最大分支系数。 取1.11.5。第22页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二(3) 当本段整定时限等于或低于本线相间保护 某段时限时，则应躲开相路末端相应相间 短路的不平衡电流。(4) 当下一级变压器为不接地运行时，按躲变 压器外部相间短路的最大不平衡电流整定。(5) 如使用此段作重合闸后加速或手动合闸加 速时，应躲开变压器励磁涌流。 第23页，共46页，2022年，5月

12、20日，19点58分，星期二24零序保护的整定配合问题(1) 单回线与双回线配合或辐射线与环网内线路配合以及平行线有互感的保护间的配合。当双回线无横差保护时保护整定配合点不在下级线路末端，因平行非故障线的汲出电流减少，其分支系数将比线路末端短路为小，可用曲线法按下级I 段末端短路配合，以避免用最大分支系数整定，这对灵敏度有利，但较复杂。可先按双回线末端整定，如果使本级和上级保护定值增大，按单回运行时校验灵敏度不够时，再用曲线法按下级线I段实际末端短路整定。(2) 当双回线有横差保护时应与横差保护配合整定，即与下级相邻双回线末端短路配合整定。这样当横差保护停用时，应改为单回线运行方式。第24页，

13、共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二(3) 有些情况下，三段式保护效果不够好，例如零序二段无灵敏度，需零序三段，可改为四段式保护。需用四段式的保护的情况参考以下条件：（a）双回线路保护相继动作时，另一回线不 应误动；（b）下级相邻为短线路或为双回线（相当于 线路缩短），使上级II段范围缩短，灵 敏度不够；（c）要求对下级相邻线路有后备性等； 第25页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二(4) 对于小电流侧零序保护，在一定条件下，大电流侧先跳后，可能因相继动作后使电流减小而复归，必要时可采用瞬时测量接线。瞬时测量的缺点是它不能在故障全过程中满足配合条件 ，在

14、某种情况下可能造成越级动作，因此小电流侧如有几级保护时，最好同时使用瞬时测量，而且按配合条件整定。 第26页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二第三节 零序方向元件灵敏度的计算 短路点的U0最高，近保护处的短路点方向元件没有死区，其死区是在后备保护段，即在比较远的短路点处。一般都是几段电流公用一个方向元件，因此方向元件的灵敏度应比最灵敏的电流元件灵敏度要高。方向元件应按被保护线路最末端短路校验，要求km1.2。有时零序最后一段电流元件的后备灵敏度不足，方向元件灵敏度可按最后一段电流保护范围末端处短路校验， 要求km1.5。 当方向元件灵敏度不满足要求时，应降低方向元件的动作

15、功率，以提高灵敏度，或是采取比较灵敏的方向元件。 第27页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二第四节 采用单相重合闸的零序保护 在用单相重合闸的线路上发生接地故障过程中，有接地短路、 复故障（线路一侧开关断开一相）和非全相（线路两侧均断开一相）三种状态。前两种状态将由零序保护切断，第三种状态是单相重合闸中必然出现的状态，此时已不存在故障，应防止保护发生误动作。 第28页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二 在非全相状态下，将产生正、负、零序分量，在非全相中零序电流是沿同一方向流的，称为纵向不对称状态，与接地短路不同，接地短路称为横向不对称。零序电流的大小

16、，决定于线路中原来的负荷电流或是决定于线路两侧等值电势的摆开角。当线路中负荷电流不大时，零序电流一般不大，但在系统负荷重、动态稳定问题较为突出时，零序电流将达到很大的数值，甚至大于线路末端接地短路的电流。第29页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二 在断口处的零序电流与母线上零序电压，其相位关系与区外接地短路情况相似，因而零序方向元件一端方向指向线路，另一端指向母线，即一端可以动作，另一端不能动作。但若方向元件的电压取至线路PT，两端的方向元件可能都指向母线或线路，可能都能动作，也可能都不能动作。当线路上负荷电流不大时，零序电流和电压的数值也很小，零序方向元件的灵敏度可能不

