kV输电线路L继电保护整定计算毕业设计

输电线路L4继电保护整定计算电气信息工程学院毕业设计输电线路L4继电保护整定计算电气信息工程学院摘要本次设计为110kV输电线路L4继电保护整定计算，并根据继电保护配置原理，对所选保护进行整定和灵敏度校验。本次设计首先对电网进行了短路电流计算，而后对该段线路选择以距离保护作为主保护，零序电流保护作为该线路的接地短路保护，并详细的阐述了距离保护和零序电流保护的原理、配置的基本原则及计算原则，最后进行整定计算与校验。经过对设计题目的分析、探究，此次设计先进行短路点的短路电流计算，从而算出零序短路电流;而后确立了相间短路的距离保护和反应接地故障的零序电流三段式保护，并对它们进行整定计算和灵敏性校验，且对所选择的保护装置进行综合评价。关键词继电保护，整定计算，短路电流计算，距离保护，零序电流保护ABSTRACTThisdesignistoworkoutwhollyfor110kvtransmittedlinesL4Relayprotectionsettingcalculation.accordingtotheprincipleofprotectionconfiguration,anddothesettingandsensitivitycalibrationtoprotectionfortheselected.Thedesignisfirstcarriedoutonthegridshort-circuitcurrentcalculation,andthenIchoosedistanceprotectionasmainprotection.Zerosequencecurrentprotectionforthislineearth-faultprotection,andelaboratetheprincipleofdistanceprotectionandZerosequencecurrentprotectionindetail,andthebasicprincipleofConfigurationandprincipleofworkingoutandCalculationprinciple,atlastIdidthesettingcalculationandcheckedit.Aftertheanalysisandresearchforthisdesign,atfirsrIdotheshort-circuitcurrentcalculationofshortcircuitpointforthisdesign,andgetthevalueofzero-sequenceshort-circuitcurrent;andthenestablishedthedistanceprotectionofphaseshortcircuitandzerosequencecurrentthree-stepprotectionofreactedthegroundfault,andnextIdothesettingcalculationandsensitivitycalibrationforthedesign,anddothecomprehensiveevaluationforprotectorofselected.KeywordsRelayProtection，SettingCalculation，Short-circuitcurrentCalculation，Distanceprotection，Zerosequencecurrentprotection目录HYPERLINK\l"_Toc294195333"摘要IHYPERLINK\l"_Toc294195334"ABSTRACTIIHYPERLINK\l"_Toc294195335"1绪论1HYPERLINK\l"_Toc294195336"1.1继电保护概述1HYPERLINK\l"_Toc294195337"1.1.1继电保护的重要性1HYPERLINK\l"_Toc294195338"1.1.2继电保护的任务1HYPERLINK\l"_Toc294195339"1.1.3对继电保护的基本要求1HYPERLINK\l"_Toc294195340"1.1.4继电保护装置的基本原理3HYPERLINK\l"_Toc294195341"1.1.5继电保护装置的分类4HYPERLINK\l"_Toc294195342"1.1.6保护运行方式分析4HYPERLINK\l"_Toc294195343"1.1.7继电保护的未来发展5HYPERLINK\l"_Toc294195344"1.2设计的题目和要求6HYPERLINK\l"_Toc294195345"1.2.1题目的基本资料6HYPERLINK\l"_Toc294195346"1.2.2设计的目的7HYPERLINK\l"_Toc294195347"1.2.3设计的要求7HYPERLINK\l"_Toc294195348"1.2.4题目的分析7HYPERLINK\l"_Toc294195349"2短路电流计算基本知识9HYPERLINK\l"_Toc294195350"2.1短路电流计算概述9HYPERLINK\l"_Toc294195351"2.2短路计算的作用9HYPERLINK\l"_Toc294195352"2.3短路电流的危害及限制措施9HYPERLINK\l"_Toc294195353"2.3.1短路电流的危害9HYPERLINK\l"_Toc294195354"2.3.2短路电流的限制措施10HYPERLINK\l"_Toc294195355"3系统中各元件的主要参数的计算11HYPERLINK\l"_Toc294195356"3.1电网等值计算图11HYPERLINK\l"_Toc294195357"3.2基准值选择11HYPERLINK\l"_Toc294195359"3.3电网各元件参数计算及负荷电流计算11HYPERLINK\l"_Toc294195360"3.3.1输电线路等值电抗计算11HYPERLINK\l"_Toc294195361"3.3.2变压器等值电抗计算12HYPERLINK\l"_Toc294195362"3.3.3发电机等值电抗计算13HYPERLINK\l"_Toc294195363"3.3.4最大负荷电流计算13HYPERLINK\l"_Toc294195364"4输电线路L4短路电流计算14HYPERLINK\l"_Toc294195365"4.1运行方式的选择原则14HYPERLINK\l"_Toc294195366"4.1.1发电机、变压器运行方式选择的原则14HYPERLINK\l"_Toc294195367"4.1.2线路运行方式选择原则14HYPERLINK\l"_Toc294195368"4.2流过保护的最大、最小短路电流计算方式的选择14HYPERLINK\l"_Toc294195369"4.3本次设计的具体运行方式的选择15HYPERLINK\l"_Toc294195370