KV電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)

1、繼電保護(hù)技術(shù)是一個(gè)完整的技術(shù)理論體系。它主要由電力系統(tǒng)故障分析、繼電保護(hù)原理及實(shí)現(xiàn)、繼電保護(hù)配置設(shè)計(jì)與繼電保護(hù)遠(yuǎn)行及維護(hù)等技術(shù)構(gòu)成。 繼電保護(hù)的基本概念繼電保護(hù)裝置是完成繼電保護(hù)功能的核心。繼電保護(hù)裝置就是能反應(yīng)于電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。 電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障或危及系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，將故障部分切除或者防止故障范圍擴(kuò)大，減少故障損失，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，用一些電氣自動(dòng)裝置向值班人員發(fā)信號(hào)，或直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件的發(fā)展。繼電保護(hù)裝置的工作原理主要是利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路時(shí)電氣量（電流、電壓、功率、頻率等）及其它的

2、物理量的變化，使繼電保護(hù)裝置發(fā)出各種指令信號(hào)。對(duì)于上述每一種物理量，繼電保護(hù)裝置都包括相應(yīng)的測(cè)量和定值調(diào)整部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。微機(jī)保護(hù)是由計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的軟件（程序）來(lái)實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜功能的繼電保護(hù)裝置。微機(jī)保護(hù)的特性主要有軟件（根據(jù)保護(hù)需要而編制的計(jì)算機(jī)程序）來(lái)決定的。不同特性的微機(jī)保護(hù)可以采用通用的硬件。 繼電保護(hù)的基本用途（1）當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生足以損壞設(shè)備或危及安全運(yùn)行的故障時(shí)使被保護(hù)設(shè)備快速脫離系統(tǒng)。（2）當(dāng)電力系統(tǒng)或某些設(shè)備出現(xiàn)非正常情況時(shí)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，以便工作人員迅速處理，使之恢復(fù)正常工作狀態(tài)。（3） 實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化和遠(yuǎn)動(dòng)化，以及工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)控制（如自動(dòng)重合閘、備用電源

3、自動(dòng)投入、遙控、遙測(cè)、遙信等）繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的基本任務(wù)（1）當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)內(nèi)某元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由故障元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給可脫離故障元件的最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對(duì)元件本身的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響，并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求（如保持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等）（2） 繼電保護(hù)應(yīng)能反映電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同（如有無(wú)經(jīng)常值班人員）發(fā)出信號(hào)，以便值班人員處理，或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會(huì)引起事故的電氣設(shè)備予以切除。反映不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作允

4、許帶有一定的延時(shí)。 電網(wǎng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)關(guān)于電網(wǎng)繼電保護(hù)的選擇在“技術(shù)規(guī)程”中已有具體的規(guī)定，一般要考慮的主要規(guī)則為：（1） 電力設(shè)備和線路必須有主保護(hù)和后備保護(hù)，必要時(shí)增加輔助保護(hù)，其中主保護(hù)主要考慮系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全；后備保護(hù)主要是考慮主保護(hù)和斷路器拒動(dòng)時(shí)用于故障切除；輔助保護(hù)是補(bǔ)充前二者的不足或在主保護(hù)退出時(shí)起保護(hù)作用；（2） 線路保護(hù)之間或線路保護(hù)與設(shè)備保護(hù)之間應(yīng)在靈敏度、選擇性和動(dòng)作時(shí)間上相互配合，以保證系統(tǒng)安全運(yùn)行；（3） 對(duì)線路和設(shè)備所有可能的故障或異常運(yùn)行方式均應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)裝置，以切除這些故障和給出異常運(yùn)行的信號(hào)；（4） 對(duì)于不同電壓等級(jí)的線路和設(shè)備，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行要求和技術(shù)

5、規(guī)程要求,配置不同的保護(hù)裝置.一般電壓等級(jí)越高,保護(hù)的性能越高越完善,如330KV以上線路或設(shè)備的主保護(hù)采用“雙重化”保護(hù)裝置等；（5）所有保護(hù)裝置均應(yīng)符合可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性要求。1.2 繼電保護(hù)的基本要求對(duì)作用于跳閘的繼電保護(hù)裝置，在技術(shù)上有四個(gè)基本要求：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。 選擇性選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常遠(yuǎn)行，以盡量縮小停電范圍，即首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器QF拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障。為保證相鄰設(shè)備和線路有配合的要求及在同一保

6、護(hù)范圍內(nèi)有配合要求的兩元件（如啟動(dòng)與跳閘元件或閉鎖與動(dòng)作元件）的選擇性，其靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)間在一般情況下應(yīng)互相配合。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接線如圖所示。圖1-1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接線以此網(wǎng)絡(luò)接線分析繼電保護(hù)的選擇如下；當(dāng)短路時(shí)，保護(hù)1、2動(dòng)作-跳1QF、2QF，有選擇性當(dāng)短路時(shí)，保護(hù)5、6動(dòng)作-跳5QF、6QF，有選擇性當(dāng)短路時(shí)，保護(hù)7、8動(dòng)作-跳7QF、8QF，有選擇性若保護(hù)7拒動(dòng)或7QF拒動(dòng)，保護(hù)5動(dòng)作，跳5QF，（有選擇性）若保護(hù)7拒動(dòng)或7QF正確動(dòng)作于跳閘，保護(hù)5動(dòng)作，跳5QF，則越級(jí)跳閘（非選擇性）選擇性就是故障點(diǎn)在區(qū)內(nèi)時(shí)動(dòng)作，在區(qū)外時(shí)不動(dòng)作。當(dāng)主保護(hù)未動(dòng)作時(shí)，由近后備或遠(yuǎn)后備切出故障，使停電面積最小。因

