继电保护讲义-距离保护的整定计算举例

距离保护的整定计算举例

距离保护的整定原则及计算方法

在输电线路上，距离保护一般采用三段式，并且认为动作具有方向性。以图5-56为例

说明三段式距离保护的整定计算原则。

图956三段式距岗保护整定计算说明

一、距离I段整定计算

1.动作阻抗

距离I段应在保证选择性的前提下，使保护范围尽可能大。因此，保护1第I段动作阻

抗应按躲过下一线路出口h点（可选8母线）短路时的正序阻抗来整定。即

Z：p,i=K：IZAB（5-125）

式中Z；）pl-线路AB中保护1距离第I段的动作阻抗；

Kb可靠系数，取0.8-0.85,考虑继电器误差，互感器误差及裕度系数。若线

路参数未经实测，则取KL=0.8；

Z.”,一被保护线路的正序阻抗，。。

2.动作时限

t：=0s,瞬时动作。一般距离I段保护装置的固有动作时限为0.1〜0.15s。

二、距离n段整定计算

1.动作阻抗

距离H段的保护范围是本线路全长，并力求与相邻下一级快速保护相配合，使距点保护

第n段动作时限尽可能短，故保护1第II段动作阻抗应按躲过下一级快速保护的保护范围末

端短路时的正序阻抗整定。

（1）与相邻下一线路BC的距离第I段相配合，即按躲过下一线路距离第【段末端ki

点短路时的正序阻抗来整定。

1

Z黑=KUZAl{+KbrminZ：p2)(5-126)

式中^OPA-保护।距离第【I段的动作阻抗；

Z鼠2一相邻下一线路BC中保护2距离第【段的动作阻抗；

Kg.一最小分支系数；

K；\—II段可靠系数，一般取0.8,考虑本保护的可靠系数K1和相邻保护的缩短

系数以及本线路与相邻线路的阻抗角可能不同等因素。

(2)与相邻变压器快速保护相配合，即按躲过相邻变压器末端怎点短路时的正序阻抗

来整定。

^OPA=K；；［(Z八8+KymiZp)(5-127)

式中一实际可能的最小分支系数；

ZT-当变压器快速保护为电流速断保护时，ZT为速断保护范围内的变压器阻抗;

当变压器快速保护为差动保护时，2丁为变压器阻抗。

K胃一可靠系数，一般取0.7〜0.75,考虑Z］误差较大以及其与线路阻抗算术和

的误差等因素。

取式(5-81)和式(5-82)中的较小值作为距离第I【段的整定阻抗。

2.动作时限

距离第II段的动作时限应比与之相配合的相邻下一级保护的配合段动作时限大一个时

限级差4(通常取/片0.5s)。则

匕+加(5-128)

式中本保护第H段动作时限，一般取¥=O.5S：

t\~相邻配合段的保护动作时限。

3.灵敏度校验

应保证本线路末端发生金属性短路时有足够的灵敏度，要求Ken〉L25。则

Kse.n=-7^->1.25(5-129)

4八8

2

若灵敏度Kscn不满足要求，则应与相邻下一级保护的距离H段配合整定，方法与式

（5-82）和式（5-83）相同。如与之相配合的保护II段为其它保护方式，则应按躲过其II段

保护范围末端短路时的阻抗来整定。

三、距离m段整定计算

1.动作阻抗

应保证与相邻下一级保护的第II段或第IH段有配合关系，并应躲过正常运行时的最大负

荷。

（1）按与相邻下一级保护距离II段配合。则

=KE(ZAE4-KbrminZ，)(5-130)

式中符号的含义与距离第II段相同。

（2）按与相邻下一级保护距离n【段配合。则

7HI_«(7_i_7川)

乙OP.T—八「cl'乙AH十八br.min乙(5-131)

式中符号的含义同」二。

(3)躲过正常运行时的最大负荷

1)距离保护采用电流起动元件时，其整定原则与过电流保护的整定原则相同。则

ast

£.max(5-132)

2)距离保护采用阻抗继电器作为起动元件时:

①采用全阻抗继电器

-~Z^min(5-133)

KrelK—ast

②采用方向阻抗继电器（0°接线）

1

Z^min(5-134)

K⑹KRSQS(%-%)

(0.9~0.95)〃

其中

L.max

以上式中K.一可靠系数，取1.15〜1.25；

一返回系数，取1.17；

3

K"min应按保护背后电源容量为最大，分支电源容量为最小考虑；K”,则相反。

（2）辐射形网络对环形网络

K"min应按环形网络闭环运行考虑；K.f则取开环运行。

（3）环形网络

K/“.min应按环形网络开环运行考虑；尤,..max则取闭环运行。

整定计算中最小分支系数的求取，还需要根据具体网络和线路分析，应用时可参考有关

资料。

四、最小精确工作电流八叩校验

为了使距离保护能正确工作，阻抗继电器的测量误差在允许范围内，则阻抗继电器的最

小精工电流不能超过保护范围末端短路时流过继电器的最小短路电流，通常用精工电流的灵

敏度来校哈,其灵敏系数

aop.mm

式中^sen.aop-继电器精确工作电流的灵敏系数，在校验点，要求长.沿⑷22;