"4.4输电线路L4短路电流计算15HYPERLINK\l"_Toc294195371"4.4.1电网等效电路图15HYPERLINK\l"_Toc294195372"4.4.2线路L4末端短路时最大零序电流计算15HYPERLINK\l"_Toc294195373"5整定计算基本知识21HYPERLINK\l"_Toc294195374"5.1基本任务21HYPERLINK\l"_Toc294195375"5.2计算步骤21HYPERLINK\l"_Toc294195376"5.3整定配合基本原则22HYPERLINK\l"_Toc294195377"5.4整定系数分析23HYPERLINK\l"_Toc294195378"5.4.1可靠系数23HYPERLINK\l"_Toc294195379"5.4.2返回系数23HYPERLINK\l"_Toc294195380"5.4.3分支系数23HYPERLINK\l"_Toc294195381"5.4.4灵敏系数23HYPERLINK\l"_Toc294195382"5.4.5自起动系数24HYPERLINK\l"_Toc294195383"6相间距离保护配置和整定计算25HYPERLINK\l"_Toc294195384"6.1距离保护的基本工作原理25HYPERLINK\l"_Toc294195385"6.2距离保护的时限特性27HYPERLINK\l"_Toc294195386"6.3距离保护的主要组成元件28HYPERLINK\l"_Toc294195387"6.3.1起动元件28HYPERLINK\l"_Toc294195388"6.3.2阻抗测量元件（ZI、ZII、ZIII）28HYPERLINK\l"_Toc294195389"6.3.3时间元件28HYPERLINK\l"_Toc294195390"6.3.4出口执行元件28HYPERLINK\l"_Toc294195391"6.4距离保护的整定计算29HYPERLINK\l"_Toc294195392"6.4.1距离保护第I段29HYPERLINK\l"_Toc294195393"6.4.2距离保护第Ⅱ段30HYPERLINK\l"_Toc294195394"6.4.3距离保护第III段31HYPERLINK\l"_Toc294195395"6.5输电线路L4距离保护整定计算和校验32HYPERLINK\l"_Toc294195396"6.5.1距离保护Ⅰ段的整定计算32HYPERLINK\l"_Toc294195397"6.5.2距离保护П段的整定计算和校验32HYPERLINK\l"_Toc294195398"6.6距离保护评价33HYPERLINK\l"_Toc294195399"7零序电流保护配置和整定计算34HYPERLINK\l"_Toc294195400"7.1零序电流保护基本工作原理34HYPERLINK\l"_Toc294195401"7.2零序电流保护的特点35HYPERLINK\l"_Toc294195402"7.3零序电流保护整定计算的运行方式分析35HYPERLINK\l"_Toc294195403"7.3.1接地短路电流、电压的特点35HYPERLINK\l"_Toc294195404"7.3.2接地短路计算的运行方式选择36HYPERLINK\l"_Toc294195405"7.3.3流过保护最大零序电流的运行方式选择36HYPERLINK\l"_Toc294195406"7.3.4最大分支系数的运行方式和短路点位置的选择36HYPERLINK\l"_Toc294195407"7.4110kV线路零序电流保护整定原则37HYPERLINK\l"_Toc294195408"7.5零序电流保护的整定计算37HYPERLINK\l"_Toc294195409"7.6输电线路L4零序电流保护的整定计算39HYPERLINK\l"_Toc294195411"7.7零序电流保护评价39HYPERLINK\l"_Toc294195412"总结40HYPERLINK\l"_Toc294195413"参考文献41HYPERLINK\l"_Toc294195414"致谢421绪论1.1继电保护概述1.1.1继电保护的重要性系统的不正常运行状态是指系统中电气元件没有发生故障，但由于某种干扰，电气参数偏离正常值，如设备的过负荷、系统发生震荡、功率缺额引起的频率降低、发电机甩负荷引起的过电压等，都属于不正常运行状态不及时处理，就有可能发展成故障。系统的故障和不正常运行状态都可能引起电力系统的事故。事故就是指整个或部分电力系统遭到破坏，造成人员伤亡，对用户停电或降低到不能容许的地步。系统中电气元件发生故障和不正常运行虽然无法避免，但系统发生故障却可以预防。因为系统事故的发生，除去由于自然条件（如遭受雷击等）外，一般都由设备制作质量不高、设计安装错误、运行或维护不当等原因造成。如果能一方面加强电气设备的维护和检修，另一方面在电力系统中的每个元件上装设一种有效的装置，当电气元件发生故障或不正常运行状态时，该装置能快速切断故障元件的供电或向工作人员发出信号进行处理，则可以大大减少事故发生的几率。在电力系统中起这种作用的装置即称为继电保护。它在系统中的作用是：①自动、快速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，使非故障元件能继续正常运行。②对电气元件的不正常运行状态能根据运行维护的条件发出信号、减负荷或跳闸。1.1.2继电保护的任务①当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求,如保持电力系统的暂态稳定性等。②反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同,例如有无经常值班人员,发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。1.1.3对继电保护的基本要求对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。即保护四性。①选择性：选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。例：当d1短路时，保护1、2动→跳1QF、2QF，有选择性当d2短路时，保护5、6动→跳5QF、6QF，有选择性当d3短路时，保护7、8动→跳7QF、8QF，有选择性若保护7拒动或7QF拒动，保护5动→跳5QF（有选择性）若保护7和7QF正确动作于跳闸，保护5动→跳5QF，则越级跳闸（非选择性）小结：选择性就是故障点在区内就动作，区外不动作。当主保护未动作时，由近后备或远后备切除故障，使停电面积最小。因远后备保护比较完善（对保护装置QF、二次回路和直流电源等故障所引起的拒绝动作均起后备作用）且实现简单、经济，应优先采用。②速动性：快速切除故障。