7、遠(yuǎn)后備保護(hù)比較完善（對(duì)保護(hù)裝置斷路器QF、二次回路和直流電源等故障所引起的拒動(dòng)均起后備作用）切實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，應(yīng)優(yōu)先采用。 速動(dòng)性速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除斷路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用電源設(shè)備自動(dòng)投入的效果等。一般從裝設(shè)速動(dòng)保護(hù)（如高頻保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)）、充分發(fā)揮零序接地瞬時(shí)段保護(hù)及相間速斷保護(hù)的作用、減少繼電器固有動(dòng)作時(shí)間和斷路器跳閘時(shí)間等方面入手來(lái)提高速動(dòng)性。繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)快速切除故障的目的是：（1）提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；（2）減少用戶在低電壓下的工作時(shí)間；（3）減少故障元件的損壞程度，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。切除故障的總

8、時(shí)間等于保護(hù)裝置和斷路器動(dòng)作時(shí)間之和 。s，最快的可達(dá)0.010.04s；一般的斷路器動(dòng)作時(shí)間為0.060.15s，最快的可達(dá)0.020.06s。 靈敏性繼電保護(hù)的靈敏性指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)對(duì)故障情況的反應(yīng)能力。在設(shè)備或線路在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。各類保護(hù)的最小靈敏系數(shù)在規(guī)程中有具體規(guī)定。通過(guò)繼電保護(hù)的整定可滿足繼電保護(hù)裝置選擇性和靈敏的要求。滿族靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，不論斷路點(diǎn)的位置與斷路的類型如何，都能靈敏且正確地反應(yīng)。通常，靈敏性用靈敏系數(shù)來(lái)衡量，并表示為。反應(yīng)于數(shù)值上升而動(dòng)作的過(guò)量保護(hù)（如電流保護(hù)）的靈敏系數(shù)為：（1-1）反應(yīng)于數(shù)值下降

9、而動(dòng)作的欠量保護(hù)（如低電壓保護(hù)）的靈敏系數(shù)為：（1-2）其中，故障參數(shù)的最小、最大計(jì)算值是根據(jù)實(shí)際可能的最不利運(yùn)行方式、故障類型和短路點(diǎn)來(lái)計(jì)算的。在繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程（DL400-1991）中，對(duì)各類保護(hù)靈敏系數(shù)的要求都進(jìn)行了具體的規(guī)定。 可靠性保護(hù)裝置的可靠性是指，對(duì)于任何一臺(tái)保護(hù)裝置，在為其規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了他應(yīng)該動(dòng)作的故障，它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作（簡(jiǎn)稱拒動(dòng)）；而在其他任何情況下，包括系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)或發(fā)生了該保護(hù)裝置不應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，則不應(yīng)該錯(cuò)誤動(dòng)作（簡(jiǎn)稱誤動(dòng)）。影響可靠性有內(nèi)在的因素和外在的因素。內(nèi)在因素：裝置本身的質(zhì)量，包括元件好壞、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性、制造工藝水平高低、內(nèi)外

10、接線簡(jiǎn)明與否、觸電多少等。外在因素：遠(yuǎn)行維護(hù)水平高低、調(diào)試是否正確、安置是否正確等。以上四個(gè)基本要求是分析研究繼電保護(hù)性能的基礎(chǔ)。在它們之間，既矛盾又有在一定條件下統(tǒng)一的一面。繼電保護(hù)的科學(xué)研究、設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行的絕大部分工作也是圍繞著如何處理好這四個(gè)基本要求之間的辨證統(tǒng)一關(guān)系而進(jìn)行的。1.3 繼電保護(hù)的構(gòu)成與分類 繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成 繼電保護(hù)裝置可視為由測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分等部分組成，如圖1-1所示，各部分功能如下。（1）測(cè)量部分測(cè)量部分是測(cè)量從被保護(hù)對(duì)象輸入的有關(guān)電氣量，并與已給定的整定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)的部件。 （2）邏輯部分邏輯部分是根據(jù)測(cè)量部分輸

11、出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護(hù)裝置按一定的布爾邏輯及時(shí)序邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行部分的部件。（3）執(zhí)行部分執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分傳送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的對(duì)外操作的任務(wù)的部件。如檢測(cè)到故障時(shí)，發(fā)出動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)斷路器跳閘；在不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)出告警信號(hào)；在正常運(yùn)行時(shí)，不產(chǎn)生動(dòng)作信號(hào)。 繼電保護(hù)的分類常用繼電保護(hù)的分類方法有以下幾種：（1）按被保護(hù)對(duì)象的類別，繼電保護(hù)分為線路保護(hù)和設(shè)備保護(hù)等倆種。（2）按保護(hù)原理，繼電保護(hù)可以分為電流保護(hù)，電壓保護(hù)，距離保護(hù)（基于線路阻抗），差動(dòng)保護(hù)，方向保護(hù)及負(fù)（零）序保護(hù)

