相間短路保護(hù)及整定計(jì)算原則

1、第一講 線路保護(hù)整定計(jì)算1）三個(gè)電壓等級(jí)各選一條線路進(jìn)行線路保護(hù)整定 2）110千伏線路最大負(fù)荷電流可根據(jù)給定條件計(jì)算，35和10千伏線路可按300安計(jì)算。第一節(jié) 10千伏線路保護(hù)的整定計(jì)算原則：電流保護(hù)具有簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)35千伏及以下電網(wǎng)，通常采用三段式電流保護(hù)加重合閘的保護(hù)方式，對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)或電壓等級(jí)較高網(wǎng)絡(luò)，很難滿足選擇性、靈敏性以及速動(dòng)性的要求。整定計(jì)算：對(duì)10千伏線路通常采用三段式電流保護(hù)即可滿足要求，實(shí)際使用時(shí)可以根據(jù)需要采用兩段也可以采用三段保護(hù)。根據(jù)保護(hù)整定計(jì)算原則：電流速斷，按照躲過(guò)本線路的末端短路最大三相短路電流整定Iset1=krelIkmax/nTA本式要求

2、一次、二次的動(dòng)作電流都需要計(jì)算。注意問(wèn)題：1）歸算至10千伏母線側(cè)的綜合阻抗2）計(jì)算最大三相短路電流，3）計(jì)算最小兩相短路電流，校核保護(hù)范圍4）選擇線路適當(dāng)長(zhǎng)度（選一條）計(jì)算5）動(dòng)作時(shí)限0秒。限時(shí)電流速斷，與相鄰線路一段配合整定。由于現(xiàn)在的10千伏線路一般都是放射形線路，沒(méi)有相鄰線路，可不設(shè)本段保護(hù)過(guò)電流保護(hù)，即電流保護(hù)第III段，按照躲過(guò)本線路的最大負(fù)荷電流整定式中 Krel可靠系數(shù)，一般采用1.151.25；Kss自起動(dòng)系數(shù)，數(shù)值大于1，由網(wǎng)絡(luò)具體接線和負(fù)荷性質(zhì)確定； Kre電流繼電器的返回系數(shù),一般取0.85。校核末端短路的靈敏度。動(dòng)作時(shí)限 由于不需要與相鄰線路配合，可取0.5秒。防止配

3、變故障時(shí)保護(hù)的誤動(dòng)作。目前采用微機(jī)型保護(hù)，都配有帶低電壓閉鎖的電流保護(hù)，以及線路重合閘。第二節(jié) 35千伏線路保護(hù)的整定計(jì)算原則：對(duì)35千伏電網(wǎng)，通常采用三段式電流保護(hù)加重合閘的保護(hù)方式可以滿足要求，但對(duì)于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，很難滿足要求。對(duì)35千伏線路，有時(shí)可能有相鄰線路，因此需要三段式保護(hù)，如果是只有相鄰變壓器，則限時(shí)電流速斷保護(hù)應(yīng)按照躲過(guò)變壓器低壓側(cè)短路整定，時(shí)間則取0.5秒，但應(yīng)校核本線路末端短路的靈敏度。電流速斷，按照躲過(guò)本線路的末端短路最大三相短路電流整定Iset1=krelIkmax/nTA本式要求 一次、二次的動(dòng)作電流都需要計(jì)算。注意問(wèn)題：1）歸算至35千伏母線側(cè)的綜合阻抗2）計(jì)

4、算最大三相短路電流，3）計(jì)算最小兩相短路電流，校核保護(hù)范圍4）選擇線路適當(dāng)長(zhǎng)度（選一條）計(jì)算5）動(dòng)作時(shí)限0秒。限時(shí)電流速斷，與相鄰線路一段配合整定。Iset1=krelIn1/nTA如果沒(méi)有相鄰線路，按照躲開(kāi)線路末端變壓器低壓側(cè)短路整定，如果沒(méi)有相鄰變壓器參數(shù)，可設(shè)置一個(gè)5000千伏安的主變，查其參數(shù)，計(jì)算短路電流。注意電流歸算到對(duì)應(yīng)側(cè)。Iset1=krelInT/nTA校驗(yàn)：對(duì)電流二段，應(yīng)保證本線路末端短路的靈敏度如果滿足靈敏度要求，動(dòng)作時(shí)限可取0.5秒過(guò)電流保護(hù)，即電流保護(hù)第III段，按照躲過(guò)本線路的最大負(fù)荷電流整定式中 Krel可靠系數(shù)，一般采用1.151.25；Kss自起動(dòng)系數(shù)，數(shù)值大