eq\o\ac(○,1)提高系统稳定性；eq\o\ac(○,2)减少用户在低电压下的动作时间；eq\o\ac(○,3)减少故障元件的损坏程度，避免故障进一步扩大。；－故障切除时间；-保护动作时间；-断路器动作时间；一般的快速保护动作时间为0.06～0.12s，最快的可达0.01～0.04s。一般的断路器的动作时间为0.06～0.15s，最快的可达0.02～0.06s。③灵敏性：指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为。对反应于数值上升而动作的过量保护（如电流保护）对反应于数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护）其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不利运行方式、故障类型和短路点来计算的。在《继电保护和安全自动装置技术规程》中，对各类保护的灵敏系数Klm的要求都作了具体规定,在具体装置的灵敏度校验时可按照规程规定的灵敏性系数来校验。④可靠性：指发生了属于它改动作的故障，它能可靠动作，即不发生拒绝动作（拒动）；而在不改动作时，他能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。影响可靠性有内在的和外在的因素，内在的因素主要是装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外接线简明，触点多少等。外在的因素主要是体现在运行维护水平、调试和安装是否正确上。上述四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础，也是贯穿全课程的一个基本线索。在它们之间既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。1.1.4继电保护装置的基本原理我们知道在电力系统发生短路故障时,许多参量比正常时候都了变化，当然有的变化可能明显，有的不够明显，而变化明显的参量就适合用来作为保护的判据，构成保护。比如：根据短路电流较正常电流升高的特点，可构成过电流保护；利用短路时母线电压降低的特点可构成低电压保护；利用短路时线路始端测量阻抗降低可构成距离保护；利用电压与电流之间相位差的改变可构成方向保护。除此之外，根据线路内部短路时，两侧电流相位差变化可以构成差动原理的保护。当然还可以根据非电气量的变化来构成某些保护，如反应变压器油在故障时分解产生的气体而构成的气体保护。原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可形成某种判据，从而构成某种原理的保护，且差别越明显，保护性能越好。继电保护装置的组成：被测物理量－－→测量－－→逻辑－－→执行－－→跳闸或信号↑整定值测量元件：其作用是测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流，电压，阻抗，功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出逻辑信号，从而判断保护是否该起动。逻辑元件：其作用是根据测量部分输出量的大小，性质，输出的逻辑状态，出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定逻辑关系工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。执行元件：其作用是根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时跳闸，不正常运行时发信号，正常运行时不动作等。1.1.5继电保护装置的分类继电保护装置一般可以按反应的物理量不同、被保护对象的不同、组成元件的不同以及作用的不同等方式来分类，例如：①根据保护装置反应物理量的不同可分为：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护和瓦斯保护等。②根据被保护对象的不同可分为：发电机保护、输电线保护、母线保护、变压器保护、电动机保护等。在电气化铁道牵引供电系统中，主要有110kV（或220kV）输电线保护、牵引变压器保护、牵引网馈线保护及并联电容器补偿装置保护等。③根据保护装置的组成元件不同可分为：电磁型、半导体型、数字型及微机保护装置等。④根据保护装置的作用不同可分为：主保护、后备保护，以及为了改善保护装置的某种性能，而专门设置的辅助保护装置等。当某一电气设备装装设有多种保保护装置时，其其中起主要保保护作用的保保护装置称为为主保护；作作为主保护装装置备用保护护的保护装置置称为后备保保护。后备保保护又分为近近后备保护和和远后备保护护，近后备保保护指同一电电气设备上多多种保护的相相互备用，远远后备保护则则是指对相邻邻电气设备保保护的备用。1.1.6保护护运行方式分分析在选择保护方式及及对其整定计计算时，都必必须考虑系统统运方式变化化带来的影响响，所选用的的保护方式，应应在各种系统统运行方式下下，都能满足足选择性和灵灵敏性的要求求。对过量保保护通常都是是根据系统最最大运行方式式来确定保护护整定值，以以保证选择性性。灵敏性的的校验应根据据最小运行方方式来进行，因因为在最小运运行方式下灵灵敏性满足要要求，则其他他运行方式下下，也一定满满足要求。①最大运行方式根据电力系统最大大负荷的需要要，电力系统统中的发电设设备都投入运运行以及选择择的接地中性性点全部接地地的系统运行行方式称为最最大运行方式式。对继电保保护而言，是是指短路时流流过保护的短短路电流最大大的运行方式式。②最小运行方式根据系统最小负荷荷，投入与之之相适应的发发电设备且系系统中性点只只有少部分接接地的运行方方式称为最小小运行方式。对对继电保护而而言，是指短短路时流过保保护的短路电电流最小的运运行方式。③正常运行方式根据系统正常负荷荷的需要，投投入与之相适适应数量的发发电机、变压压器和线路的的运行方式称称为正常运行行方式。这种种运行方式在在一年之内的的运行时间最最长。对于某些特殊运行行方式，运行行时间很短，对对保护的选择择性或灵敏性性有困难时，且且保护拒动或或误动不会引引起大面积停停电的情况下下，可不予考考虑。1.1.7继电电保护的未来来发展继电保护技术未来来趋势是向计计算机化，网网络化，智能能化，保护、控控制、测量和和数据通信一一体化发展。计算机化随着计算机机硬件的迅猛猛发展，微机机保护硬件也也在不断发展展。原华北电电力学院研制制的微机线路路保护硬件已已经历了3个发展阶段段：从8位单CPU结构的微机机保护问世，不不到5年时间就发发展到多CPU结构，后又又发展到总线线不出模块的的大模块结构构，性能大大大提高，得到到了广泛应用用。但对如何何更好地满足足电力系统要要求，如何进进一步提高继继电保护的可可靠性，如何何取得更大的的经济效益和和社会效益，尚尚须进行具体体深入的研究究。网络化计计算机网络作作为信息和数数据通信工具具已成为信息息时代的技术术支柱，使人人类生产和社社会生活的面面貌发生了根根本变化。