12、。（3）按故障或不正常運(yùn)行的類型，繼電保護(hù)可以分為相間短路保護(hù)，接地故障保護(hù)，匝間短路保護(hù)，斷線保護(hù)，失步保護(hù)，失磁保護(hù)及過(guò)勵(lì)磁保護(hù)等。（4）按繼電保護(hù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，繼電保護(hù)可分為機(jī)電型保護(hù)，整流型保護(hù)，晶體管型保護(hù)，集成電路型保護(hù)及微機(jī)型保護(hù)等。（5）按故障繼電保護(hù)的職責(zé)和重要性，繼電保護(hù)可分為主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù)。主保護(hù)：滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇的切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。后備保護(hù)：主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)用來(lái)切除故障的保護(hù)，又分近后備和遠(yuǎn)后備。遠(yuǎn)后備保護(hù)：是指當(dāng)故障元件的保護(hù)裝置或開關(guān)拒動(dòng)時(shí)，由各電源側(cè)的相鄰元件保護(hù)裝置動(dòng)作，將故障切開，即當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)

13、時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。近后備保護(hù)：用雙重化配置方式加強(qiáng)元件本身的保護(hù)，在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，保護(hù)無(wú)拒動(dòng)的可能，同時(shí)裝設(shè)開關(guān)失靈保護(hù)，以便當(dāng)開關(guān)拒絕跳閘時(shí)啟動(dòng)近后備保護(hù)來(lái)切除同一變電所母線的高壓開關(guān)，或遙切對(duì)側(cè)開關(guān)。當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備；當(dāng)QF拒動(dòng)時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)后備。輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)。（6）按繼電保護(hù)測(cè)量值和整定值之間的關(guān)系，繼電保護(hù)可分為過(guò)量繼電保護(hù)裝置和欠量繼電保護(hù)裝置。繼電保護(hù)裝置需要將測(cè)量值與預(yù)先設(shè)定的門檻值進(jìn)行比較來(lái)決定是否動(dòng)作，這個(gè)設(shè)定的門檻值在繼電保護(hù)領(lǐng)

14、域稱為整定值。測(cè)量值大于整定值動(dòng)作的繼電保護(hù)裝置（又稱為保護(hù)繼電器），稱為過(guò)量繼電器，如過(guò)電流保護(hù)繼電器；測(cè)量值小于整定值動(dòng)作的繼電保護(hù)裝置，則稱為欠量繼電器，如低電壓保護(hù)繼電器。第二章 計(jì)算系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)采用標(biāo)幺值計(jì)算，為后邊的整定所需短路電流計(jì)算做準(zhǔn)備。標(biāo)幺制具有計(jì)算結(jié)果清晰、便于迅速判斷計(jì)算結(jié)果的正確性、可大量簡(jiǎn)化計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)。在標(biāo)幺制中，單個(gè)物理量均用標(biāo)幺值來(lái)表示，標(biāo)幺值的定義如下：標(biāo)幺值=實(shí)際有名值（任意單位）/基準(zhǔn)值（與有名值同單位）顯然，同一個(gè)實(shí)際值，當(dāng)所選的基準(zhǔn)值不同是，其標(biāo)幺值也不同。所以當(dāng)訴說(shuō)一個(gè)物理量的標(biāo)幺值時(shí)，必須同時(shí)說(shuō)明起基準(zhǔn)值多大，否則僅

15、有一個(gè)標(biāo)幺值是沒(méi)意義的。當(dāng)選定電壓、電流、阻抗、和功率的基準(zhǔn)值分別為UB、IB、ZB和SB時(shí),相應(yīng)的標(biāo)幺值為（2-1）（2-2）（2-3）（2-4）四個(gè)物理量的基準(zhǔn)值都要分別滿足以上的公式。因此，四個(gè)基準(zhǔn)值只能任選兩個(gè)，其余兩個(gè)則由上述關(guān)系式?jīng)Q定。至于先選定哪兩個(gè)基準(zhǔn)值，原則上沒(méi)有限制；但習(xí)慣上多先選定UBB。這樣電力系統(tǒng)主要涉及三相短路的IB ZB, 可得:（2-5）（2-6）和原則上選任何值都可以，但應(yīng)根據(jù)計(jì)算的內(nèi)容及計(jì)算方便來(lái)選擇。通常UB多選為額定電壓或平均額定電壓?？蛇x系統(tǒng)的或某發(fā)電機(jī)的總功率；有時(shí)也可取一整數(shù)，如100、1000MVA等。用標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)，也就是在各元件參數(shù)的有名值歸

16、算到同一個(gè)電壓等級(jí)后，在此基礎(chǔ)上選定統(tǒng)一的基準(zhǔn)值求各元件參數(shù)的標(biāo)幺值。標(biāo)幺值的計(jì)算有精確計(jì)算法和近似計(jì)算法兩種，其區(qū)別在于參數(shù)歸算時(shí)是否采用變壓器實(shí)際變比。標(biāo)幺值的計(jì)算方法：（1） 精確的計(jì)算法，在標(biāo)幺值歸算中，不僅將各級(jí)電壓參數(shù)歸算到基本級(jí)，而且還需選取同樣的基準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算標(biāo)幺值。1）將各電壓級(jí)參數(shù)的有名值按有名制的精確計(jì)算法歸算到基本級(jí)，再基本級(jí)選取統(tǒng)一的電壓基值和功率基值。 2）各電壓級(jí)參數(shù)的有名值不歸算到基本值而是在基本級(jí)選取電壓基值和功率基值后將電壓基值向各被歸算級(jí)歸算，然后就在各電壓級(jí)用歸算得到的基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)功率計(jì)算各元件的標(biāo)幺值。（2）近似計(jì)算：標(biāo)幺值計(jì)算的近似歸算也是用平均額定