/kmin-在校验方式下，流过继电器的最小短路电流。

校验精确工作电流时，为了简化计算，最小短路电流可按下述原则计算：对于距离保护

第I、II段，短路点选择在本线路末端；距离第川段，则短路点选在相邻下一线路末端。

以上整定计算均为一次动作值，当换算到继电器动作阻抗时，必须计及互感器的变比和

继电器的接线系数。

【例4-1］在图5-57所示110kv网络中，各线路均装设三段式距离保护，试对俣护1

的相间距离保护I、II、山段进行整定计算。已知：线路”的最大负荷电流儿网=35认,

功率因数COS9L=0.9，各线路单位阻抗ZI=0.4。/km,阻抗角3k=70°,电动机的自起动系

数K3st=1,正常时母线最低工作电压ULmin为0.96，变压器的主保护采用差动保护。

5

Xamin=25a

图5-57例5-1网络接线图

解1.计算各元件参数

线路48的正序阻抗ZAB=ZI/AB=0.4X30=12(Q)

线路BC的正序阻抗ZBC=ZI/BC=0.4X60=24(Q)

变压器等值阻抗Z7.=^^x-^i=—X—=44.1(Q)

T100ST10031.5

2.距离I段的整定

（1）动作阻抗根据式（5-125）可得

^.=^1^=0.8x12=10.2(0)

（2）动作时限1=0s,保护装置固有动作时限。

3.距离II段的抠定

（1）动作阻抗根据以下两个条件整定

I）与相邻下一线路中保护3（或保护5）距离I段配合，根据（4-70）可知

Z鼠=KrbZ.+Kb_Z).3)

式中K，=0.85,K1=0.8

z',=X

而Ki}v.I7.DRLC=0.8524=20.4(0)

K"min的求取，如图5-58所示

当保护3的【段末端3点短路时，分支系数计算式为

2Xsi+Z48+Z$2(1+015)ZecZXS1+ZAB八1.15

-=-----------------------------------------X-----------------------------------=(-------—+l)x——

X$2

乙77乙BCX$22

6

为使Khr最小，式中Xi应取可能最小

值，即取电源1最大运行方式下的等

值阻抗Xdmn，而Xd取最大可能值，

即取电源2最小运行方式下的最大等

值阻抗&2.max，同时，双回线投入，故

吐,20+12八1.15…

km=（^-+l）x—=1.19

则有图5-58保护1距离II段求取分支系数的等值电路

Z黑=0.8x(12+1.19x20.4)=29.6(0)

2）按躲过相邻变压器低压侧出口好点短路整定计算,根据式（5-127）可知

^OPA=储1（2八8+冬皿/；）

式中4=0.7,K版min为在相邻变压器低压侧出口6点短路时保护1的最小分支系数

“"min+Z.+j=20+12=2.07

hr.min

X.C.max30

则z黑=0.7X(12+2.07x44.1)=72.3(Q)

取1）、2）中最小值作为整定值，即

Z%」=29.6（0）

（2）灵敏度校验，根据式（5-84）得

K口£

/C=-^-=—=2.41>1.25,满足要求。

seenn21?

乙AB

（3）动作时限

=/■!+△/=0.5s

4.距离III段的整定

（1）动作阻抗

方向阻抗继电器采用00接线方式，按躲过最小负荷阻抗整定计算，根据式（5-134）

7III1

^OP.\一Z'min

7

U,.0.9x1100.9x110

其中-j=163.5(C)

技,..max73x0.35

1L.max

取K，“=1.2,K,=1.15，Kqs，=1,^sen=9k~7。°»=cos0.9=25.8°

163.5

7III

则4OP.I=165.3(0)

1.2xl.5xcos(70°-25.8:>)

(2)灵敏度校验

1)保护作为本线路末端短路近后备时的灵敏系数

K刈二反殴="且=13.78>1.5,满足要求

Z.s12

2)保护作为相邻元件末端短路远后备时的灵敏系数

①相邻线路末端V点短路时,由式（5-136）可知

八021

ZNB+K加.maxZ8c

其中，保护1的最大分支系数K/“max按相邻线路A。末端短路时求取，如图（5-59）所示。

B

Xgi.maxA

^br.max-"T"ZAHZBC

——V

Xsl.max+_j77

X$2.min

minZT

^^+1=2.48