它它深刻影响着着各个工业领领域，也为各各个工业领域域提供了强有有力的通信手手段。到目前前为止，除了了差动保护和和纵联保护外外，所有继电电保护装置都都只能反应保保护安装处的的电气量。微微机保护装置置网络化可大大大提高保护护性能和可靠靠性，这是微微机保护发展展的必然趋势势。保护、控制、测量量、数据通信信一体化在实实现继电保护护的计算机化化和网络化的的条件下，保保护装置实际际上就是一台台高性能、多多功能的计算算机，是整个个电力系统计计算机网络上上的一个智能能终端。它可可从网上获取取电力系统运运行和故障的的任何信息和和数据，也可可将它所获得得的被保护元元件的任何信信息和数据传传送给网络控控制中心或任任一终端。因因此，每个微微机保护装置置不但可完成成继电保护功功能，而且在在无故障正常常运行情况下下还可完成测测量、控制、数数据通信功能能，亦即实现现保护、控制制、测量、数数据通信一体体化。智能化近近年来，人工工智能技术如如神经网络、遗遗传算法、进进化规划、模模糊逻辑等在在电力系统各各个领域都得得到了应用，在在继电保护领领域应用的研研究也已开始始。神经网络络是一种非线线性映射的方方法，很多难难以列出方程程式或难以求求解的复杂的的非线性问题题，应用神经经网络方法则则可迎刃而解解。可以预见见，人工智能能技术在继电电保护领域必必会得到应用用，以解决用用常规方法难难以解决的问问题。1.2设计的题题目和要求1.2.1题目目的基本资料料①某电力系统接线图图如下图1.1所示：图1.11100KV电网接接线图②系统及元件参数：：该系统由火力发电厂厂和三个降压压变电站通过过四回线路构构成；线路AAC长度90公里，线线路AB长度50公里，线线路BC长度40公里，线线路CD长度25公里；线线路单位长度度电抗,；发电厂的最大发电电容量为，最最小发电容量量，正常发电电容量为；发电机参数：G11、G2参数数--功率为，次暂暂态电抗为0.1322，功率因素素0.8；G3参数--功率，次暂态态电抗为0..129，功功率因素00.8；变压器参数：接线线组别均为,,，，；发电厂机机组1、2变压器容容量，机组3变压器容量量，变电站B、C变压器容量量为，变电站站D变压器容量量为；各变电站主接线形形式：发电厂厂升压站A高压侧的母母线接线为双双母线接线型型式，发电机机G1，G2出口通过单母线分分段联结；变变电站B高压侧母线线接线为单母母线分段型式式，变电站C高压侧侧的母线接线为双母线线接线型式，变变电站D高压侧母线线接线为单母母线接线型式式；中心点接接地情况：发电厂升压变压器器中心点均直直接接地运行行，其它变压压器中心点不不接地；变电电站B、C、D低压侧母线接接线为单母线线接线型式；；变电站B、C的母母线负荷均为为,功率因素0..8；变电站站D的母线负荷,功率因素0.8；负荷荷侧最长后备备保护动作时时间，负荷自自启动系数为为1.3；。1.2.2设计计的目的毕业设计是工科专专业教学过程程中最后学习习阶段的一种种总结性、实实践性教学，是是按专业培养养目标的要求求，对基本能能力进行全面面、系统和严严格训练的一一个重要环节节，也是对自自己学习成果果的总检查，是是在教师的指指导下独立完完成一项给定定的设计任务或专题研究任任务。毕业设计目的①在巩固《电力系统统继电保护》课课程所学理论论知识的基础础上，锻炼运运用所学知识识分析和解决决生产实际问问题的能力。②通过对有关技术规规程、规范和和标准学习和和执行，建立立正确的设计计思想，理解解我国现行的的技术经济政政策。③初步掌握继电保护护设计的内容容、步骤和方方法。④提高计算、制图和和编写技术文文件的技能。1.2.3设计计的要求在相关专业基础及及专业方向课课程学习的基基础上，继续续学习电力系系统继电保护护设计规程，掌掌握继电保护护设计的基本本步骤和设计计方法；应掌握电力系统继继电保护的基基本原理及其其保护配置的的基本原则和和整定计算的的基本原则；；发电厂及电电力系统运行行的基本知识识；电力系统统计算、故障障分析的基本本方法。应会依据课题任务务，进行调研研、资料收集集与处理；能能正确运用工工具书；掌握握有关工程设设计程序、方方法和技术规规范，提高工工程设计计算算、理论分析析、图表绘制制、技术文件件编写能力。根据系统运行方式式和系统分析析计算，对线线路L4的继电电保护方式进进行配置选择择，并对所选选保护进行整整定计算，在在此基础上进进行保护评价价和保护动作作分析。1.2.4题目目的分析本次设计是为给1110KV单侧电源环环形电网输电电线路线路L4的继电电保护方式进进行配置选择择，并对所选选保护进行整整定计算，在在此基础上进进行保护评价价和保护动作作分析。1110kV及以上电压压等级的电力力系统，均属属于大接地电电流系统。根根据运行统计计，这种系统统中，单相接接地故障占总总故障的80%到90%，甚至更高高，因此本次次设计应注重重系统出现接接地故障时的的保护。110kV线路通常采采用三段式相相间距离保护护方式作为主主保护,距离保护通通过测量被保保护线路始端端电压和线路路电流的比值值来动作的一一种保护。阶阶段式零序电电流保护作为为其后备保护护，零序电流流保护与相间间电流保护完完全相同，只只是零序电流流保护只是反反应电流的一一个分量，零零序电流保护护Ⅰ段为零序电电流速断保护护，第Ⅱ段为限时零零序电流速断断保护，第Ⅲ段为零序过过电流保护。并并对所选择的的保护方式进进行整定计算算，保证灵敏敏度满足要求求。另外，由由于线路L4为电压等级的的最后一回线线路，所以无无需整定零序序保护的第Ⅱ段和第Ⅲ段。2短路电流计计算基本知识识2.1短路电流流计算概述供电网络中发生短短路时，很大大的短路电流流会使电器设设备过热或受受电动力作用用而遭到损坏坏，同时使网网络内的电压压大大降低，因因而破坏了网网络内用电设设备的正常工工作。为了消消除或减轻短短路的后果，就就需要计算短短路电流，以以正确地选择择电器设备、设设计继电保护护和选用限制制短路电流的的元件。2.2短路计算算的作用短路计算的作用是是：①校验电气设备的机机械稳定性和和热稳定性；；②校验开关的遮断容容量；③确定继电保护及安安全自动装置置的定值；④为系统设计及选择择电气主接线线提供依据；；⑤进行故障分析；⑥确定输电线路对相相邻通信线的的电磁干扰常常用的计算方方法是阻抗矩矩阵法，并利利用迭加原理理，令短路后后网络状态与与短路前网络络状态故障分量状状态，在短路路点加一与故故障前该节点点电压大小相相等、方向相相反的电势，再再利用阻抗矩矩阵即可求得得各节点故障障分量的电压压值，加上该该节点故障前前电压即得到到短路故障后后的节点电压压值。继而，可可求得短路故故障通过各支支路的电流。2.3短路电流流的危害及限限制措施2.3.1短路路电流的危害害短路电流将引起下下列严重后果果：短路电流流往往会有电电弧产生，它它不仅能烧坏坏故障元件本本身，也可能能烧坏周围设设备和伤害周周围人员。巨巨大的短路电电流通过导体体时，一方面面会使导体大大量发热，造造成导体过热热甚至熔化，以以及绝缘损坏坏；另一方面面巨大的短路路电流还将产产生很大的电电动力作用于于导体，使导导体变形或损损坏。