17、電壓計(jì)算。標(biāo)幺值的近似計(jì)算可以就在各電壓級(jí)用選定的功率基準(zhǔn)值和各平均額定電壓作為電壓基準(zhǔn)來(lái)計(jì)算標(biāo)幺值即可。2.2 發(fā)電機(jī)參數(shù)的計(jì)算發(fā)電機(jī)的電抗標(biāo)幺值： Xd * = （2-7） 式中： -發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗- 基準(zhǔn)容量100MVA-發(fā)電機(jī)額定容量MVA計(jì)算結(jié)果：表2-1 發(fā)電機(jī)參數(shù)發(fā)電廠發(fā)電機(jī)編號(hào)有功（MW）電壓（KV）功率因素D 175D 2、3、4 D 5B 1、2252.3 變壓器參數(shù)的計(jì)算雙繞組變壓器電抗標(biāo)幺值： XT* = （2-8） 式中： （%）- 變壓器短路電壓百分值 - 基準(zhǔn)容量100MVA SN - 變壓器額定容量MVA 三繞組變壓器參數(shù)的計(jì)算：（1）各繞組短路電壓百分值=（

18、2-9）=（2.10）=（2.11）式中：分別為高壓與中壓，高壓與低壓，中壓與低壓之間的短路電壓百分值。（2）各繞組的電抗標(biāo)幺值 = 、 = 、 = （2-12）式中： - 基準(zhǔn)容量1000MVA； - 變壓器額定容量計(jì)算結(jié)果：表2-2變壓器參數(shù)容量（MVA）電壓比短路電壓百分值 歸算到基準(zhǔn)容量的等值電抗（標(biāo)幺值）90121/110600500說(shuō)明： 對(duì)普通（非自耦）三繞組變壓器，按如上方法求得的三個(gè)電抗中，有一個(gè)可能是負(fù)值，這是由于這種變壓器的三個(gè)繞組中，必有一個(gè)在結(jié)構(gòu)上處于其它兩個(gè)繞組之間，而這個(gè)處于居中位置的繞組與位于它兩側(cè)兩個(gè)繞組間的兩個(gè)漏抗之和又小于該兩繞組相互間的漏抗。因此，這種等

19、值電抗為負(fù)值的現(xiàn)象并不真正表示該繞組有容性漏抗。普通三繞組變壓器出現(xiàn)這種現(xiàn)并不少見，但因這一負(fù)值電抗的絕對(duì)值往往很小，在近似計(jì)算中常取其為零。2.4 輸電線路參數(shù)的計(jì)算/km，線路零序阻抗為X01， 且負(fù)序阻抗X2 = XI 線路阻抗標(biāo)幺值的計(jì)算：正、負(fù)序阻抗： （2-13） 零序阻抗： （2-14）式中： X1 - 每公里線路正序阻抗值/km X0 - 每公里線路零序阻抗值/km L - 線路長(zhǎng)度 km SB - 基準(zhǔn)容量 100 MVA UB - 基準(zhǔn)電壓 115 KV 計(jì)算結(jié)果：表2-3 線路參數(shù)線路名稱長(zhǎng)度/km正序、負(fù)序阻抗值（標(biāo)幺值）零序阻抗值（標(biāo)幺值）A系統(tǒng)-B廠50B廠- C站

20、40D廠- C站30D廠- E站25D廠- F站45E站- F站30第三章 輸電線路上的TA、TV變比的選擇3.1 互感器的簡(jiǎn)介互感器（包括電流互感器TA和電壓互感器TV）是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表，繼電器電流線圈和電壓線圈供電，正確反應(yīng)電氣設(shè)備的正常用行和故障情況?；ジ衅鞯淖饔檬牵海?）將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈返臉?biāo)準(zhǔn)的低電壓（100V）和小電流（5A或1A），使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化，小型化并使其結(jié)構(gòu)輕巧，價(jià)格便宜和便于屏內(nèi)安裝。（2）使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。（3）還取得零序電流和零序電壓。3.2

21、輸電線路上TA的變比選擇 TA（電流互感器）的特點(diǎn)：（1）一次繞組串聯(lián)在電路中并且匝數(shù)很少，故一次繞組中的電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)荷電流，而與二次電流大小無(wú)關(guān)。（2）電流互感器的二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。 TA（電流互感器）變比選擇的原則電流互感器的選擇和配置有應(yīng)滿足下列條件：（1）型式：電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對(duì)于620kv屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對(duì)于35kv及以上配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器。（2）一次回路電壓：Ug為電流互感器安裝處的一次回路最

22、大工作電流；為電流互感器額定電壓。（3）一次回路電流為電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流；為電流互感器原邊額定電流。（4）準(zhǔn)確等級(jí)：電流互感器的準(zhǔn)確等級(jí)的確定，須先知電流互感器二次回路所接測(cè)量?jī)x表的類型 及對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求，并按準(zhǔn)確等級(jí)要求的表記類來(lái)選擇。 選擇結(jié)果表3-1 線路輸送的最大工作電流及電流互感器的變比線路名稱最大工作電流（A）電流互感器變比A系統(tǒng)B廠300/5B廠C站328400/5D廠C站500/5D廠E站500/5D廠F站500/5E站F站328400/53.3 輸電線路上TV變比的選擇 TV（電壓互感器）的特點(diǎn)（1）容量很小，類似一臺(tái)小容量變壓器，但結(jié)構(gòu)上要求有較高的安