5、于1，由網(wǎng)絡(luò)具體接線和負(fù)荷性質(zhì)確定； Kre電流繼電器的返回系數(shù),一般取0.85。校核末端短路的靈敏度，以及相鄰元件短路的靈敏度（變壓器低壓側(cè)）動(dòng)作時(shí)限 由于不需要與相鄰線路或元件的后備保護(hù)配合，可根據(jù)相鄰元件的時(shí)間取秒。目前采用微機(jī)型保護(hù)，都配有帶低電壓閉鎖的電流保護(hù)，以及線路重合閘。第三節(jié) 相間短路距離保護(hù)的整定計(jì)算原則一、距離保護(hù)的基本概念電流保護(hù)具有簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是對(duì)復(fù)雜電網(wǎng)，很難滿足選擇性、靈敏性、快速性的要求，因此在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中需要性能更加完善的保護(hù)裝置。距離保護(hù)反映故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離而動(dòng)作，由于它同時(shí)反應(yīng)故障后電流的升高和電壓的降低而動(dòng)作，因此其性能比電流保護(hù)

6、更加完善。它基本上不受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響。距離保護(hù)是反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，并且根據(jù)故障距離的遠(yuǎn)近確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置，當(dāng)短路點(diǎn)距離保護(hù)安裝處較近時(shí)，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間較短；當(dāng)短路點(diǎn)距離保護(hù)安裝處較遠(yuǎn)時(shí)，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)。保護(hù)動(dòng)作時(shí)間隨短路點(diǎn)位置變化的關(guān)系t=f(Lk)稱為保護(hù)的時(shí)限特性。與電流保護(hù)一樣，目前距離保護(hù)廣泛采用三段式的階梯時(shí)限特性。距離I段為無(wú)延時(shí)的速動(dòng)段；II段為帶有固定短延時(shí)的速動(dòng)段，III段作為后備保護(hù)，其時(shí)限需與相鄰下級(jí)線路的II段或III段配合。二、整定計(jì)算原則圖4-1 距離保護(hù)整定計(jì)算說(shuō)明以下以圖4-1為例說(shuō)明距離保護(hù)的整定計(jì)算原則（1）距離I段的整定距離保

7、護(hù)I段為無(wú)延時(shí)的速動(dòng)段，只反應(yīng)本線路的故障。整定阻抗應(yīng)躲過(guò)本線路末端短路時(shí)的測(cè)量阻抗，考慮到阻抗繼電器和電流、電壓互感器的誤差，須引入可靠系數(shù)Krel，對(duì)斷路器2處的距離保護(hù)I段定值 （4-1）式中 LA-B被保護(hù)線路的長(zhǎng)度；z1 被保護(hù)線路單位長(zhǎng)度的正序阻抗，/km；KIrel可靠系數(shù)，由于距離保護(hù)屬于欠量保護(hù)，所以可靠系數(shù)取0.80.85。（2）距離II段的整定距離保護(hù)I段只能保護(hù)線路全長(zhǎng)的80%85%，與電流保護(hù)一樣，需設(shè)置II段保護(hù)。整定阻抗應(yīng)與相鄰線路或變壓器保護(hù)I段配合。1） 分支系數(shù)對(duì)測(cè)量阻抗的影響當(dāng)相鄰保護(hù)之間有分支電路時(shí)，保護(hù)安裝處測(cè)量阻抗將隨分支電流的變化而變化，因此應(yīng)考慮

8、分支系數(shù)對(duì)測(cè)量阻抗的影響，如圖線路B-C上k點(diǎn)短路時(shí)，斷路器2處的距離保護(hù)測(cè)量阻抗為 （4-2） （4-3） （4-4）式中 、母線A、B測(cè)量電壓； ZA-B線路A-B的正序阻抗；Zk短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處線路的正序阻抗；Kb分支系數(shù)。 對(duì)如圖所示網(wǎng)絡(luò)，顯然Kb1，此時(shí)測(cè)量阻抗Zm2大于短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間的線路阻抗ZA-B+Zk，這種使測(cè)量阻抗變大的分支稱為助增分支，I3稱為助增電流。若為外汲電流的情況，則Kb1，使得相應(yīng)測(cè)量阻抗減小。2） 整定阻抗的計(jì)算相鄰線路距離保護(hù)I段保護(hù)范圍末端短路時(shí)，保護(hù)2處的測(cè)量阻抗為 （4-5）按照選擇性要求，此時(shí)保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作，考慮到運(yùn)行方式的變化影響，分支系數(shù)