短路也也同时引起系系统电压大幅幅度降低，特特别是靠近短短路点处的电电压降低得更更多，从而可可能导致部分分用户或全部部用户的供电电遭到破坏。网网络电压的降降低，使供电电设备的正常常工作受到损损坏，也可能能导致工厂的的产品报废或或设备损坏，如如电动机过热热受损等。电电力系统中出出现短路故障障时，系统功功率分布的突突然变化和电电压的严重下下降，可能破破坏各发电厂厂并联运行的的稳定性，使使整个系统解解列，这时某某些发电机可可能过负荷，因因此，必须切切除部分用户户。短路时电电压下降的愈愈大，持续时时间愈长，破破坏整个电力力系统稳定运运行的可能性性愈大。2.3.2短路路电流的限制制措施为保证系统安全可可靠地运行，减减轻短路造成成的影响，除除在运行维护护中应努力设设法消除可能能引起短路的的一切原因外外，还应尽快快地切除短路路故障部分，使使系统电压在在较短的时间间内恢复到正正常值。为此此，可采用快快速动作的继继电保护和断断路器，以及及发电机装设设自动调节励励磁装置等。此此外，还应考考虑采用限制制短路电流的的措施，如合合理选择电气气主接线的形形式或运行方方式，以增大大系统阻抗，减减少短路电流流值；加装限限电流电抗器器；采用分裂裂低压绕阻变变压器等。主主要措施如下下：①是做好短路电流的的计算，正确确选择及校验验电气设备，电电气设备的额额定电压要和和线路的额定定电压相符；；②二是正确选择继电电保护的整定定值和熔体的的额定电流，采采用速断保护护装置，以便便发生短路时时，能快速切切断短路电流流，减少短路路电流持续时时间，减少短短路所造成的的损失；③是在变电站安装避避雷针，在变变压器附近和和线路上安装装避雷器，减减少雷击损害害；④是保证架空线路施施工质量，加加强线路维护护，始终保持持线路弧垂一一致并符合规规定；⑤是带电安装和检修修电气设备，注注意力要集中中，防止误接接线，误操作作，在带电部部位距离较近近的部位工作作，要采取防防止短路的措措施；⑥是加强管理理，防止小动动物进入配电电室，爬上电电气设备；⑦是及时清除导电粉粉尘，防止导导电粉尘进入入电气设备；；⑧是在电缆埋设处设设置标记，有有人在附近挖挖掘施工，要要派专人看护护，并向施工工人员说明电电缆敷设位置置，以防电缆缆被破坏引发发短路；⑨是电力系统的运行行、维护人员员应认真学习习规程，严格格遵守规章制制度，正确操操作电气设备备，禁止带负负荷拉刀闸、带带电合接地刀刀闸。线路施施工，维护人人员工作完毕毕，应立即拆拆除接地线。要要经常对线路路、设备进行行巡视检查，及及时发现缺陷陷，迅速进行行检修。3系统中各元元件的主要参参数的计算3.1电网等值值计算图为计算简便、清晰晰、有条理，对对原题目原理理图进行计算算性设计修改改；因计算为为线路L4继电保护整整定计算，应应在线路CD（即线路L4）上连接一一个断路器保保护7，如下图3.1所示：图3.1电网等等值计算图3.2基准值选选择基准功率：，基准准电压：。基基准电流：；；基准电抗：；电压标幺值：线路标号：线路AAC=L3，线路AB=L1，线路BC=L2，线路CD=L44变压器标号:图中中3.1从左至右依依次为T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T83.3电网各元元件参数计算算及负荷电流流计算3.3.1输电电线路等值电电抗计算①线路L1等值电抗计算正序以及负序电抗抗：零序电抗：②线路L2等值电抗计算正序以及负序电抗抗：零序电抗：③线路L3等值电抗计算正序以及负序电抗抗：零序电抗：④线路L4等值电抗计算正序以及负序电抗抗：零序电抗：⑤保护线路L4的最最大运行方式式：、、全投入运行行，线路全部部运行则通过过保护L4的最大负荷荷电流为3.3.2变压压器等值电抗抗计算①变压器T1、T22等值电抗计计算②变压器T3等值电电抗计算③变压器T4、T55、T6、T7等值电抗计计算④变压器T8等值电电抗计算3.3.3发电电机等值电抗抗计算①发电机G1、G22电抗标幺值值计算②发电机G3电抗标标幺值计算3.3.4最大大负荷电流计计算①B、C母线最大负荷电流流计算最大负荷电流计算算(拆算到)②D母线最大负荷电流流计算最大负荷电流计算算(拆算到)4输电线路LL4短路电流流计算4.1运行方式式的选择原则则4.1.1发电电机、变压器器运行方式选选择的原则①一个发电厂有两台台机组时，一一般应考虑全全停方式，一一台检修，另另一台故障；当有三台以上上机组时，则则选择其中两两台容量较大大机组同时停停用的方式。对对水电厂，还还应根据水库库运行方式选选择。②一个发电厂、变电电站的母线上上无论接几台台变压器，一一般应考虑其其中容量最大的一台停用。4.1.2线路路运行方式选选择原则①一个发电厂、变电电站线线上接接有多条线路路，一般考虑虑选择一条线线路检修，另一条线路有故障障的方式。②双回路一般不考虑虑同时停用。4.2流过保护护的最大、最最小短路电流流计算方式的的选择①相间保护对单侧电源的辐射射形网络，流流过保护的最最大短路电流流出现在最大大运行方式；；而最小短路电流，则则出现在最小小运行方式。对于双电源的网络络，一般（当当取Z1=Z2时）与对侧侧电源的运行行方式无关，可可按单侧电源源的方法选择择。对于环状网络中的的线路，流过过保护的电大大短路电流应应选取开环运运行方式，开开环点应选在在所整定保护护线路的相邻邻下一线线路路上。而对于于电小短路电电流，则应选选闭环运行方方式，同时再再合理停用该该保护背后的的机组、变压压器及线路。②零序电流保护对于单侧电源的辐辐射形网络，流流过保护的最最大零序短路路电流与最小小零序电流，其其选择方法可可参照相间短短路中所述，只只需注意变压压器接地点的的变化。对于双电源的网络络及环状网，同同样参照相间间短路中所述述，其重点也也是考虑变压压器接地点的的变化。选取流过保护的最最大负荷电流流的原则如下下：1)备用电源自动投入入引起的增加加负荷；2)并联运行线路的减减少，负荷的的转移；3)环状网络的开环运运行，负荷的的转移；4)对于双侧电源的线线路，当一侧侧电源突然切切除发电机，引引起另一侧增增加负荷。4.3本次设计计的具体运行行方式的选择择电力系统运行方式式的变化，直直接影响保护护的性能。因因此，在对继继电保护进行行整定计算之之前，首先应应该分析运行行方式。这里里要着重说明明继电保护的的最大运行方方式是指电网网在某种连接接情况下通过过保护的电流流值最大，继继电保护的最最小运行方式式是指电网在在某种连接情情况下通过保保护的电流值值最小。因此此，系统的最最大运行方式式不一定就是是保护的最大大运行方式；；系统的最小小运行方式也也不一定就是是保护的最小小运行方式。现结合本次设计具具体说明如下下，系统的最最大运行方式式是所有设备备全部投入运运行；系统的的最小运行方方式为发电机机G1和G2投入，发电电机G3停运。对输输电线路L4继电保护保保护而言，其其最大运行方方式应该是在在电网所有发发电机组全部部运行，T4、T5、T6、T7全部不运行行下，下路全全部运行；输输电线路L4继电保护保保护的最小运运行方式应该该是：在电网网发电机G1或G2投入运行，G3不运行，其其余设备全部部运行方式下下，线路L1+L2与L3并联运行，再再与L4串联运行。