23、全系數(shù)。 （2）二次側(cè)所接儀表和繼電器的低壓線圈阻抗很大，互感器近似于空載運(yùn)行。 TV（電壓互感器）變比的選擇原則 電壓互感器的選擇應(yīng)滿足下列條件：（1）型式：電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇。620kv屋內(nèi)配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。35110kv配電裝置，一般采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。220kv及以上配電裝置，一般采用電容式電壓互感器。當(dāng)需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時(shí)，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器。 （2）一次電壓Un。（3）電壓互感器的二次電壓，應(yīng)根據(jù)使用情況，按表2.2選用。表3-2 電壓互感器二次額定電

24、壓選擇表繞組主二次繞組附加二次繞組高壓側(cè)接線方式接于線電壓接于相電壓中性點(diǎn)直接接地中性點(diǎn)不接地或經(jīng)銷弧線圈接地二次額定電壓100100（4）準(zhǔn)確等級(jí)：電壓互感器應(yīng)在一次準(zhǔn)確等級(jí)下工作，需根據(jù)接入測(cè)量?jī)x表，繼電器和自動(dòng)裝置等設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求確定。TV變比選擇的結(jié)果表3-3 電壓互感器的變比的選擇型號(hào)變比準(zhǔn)確等級(jí)JCC1101級(jí)第 四 章 中性點(diǎn)接地的選擇 中性接地點(diǎn)的選擇原則電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)是指：三相電力系統(tǒng)中星形連接的變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)。目前我國(guó)的電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)運(yùn)行方式主要有三種，中性點(diǎn)不接地，經(jīng)過(guò)消弧線圈和直接接地，前兩種稱為不接地電流系統(tǒng)；后一種又稱為大接地電流系統(tǒng)。中性的直接接

25、地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路，將產(chǎn)生很大的零序電流分量，利用零序分量構(gòu)成保護(hù)，可作為一種主要的接地短路保護(hù)。大地的電流系統(tǒng)發(fā)生接地短路時(shí)，零序電流的大小和分布與變壓器中性接地點(diǎn)的數(shù)目和位置有密切的關(guān)系，中性接地點(diǎn)的數(shù)目越多，意味著系統(tǒng)零序總阻抗越小，零序電流越大；中性點(diǎn)接地位置的不同，則意味著零序電流的分布不同。通常，變壓器中性接地位置和數(shù)目按如下兩個(gè)原則考慮：（一）是使零序電流保護(hù)裝置在系統(tǒng)的各種運(yùn)行方式下保護(hù)范圍基本保持不變，且具有足夠的靈敏度和可靠性；（二）是不使變壓器承受危險(xiǎn)的過(guò)電壓。為此，應(yīng)使變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目和位置盡可能保持不變。 變壓器中性點(diǎn)接地的位置和數(shù)目的具體選擇原則：（1） 對(duì)單

26、電源系統(tǒng)，線路末端變電站的變壓器一般不應(yīng)接地，以提高保護(hù)的靈敏度和簡(jiǎn)化保護(hù)線路。（2） 對(duì)多電源系統(tǒng)，要求每個(gè)電源點(diǎn)都有一個(gè)中性點(diǎn)接地，以防接地短路的過(guò)電壓對(duì)變壓器產(chǎn)生危害。（3） 電源端的變電所只有一臺(tái)變壓器時(shí)，其變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)直接接地。（4） 變電所有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí)，應(yīng)只將一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，當(dāng)該變壓器停運(yùn)時(shí)，再將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地的變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。若由于某些原因，變電所正常情況下必須有二臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，則當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時(shí)，應(yīng)將第三臺(tái)變壓器改為中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行。（5） 雙母線運(yùn)行的變電所有三臺(tái)及以上變壓器時(shí)，應(yīng)按兩臺(tái)變壓器中

27、性點(diǎn)直接接地的方式運(yùn)行，并把他們分別接于不同的母線上。當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時(shí)應(yīng)將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。(6) 低電壓側(cè)無(wú)電源的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)不接地運(yùn)行,以提高保護(hù)的靈敏度和簡(jiǎn)化保護(hù)接線.（7）對(duì)于其他由于特殊原因不滿足上述規(guī)定者，應(yīng)按特殊情況臨時(shí)處理，例如，可采用改變保護(hù)定值，停運(yùn)保護(hù)或增加變壓器接地運(yùn)行臺(tái)數(shù)等方法進(jìn)行處理，以保證保護(hù)和系統(tǒng)的正常運(yùn)行。4.2 中性點(diǎn)接地的選擇根據(jù)變壓器的臺(tái)數(shù)和接地點(diǎn)的分布原則，結(jié)合該系統(tǒng)的具體情況，中性點(diǎn)接地的選擇結(jié)果如下：B廠選擇一臺(tái)變壓器（兩臺(tái)雙繞組）中性點(diǎn)接地，并分別連在兩組母線上（因系統(tǒng)雙母線同時(shí)運(yùn)行）；D廠選擇