17、足，不会动作。 第30页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二第31页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二 在接地短路、复故障和非全相中，零序电流的分支系数一般是相同的，但是在有互感的双回线上，非全相过程中双回线之间的系数将有所增大。 图4-5为采用三相重合闸的双回线，保护1对保护4的最大分支系数即图4-5(b)中接地故障线路中总零序电流在另一回线分配的分配系数,可表示为：第32页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二4-2 非全相中防止零序保护误动的措施非全相中在重合闸未重合之前，当线路中零序电流较大时，能使某段零序保护误动跳三相开关，

18、造成重合闸不成功。防治这种误动的办法常用的有三种：(1) 利用重合闸装置实现闭锁。将保护接于不同端子: M端子-启动重合闸并闭锁保护的端子，将可能误动的保护接于此端子。 此方法只能用于故障线路的保护，相邻非故障线路重合闸不启动，不能闭锁; N端子-启动重合闸，保护不闭锁。即按躲非全相零序电流整定，可躲开非全相.此方法可用于故障线路和非故障线路上。 第33页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二(2) 用动作时限来躲非全相过程。即按躲单相重合周期来整定时间。可用于故障线路和非故障线路上。当非全相零序电流较大时，用电流值躲开非全相的办法只适用于零序I段，零序保护可设灵敏I段和不灵

19、敏I段，零序II段躲非全相后灵敏度不足时，要用时间来躲非全相。因此单相重合闸周期的长短对保护动作时间有决定性的影响。因为是按阶梯配合原则，所以不但影响故障线路保护的整定时间。也影响了上级相邻线路保护的整定时间。 第34页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二4-3 使用单相重合闸的零序保护整定1零序I段 接于重合闸N端子的保护:按躲线路末端接地短路最大零序电流整定，见（4-1）式；按躲开本线路非全相的最大零序电流整定。如果按上述条件选取的定值太大，影响了保护范围，可增加一个一段保护。该段只按短路条件整定，但因不能躲非全相，故将其接于重合闸的M端，称M端子的零序I段为躲非全相I

20、段或不灵敏I段。(3) 对线路变压器组要考虑励磁涌流。 第35页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二2零序二段接于重合闸的M端子(1)按与下级相邻线路接于N端子的零序一段或二段配合整定。见（4-3）式。(2)按与相邻变压器差动保护范围配合整定。见（4-4）式。(3)如使用此段作为重合闸后加速或手动合闸后加速时，应考虑变压器涌流。如本线非全相的最大零序电流值不大,可以躲开时，可以将保护改接至N端子。由于零序二段要求作为主保护用，故不希望用电流或延时来躲非全相状态。第36页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二3零序三段接于重合闸的N端子时:(1) 按与下级相

21、邻线路接于N端子的零序II段或III段配合整定，见（4-3）式；(2) 按与相邻变压器差动保护范围配合整定，见（4-4式。或按与相邻变压器的另一侧（当变压器中压均接地时）零序保护配合整定；(3) 按躲开本线路的单相重合闸最大周期时间整定动作时限；(4) 如使用此段作为重合闸后加速或手动合闸后加速时，应考虑变压器涌流的影响。详见本章2-2中（4）项。第37页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二 按上述整定结果若灵敏度较低，可考虑按与下一级线路接于M端的保护段配合整定，整定时限应大于线路的单相重合闸的最大周期。这样整定存在的缺点是：当下级线路在非全相中非故障相再故障和开关拒合时

22、，将会引起越级误动，由于非全相下非故障相再故障，下级线路保护接于M端子已被闭锁，而单相重合闸不会重合,等于重合闸时间延长,本线路保护将误动。第38页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二第39页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二第40页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二4双回线非全相时的分支系数在图4-6 点发生一相断相,从图4-6（b）可知： 解此二方程可知，采用单相重合的双回线保护 I 对保护 4 的最大分支系数为： (4-7)由式（4-6）与（4-7）相比，可见非全相中的分支系数比接地短路的分支系数大.第41页，共46页，2022年，5月20日，19点58分，星期二4-4整定配合分析1 在单相重合闸过程中，接于M端的零序保护段被闭锁退出工作，与它配合整定的上一级保护即失去了配合对象，此时若非故障相再发生故障或重合闸的开关拒合，就会引起上一级保护越级跳闸。因此相邻的保护之间配合整定，要求必须按照与任何时候都工作的保护进行配合整定。也就是说与接于N端的保护进行配合整定。图4-7表示相邻保护之间的配合关系。图中的N、M表示该段