继电保护定值整定计算公式大全(最新).doc

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第三节 相间短路距离保护的整定计算原则

一、距离保护的基本概念

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

AXS12B1KCI1XS2I2I3

图4-1 距离保护整定计算说明

以下以图4-1为例说明距离保护的整定计算原则 （1）距离I段的整定

距离保护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、电压互感器的误差，须引入可靠系数Krel，对断路器2处的距离保护I段定值

IIZset.2=KrelLA-Bz1 （4-1）

式中 LA-B ——被保护线路的长度；

z1 ——被保护线路单位长度的正序阻抗，Ω/km；

KIrel ——可靠系数，由于距离保护属于欠量保护，所以可靠系数取0.8～0.85。 （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段保护。整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， 因此应考虑分支系数对测量阻抗的影响，如图线路B-C上k点短路时，断路器2处的距离保护测量阻抗为

Zm2=（4-2）

UAIZ+UBI=1A-B=ZA-B+2ZK=ZA-B+KbZKI1I1I1

Kb=IXS2+XABI2=1+3=1+ （4-3） I1I1XS1+XS2+XABKbmin=1+XS1min+XAB （4-4）

XS2max+XS1+XAB...

...

式中 UA、UB——母线A、B测量电压；

ZA-B ——线路A-B的正序阻抗；

Zk ——短路点到保护安装处线路的正序阻抗； Kb——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，I3称为助增电流。若为外汲电流的情况，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2处的测量阻抗为

Zm2==ZA-B+I2II （4-5） Zset.1=ZA-B+KbZset.1I1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

II值Kbmin，引入可靠系数Krel，距离II段的整定阻抗为

IIIII Zset.2=Krel（ZA-B+Kb.minZset.1) （4-6）

II式中 Krel ——可靠系数，与相邻线路配合时取0.80～0.85。

若与相邻变压器配合，整定计算公式为

IIIIZset.2=Krel（ZA-B+Kb.minZT) （4-7）

II

式中可靠系数Krel取0.70～0.75，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，要求灵敏系数应满足

KsenIIZset.2=?1.3 （4-8） ZA-B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Δt，动作时限整定为

IIt2=ti(x)+Δt （4-9）

式中 ti(x)——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

①与相邻下级线路距离保护II或III段配合

IIIIII(x)Zset.2=Krel（ZA-B+Kb.minZset.1) （4-10）

(x)式中Zset.1——与本保护配合的相邻元件保护II段或III段整定阻抗。

②与相邻下级线路或变压器的电流、电压保护配合

IIIIIIZset.2=Krel（ZA-B+Kb.minZmin) （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。

③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.minUL.min(0.9~0.95)UN （4-12） ==IL.maxIL.max...

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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

IIIZset.2=1ZL.min （4-13）

KrelKssKre式中 Krel——可靠系数，一般取1.2～1.25；

Kss——电动机自启动系数，取1.5～2.5；

Kre——阻抗测量元件的返回系数，取1.15～1.25。 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：

Zset.2=IIIZL.min （4-14）

KrelKssKrecos(?set??L)式中 ?set——整定阻抗的阻抗角；?L——负荷阻抗的阻抗角。

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)IIIZset.2=?1.5 （4-15） ZA-BIIIZset.2?1.2 （4-16）

+Kb.maxZnext作为相邻元件或设备的近后备保护时，按相邻元件末端短路校验，计算公式如下：

Ksen(2)=ZA-B式中 Kb.max——分支系数最大值；

Znext——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II段或III 段）高出一个时间级差Δt，动作时限整定为

IIIt2=ti(x)??t （4-17）

式中 ti(x)——与本保护配合的相邻元件保护II段或III段最大动作时间。

10.5kV100MVAXs2=1.2Ud=10.51.5MVA110kV185/8古城185/11185/10禹地电花园站300/15钧州300MVAXs1=0.8110kV 1整定花园站出线距离保护，任选一条110千伏，如图整定长度为11千米的线路，等值如

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下：

考虑分支系数影响，计算与相邻保护配合的二段定值。

AXS12B1KCI1XS2I2I3

2．选1条35千伏线路，按线路变压器组整定（末端变压器容量按线路负荷的1.5倍选取），确定保护方案。

3．选一条10千伏线路。按终端线路考虑，不考虑与相邻线路配合，配置电流速断和过电流保护. 2.3选作

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