28、兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地（1號(hào)主變和2、3、4中的任一臺(tái)接地）；C、E、F站有兩臺(tái)有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地，并分別連接在兩組母線上，當(dāng)其中一臺(tái)的中性點(diǎn)斷開時(shí)，再將另一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地點(diǎn)投入，這樣零序電流沒(méi)有改變。第 五 章 短路電流的計(jì)算5.1 電力系統(tǒng)短路計(jì)算的主要目的 電力系統(tǒng)短路計(jì)算的主要目的是: (1) 在選擇電氣主接線時(shí), 為了比較各種接線方案或確定某一接線是否要采取限制短路電流的措施時(shí),需進(jìn)行短路計(jì)算.(2) 在選擇電氣設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全,可靠的工作,同時(shí)又力求節(jié)省投資,這需要全面地進(jìn)行短路計(jì)算.(3) 在選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí), 需進(jìn)行各種短路電流計(jì)算, 依

29、次據(jù)短路電流的大小及特性,來(lái)確定保護(hù)裝置的型號(hào)及整定值. 短路計(jì)算的假定條件 本設(shè)計(jì)短路電流計(jì)算采用以下假定條件及原則: (1) 故障前為空載, 即負(fù)荷略去不計(jì),只計(jì)算短路電流的故障分量. (2) 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間. (3) 故障前所有接點(diǎn)的電壓均等于平均額定電壓, 其標(biāo)幺值為1. (4) 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和勵(lì)磁電流.在本次設(shè)計(jì)中所有線路和元件的電阻都略去不計(jì).5.2 短路計(jì)算C母線故障(流過(guò)5QF,DE斷線,AB雙回)1）正序電抗簡(jiǎn)化圖：（2）零序電抗簡(jiǎn)化圖： 最小方式下C母線故障最大短路電流（1）正序電抗簡(jiǎn)化圖：（2）零序電抗簡(jiǎn)化圖：BC線路距離B端15%處故障時(shí)流過(guò)

30、5QF最小零序電流：1）正序電抗簡(jiǎn)化圖：（2）零序電抗簡(jiǎn)化圖：零序電流計(jì)算結(jié)果表：表5-2 極限運(yùn)行方式下通過(guò)斷路器零序電流計(jì)算結(jié)果表序號(hào)短路位置系統(tǒng)運(yùn)行方式故障類型流過(guò)保護(hù)的零序電流標(biāo)幺值有名值5QFBC線路末端DE斷線AB雙回02195QFBC線路末端環(huán)網(wǎng) 單回0184A6QFCB線路末端環(huán)網(wǎng) 單回01996QFCB線路末端DE斷線 AB雙回01687QFCD線路末端DE斷線 AB雙回01787QFCD線路末端環(huán)網(wǎng) 單回0138QFDC線路末端環(huán)網(wǎng) 單回03398QFDC線路末端DE斷線AB雙回026911QFDE線路末端EF斷線AB雙回035111QFDE線路末端環(huán)網(wǎng) 單回027812Q

31、FED線路末端DF斷線AB雙回020512QFED線路末端環(huán)網(wǎng) 單回013表5-3 距斷路器線路長(zhǎng)度15%處短路計(jì)算結(jié)果表序號(hào)短路位置系統(tǒng)運(yùn)行方式故障類型流過(guò)保護(hù)的零序電流標(biāo)幺值有名值1BC距B15%處環(huán)網(wǎng) 單回0441221382A2CB距C15%處DE斷線AB雙回04053CD距C15%處環(huán)網(wǎng) 單回03454DC距D15%處DE斷線AB雙回08065DE距D15%處環(huán)網(wǎng) 單回08166ED距D15%處環(huán)網(wǎng) 單回04252133.5A第 六 章 電力網(wǎng)相間繼電保護(hù)方式選擇和整定計(jì)算6. 1 概述在110220kv中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，線路的相間短路保護(hù)及單相接地保護(hù)均應(yīng)動(dòng)作于斷路器跳閘。在下

32、列情況下，應(yīng)裝設(shè)全線任何部分短路時(shí)均能速動(dòng)的保護(hù)：（1）根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求有必要時(shí)；（2）線路發(fā)生三相短路，使廠用電或重要用戶母線電壓低于60%額定電壓，且其保護(hù)不能無(wú)時(shí)限和有選擇地切除短路時(shí)；（3）如某些線路采用全線速動(dòng)保護(hù)能顯著簡(jiǎn)化電力系統(tǒng)保護(hù)，并提高保護(hù)的選擇性、靈敏性和速動(dòng)性。6.1.1 110 220KV線路繼電保護(hù)的配置原則（1）對(duì)于相間短路，單側(cè)電源單回線路，可裝設(shè)三相多段式電流電壓保護(hù)作為相間短路保護(hù)。如不滿足靈敏度要求，應(yīng)裝設(shè)多段式距離保護(hù)。雙電源單回線路，可裝設(shè)多段式距離保護(hù)，如不能滿足靈敏度和速動(dòng)性的要求時(shí)，則應(yīng)加裝高頻保護(hù)作為主保護(hù)，把多段式距離保護(hù)作為后備保護(hù)。（2）對(duì)