9、應(yīng)取最小值，引入可靠系數(shù)，距離II段的整定阻抗為 （4-6）式中 可靠系數(shù)，與相鄰線路配合時(shí)取0.800.85。若與相鄰變壓器配合，整定計(jì)算公式為 （4-7）式中可靠系數(shù)取0.700.75，為相鄰變壓器阻抗。距離II段的整定阻抗應(yīng)分別按照上述兩種情況進(jìn)行計(jì)算，取其中的較小者作為整定阻抗。3） 靈敏度的校驗(yàn)距離保護(hù)II段應(yīng)能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，并有足夠的靈敏度，要求靈敏系數(shù)應(yīng)滿足 （4-8）如果靈敏度不滿足要求，則距離保護(hù)II段應(yīng)與相鄰元件的保護(hù)II段相配合，以提高保護(hù)動(dòng)作靈敏度。4）動(dòng)作時(shí)限的整定 距離II段的動(dòng)作時(shí)限，應(yīng)比與之配合的相鄰元件保護(hù)動(dòng)作時(shí)間高出一個(gè)時(shí)間級(jí)差t，動(dòng)作時(shí)限整定為 （4-9

10、）式中 與本保護(hù)配合的相鄰元件保護(hù)I段或II段最大動(dòng)作時(shí)間。（3）距離保護(hù)III段的整定1）距離III段的整定阻抗與相鄰下級(jí)線路距離保護(hù)II或III段配合 （4-10）式中與本保護(hù)配合的相鄰元件保護(hù)II段或III段整定阻抗。與相鄰下級(jí)線路或變壓器的電流、電壓保護(hù)配合 （4-11）式中 相鄰元件電流、電壓保護(hù)的最小保護(hù)范圍對(duì)應(yīng)的阻抗值。躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗當(dāng)線路上負(fù)荷最大（IL.max）且母線電壓最低（UL.min）時(shí)，負(fù)荷阻抗最小，其值為 （4-12）式中 UN母線額定電壓。與過(guò)電流保護(hù)相同，由于距離III段的動(dòng)作范圍大，需要考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)保護(hù)的返回問(wèn)題，采用全阻抗繼電器時(shí)，整定阻

11、抗為 （4-13）式中 Krel可靠系數(shù)，一般取1.21.25；Kss電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)系數(shù)，取1.52.5；Kre阻抗測(cè)量元件的返回系數(shù)，取1.151.25。若采用全阻抗繼電器保護(hù)的靈敏度不能滿足要求，可以采用方向阻抗繼電器，考慮到方向阻抗繼電器的動(dòng)作阻抗隨阻抗角變化，整定阻抗計(jì)算如下： （4-14） 式中 整定阻抗的阻抗角；負(fù)荷阻抗的阻抗角。按上述三個(gè)原則計(jì)算，取其中較小者為距離保護(hù)III段的整定阻抗。2）靈敏度的校驗(yàn)距離III段既作為本線路保護(hù)I、II段的近后備，又作為相鄰下級(jí)設(shè)備的遠(yuǎn)后備保護(hù)，并滿足靈敏度的要求。作為本線路近后備保護(hù)時(shí)，按本線路末端短路校驗(yàn)，計(jì)算公式如下： （4-15）作為相鄰元件或設(shè)備的近后備保護(hù)時(shí)，按相鄰元件末端短路校驗(yàn)，計(jì)算公式如下： （4-16）式中 Kb.max分支系數(shù)最大值；Znext相鄰設(shè)備（線路、變壓器等）的阻抗。3） 動(dòng)作時(shí)間的整定距離III段的動(dòng)作時(shí)限，應(yīng)比與之配合的相鄰元件保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（相鄰II段或III段）高出一個(gè)時(shí)間級(jí)差t，動(dòng)作時(shí)限整定為 （4-17）式中 與本保護(hù)配合的相鄰元