4.4输电线路路L4短路电流计计算4.4.1电网网等效电路图图电网等效电路图如如图4.1所示：图4.1电网等效电电路图4.4.2线路路L4末端短路时时最大零序电电流计算①线路L1断线时，有正序图图4.2如下：图4.2线路LL1断线时的正正序图计算线路的电抗：：计算发电机组的总总电抗：计算可得其正序阻阻抗：其零序图4.3如如下所示：计算可得其零序阻阻抗：因为，应采用两相相接地的短路路电流:流过保护7的最大大零序电流：：单相接地的短路电电流：图4.3线路LL1断线时的零零序图②线路L2断线时，有正序图图4.4如下所示：：图4.4线路LL2断线时正序序图有以上①计算得正正序阻抗：零序图4.5如下下所示：计算得零序阻抗：：因为应采用两相接地的的短路电流：：流过保护7的最大大零序电流：：单相接地的短路电电流：图4.5线路LL2短线时的零零序图图4.6线路LL3短线时的正正序图计算得正序阻抗：：计算得正序阻抗：：零序图4.7如下下所示：计算得零序阻抗：：因为，应采用两相相接地的短路路电流:流过保护7的最大大零序电流：：单相接地的短路电电流：图4.7线路LL3短线时的零零序图④闭环运行时，有正正序图4.8如下所示：：图4.8闭环运运行时正序图图计算得正序阻抗：：零序图4.9如下下所示：通过星角变换可得得其星角变换换零序图4.10：可以计算得出其零零序阻抗：因为，采用两相接接地短路电流流：流过保护7的最大大零序电流为为：单相接地短路电流流为图4.9闭环运运行时零序图图图4.10星角角变换零序图图5整定计算基基本知识5.1基本任务务继电保护整定计算算的基本任务务，就是要对对各种继电保保护给出整定定值；而对电电力系统中的的全部继电保保护来说，则则需编制出一一个整定方案案。整定计算算方案通常可可按电力系统统的电压等级级或设备来编编制，还可按按继电保护的的功能划分方方案分别进行行。各种继电保护适应应电力系统运运行变化的能能力都是有限限的，因而继继电保护方案案也不是一成成不变的。随随着电力系统统运行情况的的变化（包括括建设发展和和运行方式变变化），当超超出预定的适适应范围时，就就需要对全部部或部分继电电保护重新进进行整定，以以满足新的运运行需要。必须注意，任何一一种保护装置置的性能都是是有限的，即即任何一种保保护装置对电电力系统的适适应能力都是是有限的。当当电力系统的的要求超出该该种保护装置置所能承担的的最大变化限限度时，该保保护装置便不不能完成保护护任务。当继电保护的配置置和选型均难难以满足电力力系统的特殊殊需要时，必必须考虑暂时时改变电力系系统的需要或或采取某些临临时措施加以以解决。继电保护整定计算算既有自身的的整定问题，又又有继电保护护的配置与选选型问题，还还有电力系统统的结构和运运行问题。因因此，整定计计算要综合、辨辨证、统一的的运用。整定计算的具体任任务有以下几几点：①绘制电力系统接线线图；②绘制电力系统阻抗抗图；③建立电力系统设备备参数表；④建立电流、电压互互感器参数表表；⑤确定继电保护整定定需要满足的的电力系统规规模及运行方方式变化限度度；⑥电力系统各点短路路计算结果列列表；⑦建立各种继电保护护整定计算表表；⑧按继电保护功能分分类，分别绘绘制出整定值值；⑨编写整定方案报告告书，着重说说明整定原则则、结果评价价、存在的问问题及采取的的对等。5.2计算步骤骤继电保护整定计算算的步骤如下下：①按继电保护功能分分类拟定短路路计算的运行行方式，选择择短路类型，选选择分支系数数的计算条件件；②进行短路故障计算算，录取结果果；③按同一功能的保护护进行整定计计算，选取整整定值并做出出定值图；④对整定结果进行分分析比较，以以选出最佳方方案；最后应应归纳出存在在的问题，并并提出运行要要求；⑤画出定值图；⑥编写整定方案说明明书，一般应应包括以下内内容：方案编制时间、电电力系统概况况；电力系统运行方式式选择原则及及变化限度；；主要的、特殊的整整定原则；方案存在的问题及及对策；继电保护的运行规规定，如保护护的停、投，改改变定值、改改变使用要求求及对运行方式的限限制要求等；；方案的评价及改进进方向。5.3整定配合合基本原则电力系统中的继电电保护是按断断路器配置装装设的，因此此，继电保护护必须按断路路器分级进行行整定。继电电保护的分级级是按保护的的正方向来划划分的，要求求按保护的正正方向各相都都的上、下级级保护之间实实现配合协调调，以达到选选择性的目的的。在保护整定计算时时，应按该保保护在电力系系统运行全过过程中均能正正确工作来设设定整定计算算的条件。当当保护装置已已经具备有防防止某种运行行状态误动作作的功能时，则则整定计算就就不要再考虑虑该运行状态态下的整定条条件。应考虑虑的状态有：：①短路及复故障；②断线及非全相运行行；③振荡；④负荷电动机自起动动；⑤变压器励磁涌流；；⑥发电机失磁、进相相运行；⑦重合闸及手动合闸闸，备用电源源自动投入；；⑧不对称、不平衡负负荷；⑨保护的正、反方向向短路。继电保护的整定计计算方法按保保护构成原理理分为两种。一一种是以差动动为基本原理理的保护。它它在原理上具具备了区分内内、外部故障障的能力，保保护范围固定定不变，而且且在定值上与与相邻保护没没有配合关系系，具有独立立性，整定计计算也比较简简单；另一种种是阶段式保保护，它们的的整定值要求求与相都的上上、下级之间间有严格的配配合关系，而而它们的保护护范围又随电电力系统运行行方式的变化化而变化，所所以阶段式保保护的整定计计算是比较复复杂的，整定定结果的可选选性也足比较较多的。5.4整定系数数分析机电保护的整定值值一般通过计计算公式计算算得出，为使使整定值符合合系统正常运运行及故障状状态下的规律律，达到正确确整定的目的的，在计算公公式中需要引引入各种整定定系数。5.4.1可靠靠系数由于测量、计算、调调试及继电器器等各种误差差的影响，使使保护的整定定值偏离预定定数值可能引引起误动作，为为此，整值计计算公式中需需引入可靠系系数。可靠系数的取值与与各种因素有有关，除应考考虑配合的方方式外，还应应考虑以下情情况：①按短路电流整定的的无时限保护护，应选较大大的系数；②按与相邻保护的整整定值配合的的保护，应选选用较小的系系数；③保护动作较快时，应应选用较大的的系数；④不同原理或不同类类型的保护之之间整定配合合时，应选用用较大的系数数；⑤运行中设备参数有有变化或计算算条件难以准准确计算时，应应选用较大的的系数；⑥在短路计算中，当当有零序互感感时，因难以以精确计算，应应选用较大的的系数；⑦整定计算中有附加加误差因素时时，应选用较较大的系数，例例如用曲线法法进行整定配配合将增大误误差。5.4.2返回回系数按正常运行条件量量值整定的保保护，如按最最大负荷电流流整定的过电电流保护和最最低运行电压压整定的低电电压保护，在在受到故障量量的作用起动动时，当故障障消失后保护护不能返回到到正常位置将将发生误动作作。因此，整整定计算公式式中引入返回回系数。对于于按故障量值值和按自起动动量值整定的的保护，则可可不考虑返回回系数。