33、于接地短路，可裝設(shè)帶方向性或不帶方向性的多段式零序電流保護(hù)，在終端線路，保護(hù)段數(shù)可適當(dāng)減少。對(duì)環(huán)網(wǎng)或電網(wǎng)中某些短線路，宜采用多段式接地距離保護(hù)，有利于提高保護(hù)的選擇性及縮短切除故障時(shí)間。（3）對(duì)于平行線路的相間短路，一般可裝設(shè)橫差動(dòng)電流方向保護(hù)或電流平衡保護(hù)作主保護(hù)。當(dāng)靈敏度或速動(dòng)性不能滿足要求時(shí)，應(yīng)在每一回線路上裝設(shè)高頻保護(hù)作為主保護(hù)。裝設(shè)帶方向或不帶方向元件的多段式電流保護(hù)或距離保護(hù)作為后備保護(hù)，并作為單回線運(yùn)行的主保護(hù)和后備保護(hù)。（4）對(duì)于平行線路的接地短路，一般可裝設(shè)零序電流橫差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)；裝設(shè)接于每一回線路的帶方向或不帶方向元件的多段式零序電流保護(hù)作為后備保護(hù)。（5）對(duì)于電纜線

34、路或電纜與架空線路混合的線路，應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。過(guò)負(fù)荷保護(hù)一般動(dòng)作于信號(hào)，必要時(shí)可動(dòng)作于跳閘。6. 2 相間距離保護(hù) 距離保護(hù)的基本特性和特點(diǎn)（1） 距離保護(hù)的基本構(gòu)成距離保護(hù)是以反映從故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間阻抗大小（距離大?。┑淖杩估^電器為主要元件（測(cè)量元件），動(dòng)作時(shí)間具有階梯性的相間保護(hù)裝置。當(dāng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的實(shí)際阻抗大于預(yù)定值時(shí)，表示故障點(diǎn)在保護(hù)范圍之外，保護(hù)不動(dòng)作當(dāng)上述阻抗小于預(yù)定值時(shí)，表示故障點(diǎn)在保護(hù)范圍之內(nèi)，保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)再配以方向元件（方向特性）及時(shí)間元件，即組成了具有階梯特性的距離保護(hù)裝置。當(dāng)故障線路中的電流大于阻抗繼電器的允許精確工作電流時(shí)，保護(hù)裝置的動(dòng)作性能與通過(guò)保護(hù)

35、裝置的故障電流的大小無(wú)關(guān)。（2） 距離保護(hù)的應(yīng)用距離保護(hù)可以應(yīng)用在任何結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行方式多變的電力系統(tǒng)中，能有選擇性的、較快的切除相間故障。當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，距離保護(hù)在有些情況下也能動(dòng)作；當(dāng)發(fā)生兩相短路接地故障時(shí)，它可與零序電流保護(hù)同時(shí)動(dòng)作，切除故障。因此，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行方式多變，采用一般的電流、電壓保護(hù)不能滿足運(yùn)行要求時(shí)，則應(yīng)考慮采用距離保護(hù)裝置。（3）距離保護(hù)各段動(dòng)作特性距離保護(hù)一般裝設(shè)三段，必要時(shí)也可采用四段。其中第I段可以保護(hù)全線路的80%0.1s（保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間），前者為晶體管保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，后者為機(jī)電型保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。第IIs，通常能夠靈敏而較快速地切除全線路

36、范圍內(nèi)的故障。由I、II段構(gòu)成線路的主要保護(hù)。第III（IV）段，其動(dòng)作時(shí)間一般在2s以上，作為后備保護(hù)段。（4） 距離保護(hù)裝置特點(diǎn) 由于距離保護(hù)主要反映阻抗值，一般說(shuō)其靈敏度較高，受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較小，運(yùn)行中躲開負(fù)荷電流的能力強(qiáng)。在本線路故障時(shí)，裝置第I段的性能基本上不受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響（只要流過(guò)裝置的故障電流不小于阻抗元件所允許的精確工作電流）。當(dāng)故障點(diǎn)在相鄰線路上時(shí)，由于可能有助增作用，對(duì)于第II、III段，保護(hù)的實(shí)際動(dòng)作區(qū)可能隨運(yùn)行方式的變化而有所變化，但一般情況下，均能滿足系統(tǒng)運(yùn)行的要求。 由于保護(hù)性能受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較小，因而裝置運(yùn)行靈活、動(dòng)作可靠、性

37、能穩(wěn)定。特別是在保護(hù)定值整定計(jì)算和各級(jí)保護(hù)段相互配合上較為簡(jiǎn)單靈活，是保護(hù)電力系統(tǒng)相間故障的主要階段式保護(hù)裝置。6. 3 相間距離保護(hù)裝置各保護(hù)段定值配合的原則和助增系數(shù)計(jì)算原則 距離保護(hù)定值配合的基本原則距離保護(hù)定值配合的基本原則如下：（1） 距離保護(hù)裝置具有階梯式特性時(shí)，其相鄰上、下級(jí)保護(hù)段之間應(yīng)該逐級(jí)配合，即兩配合段之間應(yīng)在動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍上互相配合。距離保護(hù)也應(yīng)與上、下相鄰的其他保護(hù)裝置在動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍上相配合。例如：當(dāng)相鄰為發(fā)電機(jī)變壓器組時(shí)，應(yīng)與其過(guò)電流保護(hù)相配合；當(dāng)相鄰為變壓器或線路時(shí)，若裝設(shè)電流、電流保護(hù)，則應(yīng)與電流、電壓保護(hù)之動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍相配合。（2）在某些特殊情況