5.4.3分支支系数多电源的电力系统统中相邻上、下下两级保护间间的整定配合合，还受到中中间分支电源源的影响，将将使上一级保保护范围缩短短或伸长，整整定公式中需需引入分支系系数。5.4.4灵敏敏系数在继电保护的保护护范围内发生生故阵，保护护装置反应的的灵教程度称称为灵度。灵灵敏度用灵敏敏系数表示。灵灵敏系数是指指在被保护对对象的某一指指定点发生故故障时，故障障量与整定值值之比（反应应增量保护），或或整定值与故故障量值之比比（反应欠量量保护）。灵灵敏系数一般般分为主保护护灵敏系数和和后备保护灵灵敏系数两种种。前者是对对被保护对象象的全部范围围而言，后者者则是对被保保护对象的相相邻保护对象象的全部而言言。灵敏系数数在保证安全全性的前提下下，一般希望望越大越好，但但在保证可靠靠动作的基础础上规定了下下限值作为衡衡量的标准。不同类型保护的灵灵敏系数要求求不同，继电电保护规程有有作出相应的的规定。校验灵敏度应注意意的问题：①计算灵敏系数，一一般规定以金金属性短路作作为计算条件件。仅当特殊殊需要时，才才考虑经过渡渡电阻短路进进行；②选取不利的短路类类型；③保护动作时间较长长时，应计及及短路电流的的衰减；④对于两侧有电源的的线路保护，应应考虑保护相相继动作对灵灵敏系数的影影响；⑤经Yd11接线变变压器后不对对称短路，各各相中短路电电流分布将发发生变化．接接于不同相别别、不同相数数的保护，其其灵敏系数也也不相同；⑥在保护动作的全过过程中，灵敏敏系数均需满满足规定的要要求。5.4.5自起起动系数按负荷电流整定的的保护，必须须考虑负荷电电动机自起动动状态的影响响。当电力系系统发生故障障并被切除后后，电动机将将产生自起动动过程，出现现较大的自起起动电流。选选择自起动系系数应注意问问题：①动力负荷比重大时时，应选用较较大的系数；；②电气距离较远的动动力负荷，应应选用较小的的系数；③切除故障时间较长长或负荷断电电时间较长时时，应选用较较大的系数。6相间距离保保护配置和整整定计算6.1距离保护护的基本工作作原理电压、电流保护的的主要优点是是简单、经济及工工作可靠。但但是由于这种种保护整定值值的选择、保保护范围以及及灵敏系数等等方面都直接接受电网接线线方式及系统统运行方式的的影响，所以以，在35kV及以上电压压的复杂网络络中，它们都都很难满足选选择性、灵敏敏性以及快速速切除故障的的要求。为此此，就必须采采用性能更加加完善的保护护装置，距离离保护就是适适应这种要求求的一种。距离保护是通过测测量被保护线线路始端电压压和线路电流流的比值而动动作的一种保保护，这个比比值被称为测测量阻抗，用用来完成这一一测量任务的的元件称为阻阻抗继电器KI。在线路正正常运行时的的测量阻抗称称为负荷阻抗抗，其值较大大；当系统发发生短路时，测测量阻抗等于于保护安装处处到短路点之之间的线路阻阻抗，其值较较小，而且故故障点越靠近近保护安装处处，其值越小小。当测量阻阻抗小于预先先规定的整定定阻抗时，保保护动作。因因为在短路时时的测量阻抗抗反应了短路路点保护安装装点之间距离离的长短，所所以称这种原原理的保护为为距离保护，有有时也称之为为阻抗保护。110kV输电线线路距离保护护接线图如下下图6.1（a）所示：(a)动作分析如下：图中采用了电流启启动元件和单单独的功率方方向元件。当保护区内发生短短路时，电流流继电器KA和功率继电电器KW瞬时动作，通通过继电器KA和KW的触点串联联把直流电源源的正极加到到阻抗继电器器KR1、KR2的触点上，同同时加在时间间继电器KT2的线圈上。如果故障发生在距距离保护=1\*ROMANI段范围内，阻阻抗继电器KR1启动，使出出口中间继电电器KM动作，通过过信号继电器器KS1的线圈发出出跳闸脉冲，将QF切断。这时保护装置的动作不带延时，动作时间为继电器的固有时间tⅠ。如果短路发生在距距离较远的第第Ⅱ段范围内，阻阻抗继电器KR1不会启动，而而阻抗继电器器KR2启动，使建建立第Ⅱ段延时tⅡ的时间继电电器KT2动作，并通通过信号继电电器KS2发出跳闸脉脉冲。当短路发生在距离离更远的第Ⅱ段时，阻抗抗继电器KR1、KR2都不启动，而而建立第Ⅲ段延时tⅢ的时间继电电器KT2经过整定的的时间后动作作，通过信号号继电器KS3发出跳闸脉脉冲。其展开图如下图66.1(b))所示：(b)图6.1三段式式距离保护接接线图(a)原理图(b)展开图展开图是在原理图图的基础上作作出的，其特特点是：把保保护装置接线线中交流电流流回路、直流流电流回路和和信号回路分分别绘出，继继电器和其它它电器都不作作完整的元件件表示出来，而而是将他们的的线圈和接点点及其所能通通过的电流的的性质分别表表示在相应的的各回路中，如如图6.1（b）所示。在画画展开图时，对对于属同一继继电器的各个个部件，如线线圈、接点都都标以同一标标号，而且按按他们在工作作时的动作顺顺序自左至右右及自上至下下的依次排列列。所以展开开图能清楚地地表示出保护护装置的动作作过程，易于于查找接线错错误，对复杂杂回路的设计计、研究、安安装和调试都都比较方便。6.2距离保护护的时限特性性距离保护的动作时时间与保护安安装点至短路路点之间距离离的关系，称称为距离保护护的时限特性性。为了满足足速动性、选选择性和灵敏敏性的要求，目目前广泛采用用具有三段动动作范围的阶阶梯型时限特特性，如图6.2所示，并分分别称为距离离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段。为了保证选择性，距距离=1\*ROMANI段只能保护护线路全长的的80%～85%，图6.2中保护1的Ⅰ段动作阻抗抗应按=（0.8～0.85）整定，是保护护的固有动作作时限。为了切除本线路末末端15%～20%范围内的故故障，需装设设距离Ⅱ段。保护1距离Ⅱ段的保护范范围应伸入下下一级线路（伸伸入部分不应应超过保护2距离Ⅰ段的保护范范围），为了了保证选择性性，保护1距离Ⅱ段动作时限限=2\*ROMANII应与保护2距离Ⅰ段动作时限限配合，即按按=2\*ROMANII=+整定。距离=1\*ROMANI段和Ⅱ段共共同构成本线线路的主保护护。线路还应装设距离离Ⅲ段作为后备备保护。距离离Ⅲ段的保护范范围较大，其其动作阻抗应应躲过正常负负荷阻抗等条条件整定；动动作时限按阶阶梯时限原则则整定，即保保护1距离Ⅲ段的动作时时限应比保护护2距离Ⅲ段的动作时时限大一个时时限极差。(a)网络接接线图（b时限特性图6.2距离保保护的时限特特性6.3距离保护护的主要组成成元件三段式距离保护装装置一般由以以下元件组成成，其逻辑关关系如图6.3所示。6.3.1起动动元件起动元件的主要作作用是在发生生故障的瞬间间起动整套保保护，并和阻阻抗测量元件件（Z=1\*ROMANI、ZⅡ、ZⅢ）组成与门，起起动出口回路路动作于跳闸闸，以提高保保护装置动作作的可靠性。起起动元件可由由过电流继电电器、低阻抗抗继电器或反反应于负序和和零序电流的的继电器构成成。6.3.2阻抗抗测量元件（ZⅠ、ZⅡ、ZⅢ）阻抗测量元件的作作用是测量短短路点到保护护安装点之间间的阻抗（亦亦即距离），它它是距离保护护中的核心元元件，一般由由阻抗继电器器来担任。通通常Z=1\*ROMANI和ZⅡ采用带有方方向性的方向向阻抗继电器器，ZⅢ采用偏移特特性的阻抗继继电器。6.3.3时间间元件时间元件用以建立立保护动作所所必需的延时时，根据测量量元件的动作作结果以相应应的不同时间间去发出跳闸闸脉冲，以保保证保护动作作的选择性。时时间元件一般般由时间继电电器担任。6.3.4出口口执行元件由图6.3所示逻辑框框图可知保护护装置的动作作情况如下：：正常运行时时，起动元件件不动作，保保护装置处于于被闭锁状态态；当正方向向发生短路故故障时，起动动元件动作，如如果故障位于于距离=1\*ROMANI段范围内，则则ZⅠ动作，并与与起动元件一一起经与门瞬瞬时作用于出出口跳闸回路路；如果故障障位于距离Ⅱ段范围内，则则Z=1\*ROMANI不动而ZⅡ动作，随即即起动Ⅱ段的时间元元件tⅡ，待tⅡ延时到达后后，通过与门门起动出口回回路动作于跳跳闸；如果故故障位于距离离Ⅲ段范围内，则则Z=3\*ROMANIII动作后后起动tⅢ,在tⅢ的延时之内内，若故障未未被其他的保保护动作切除除，则在tⅢ延时到达后后，仍然通过过与门和出口口回路动作于于跳闸，起到到后备保护的的作用。图6.3距离离保护装置逻逻辑框图6.4距离保护的的整定计算距离保护第=1\*ROMANI段小于线路全长的115%～20%。①动作阻抗：对线路：Ⅰ段动作作阻抗应躲过过下一线路始始端（或本线线路末端）短短路故障时的的测量阻抗。如如图6.4所示AB线路A侧的距离保保护1，其=1\*ROMANI段的动作阻阻抗（一次值值）整定为：：式(6.1)式中中，——可靠系数，在在计及各种误误差的影响后后，一般取==0.8～0.85..——线路AB的正正序阻抗图6.4选择整整定阻抗的网网络接线②动作时限：0秒（指不在人为的增增设延时，第第=1\*ROMANI段实际动作作时间为保护护装置固有的的动作时间）6.4.2距离离保护第Ⅱ段由于Ⅰ段保护一般不能保保护线路全长长，无法切除除本线路Ⅰ段保护范围围以外的短路路故障，为此此增设距离保保护第Ⅱ段，它的动动作范围应包包括被保护线线路全长。为为了获得选择择性，Ⅱ段保护必须须带时限，以以便和相邻线线路Ⅰ段保护相配配合，通常所所带的时限只只比瞬时速断断保护大一个个或两个时限限级差。它的的保护范围不不超越相邻线线路Ⅰ段或Ⅱ段距离保护护的保护范围围。①起动阻抗:距离=2\*ROMANII段的动作作阻抗应按以以下两个原则则来确定：1)与相邻线路的距离离=1\*ROMANI段相配合，并并考虑分支系系数对测量阻阻抗的影响。对于图6.4中的的保护1，其距离Ⅱ段的起动阻阻抗应整定为为式(6.2)式中中——相邻线路BC的B侧保护的=1\*ROMANI段动作阻抗抗；——可靠系数，一般取取=0.8——分支系数，为保证证保护在任何何情况下的选选择性，应选选用实际可能能的较小值；；2)躲开线路末端变电电所变压器低低压侧出口处处(图6.4中K点)短路时的测测量阻抗。设变压器的阻抗为为,则保护1的动作阻抗抗应整定为：：式(6.3)式中中——可靠系数，考考虑到变压器器阻抗的误差差较大，所以以一般取=00.7。按上述两原则计算算后，应取数数值较小的一一个。②灵敏度与动作时限限：确定了距离Ⅱ段的的起动阻抗后后，按本线路路末端金属性性短路故障来来校验灵敏度度。因为距离离保护是反应应数值下降而而动作的，所所以其灵敏度度系数为：=式(6.4)对于保保护1来说，在本本线路末端短短路时，其测测量阻抗即为为，因此其灵灵敏系数为==≥1.25式(6.5)保护的动作作时限应比下下一线路距离离=1\*ROMANI段的动作时时限大一个时时间级差，一一般取为:=0.5s。当灵敏系数不满足足要求时，应应进一步延伸伸保护范围，使使之与下一线线路的距离保保护Ⅱ段相配合。如如图6.4中保护1，其启动阻阻抗为式(6.6)其中，为相邻邻线路Ⅱ段的起动阻阻抗，当有多多条出线时，应应取较小值。当然，此时时距离Ⅱ段的动作时时限也应与下下一条线路的的Ⅱ段的动作时时间配合，即即比下一线路路Ⅱ段的动作时时限大一个时时间级差，取取为=+式(6.7)66.4.3距离保护第Ⅲ段距离Ⅱ段保护虽能保护线线路全长，但但不能作为下下一线路保护护的后备。而而距离保护Ⅲ段不仅能保保护本线路全全长，还能保保护相邻线路路的全长，可可以起到后备备保护的作用用。它的灵敏敏度较高，保保护范围大。它也是靠适当选取取动作阻抗和和动作时限来来获得选择性性的①起动阻抗：当距离Ⅲ段采用阻阻抗继电器时时，其动作阻阻抗一般按躲躲开最小负荷荷阻抗来整定定，它比=1\*ROMANI、Ⅱ段的整定阻阻抗打的多，保保护范围也较较长，所以当当本线路外部部发生短路故故障时，Ⅲ段阻抗继电电器一般处于于动作状态。为为保证选择性性，外部故障障切除后，在在电动机自起起动的条件下下，继电器必必须返回。如果Ⅲ段阻抗继电器采用用全阻抗继电电器，其起动动阻抗为式(6.8)式(6.9)式中——可靠系数，取取1.2～1.3；——阻抗继电器的返回回系数，取1.1～1.15；——故障切除后电动机机的自启动系系数；UN———保护安装处处的额定电压压；——流经被保护线路的的最大负荷电电流。②灵敏度：当距离Ⅲ段作近后后备时，其灵灵敏度按本线线路末端金属属性短路故障障来校验，对对于图6.4中的保护1，其灵敏系系数为：≥1.5当距离=3\*ROMANIII段作作远后备时，其其灵敏度按相相邻线路末端端金属性短路路故障来校验验，对于保护护1，其灵敏系系数为≥1.2③动作时限：保护的动作时限按按时间阶梯原原则整定，比比下一线路Ⅲ段动作时限限长一个时间间级差。6.5输电线路路L4距离保护整整定计算和校校验6.5.1距离离保护Ⅰ段的整定计计算①动作阻抗对输电线路L4，按按躲过本线路路末端短路来来整定。取；②动作时限距离保护І段的动动作时限是由由保护装置的的继电器固有有动作时限决决定，人为延延时为零，即即。③灵敏性校验满足灵敏性6.5.2距离离保护П段的整定计计算和校验①起动阻抗：按躲开相邻变压器器低压侧出口口短路整定式式中，，为保护7的І段末端变压压器低压侧出出口发生短路路时对变压器器低压侧出口口而言的最小小分支系数。当当保护7的І段末端发生生短路时，分分支系数为：：于是；②动作时间，与相邻邻保护7的І段配合，则则它能同时满足与相相邻线路L4和变压器保保护配合的要要求。③灵敏性校验：,满满足要求。6.5.3距离离保护Ш段的整定计计算和校验①动作阻抗：按躲开开最小负荷阻阻抗整定；,,，于是②动作时间：变压器保护的动作作时间为：线路B末端的动作时间为为：③灵敏性校验：1)本线路末端短路时时的灵敏系数数为：，满足要求。2)相邻元件末端短路路时的灵敏系系数为：最大分支系数：,满足要求。6.6距离保护护评价优点能满足多电源复杂杂电网对保护护动作选择性性的要求，阻阻抗继电器是是同时反应电电压的降低与与电流的增大大而动作的，因因此距离保护护较电流保护护有较高的灵灵敏度。其中中Ⅰ段距离保护护基本不受运运行方式的影影响，而Ⅱ、Ⅲ段仍受系统统运行方式变变化的影响，但但比电流保护护小些，保护护区域和灵敏敏度比较稳定定