38、下，為了提高保護(hù)某段的靈敏度，或?yàn)榱思铀倌扯伪Ｗo(hù)切除故障的時(shí)間，采用所謂“非選擇性動(dòng)作，再由重合閘加以糾正”的措施。例如：當(dāng)某一較長(zhǎng)線路的中間接有分支變壓器時(shí)，線路距離保護(hù)裝置第I段可允許按伸入至分支變壓器內(nèi)部整定，即可仍按所保護(hù)線路總阻抗的80%85%計(jì)算，但應(yīng)躲開分支變壓器低壓母線故障；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，線路距離保護(hù)第I段可能與變壓器差動(dòng)保護(hù)同時(shí)動(dòng)作（因變壓器差動(dòng)保護(hù)設(shè)有出口跳閘自保護(hù)回路），而由線路自動(dòng)重合閘加以糾正，使供電線路恢復(fù)正常供電。（3） 采用重合閘后加速方式，達(dá)到保護(hù)配合的目的。采用重合閘后加速方式，除了加速故障切除，以減小對(duì)電力設(shè)備的破壞程度外，還可借以保證保護(hù)動(dòng)作的

39、選擇性。這可在下述情況下實(shí)現(xiàn)：當(dāng)線路發(fā)生永久性故障時(shí)，故障線路由距離保護(hù)斷開，線路重合閘動(dòng)作，進(jìn)行重合。此時(shí)，線路上、下相鄰各距離保護(hù)的I、II段可能均由其振蕩閉鎖裝置所閉鎖，而未經(jīng)振蕩閉鎖裝置閉鎖的第III段，在有些情況下往往在時(shí)限上不能互相配合（因有時(shí)距離保護(hù)III段與相鄰保護(hù)的第II段配合），故重合閘后將會(huì)造成越級(jí)動(dòng)作。其解決辦法是采用重合閘后加速距離保護(hù)III段，一般只要重合閘后加速距離保護(hù)III2s，即可躲開系統(tǒng)振蕩周期，故只要線路距離保護(hù)III段的動(dòng)作時(shí)間大于2s，即可滿足在重合閘后仍能互相配合的要求。 距離保護(hù)定值計(jì)算中所用助增系數(shù)的選擇及計(jì)算助增系數(shù)（或分支系數(shù)）的正確計(jì)算，直

40、接影響到距離保護(hù)定植及保護(hù)范圍的大小，也就影響了保護(hù)各段的相互配合及靈敏度。正確選擇與計(jì)算助增系數(shù)，是距離保護(hù)計(jì)算配合的重要工作內(nèi)容之一。（1） 對(duì)于輻射狀結(jié)構(gòu)電網(wǎng)的線路保護(hù)配合時(shí)這種系統(tǒng)，其助增系數(shù)與故障點(diǎn)之位置無(wú)關(guān)。計(jì)算時(shí)故障點(diǎn)可取在線路的末端，主電源側(cè)采取大運(yùn)行方式，分支電源采用小運(yùn)行方式。（2） 環(huán)形電力網(wǎng)中線路保護(hù)間助增系數(shù)的計(jì)算這種電力網(wǎng)中的助增系數(shù)隨故障點(diǎn)位置的不同而變化。在計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用開環(huán)運(yùn)行的方式，以求出最小助增系數(shù)。（3） 單回輻射線路與環(huán)網(wǎng)內(nèi)線路保護(hù)相配合時(shí)應(yīng)按環(huán)網(wǎng)閉環(huán)運(yùn)行方式下，在線路末端故障時(shí)計(jì)算。（4） 環(huán)網(wǎng)與環(huán)網(wǎng)外輻射線路保護(hù)間相配合時(shí)應(yīng)按環(huán)網(wǎng)開環(huán)計(jì)算。應(yīng)該指出

41、，上述原則無(wú)論對(duì)于輻射狀電網(wǎng)內(nèi)，還是環(huán)形電網(wǎng)內(nèi)的雙回線與單回線間的助增系數(shù)的計(jì)算都是適用的。6.4 相間距離保護(hù)整定計(jì)算目前電力系統(tǒng)中的相間距離保護(hù)多采用三段式階梯型時(shí)限特性的距離保護(hù)。三段式距離保護(hù)的整定計(jì)算原則與三段式電流保護(hù)的整定計(jì)算原則相同。 相間距離保護(hù)第I段整定計(jì)算（1）相間距離保護(hù)第段的整定值主要是要躲過(guò)本線路的末端相間故障。在圖5-1所示的網(wǎng)絡(luò)中，線路AB斷路器1QF處的相間距離保護(hù)第段的整定值為：（6-1） 式中：BC線路B側(cè)斷路器5QF處相間距離保護(hù)第段的整定值；相間距離保護(hù)第段的可靠系數(shù)，取0.85；被保護(hù)線路AB的正序阻抗。 （2）相間距離保護(hù)第段的動(dòng)作時(shí)間為：（3）相

42、間距離保護(hù)第段的靈敏度用范圍表示，即為被保護(hù)線路全長(zhǎng)的80%85% 相間距離保護(hù)II段整定計(jì)算（1）按與相鄰線路距離保護(hù)I段配合整定（6-2）式中， 被保護(hù)線路BC阻抗； 相鄰線路相間距離保護(hù)I段動(dòng)作阻抗； 相間距離保護(hù)第0.85； 相間距離保護(hù)第段可靠系數(shù)，取0.8； 分支系數(shù)最小值，為相鄰線路第段距離保護(hù)范圍末端短路時(shí)流過(guò)故障線電流與被保護(hù)線電流之比的最小值。（2）與相鄰變壓器縱差保護(hù)配合（6-3）式中， 相鄰變壓器的正序阻抗；相鄰變壓器另側(cè)母線，如變壓器低壓側(cè)母線短路時(shí)流過(guò)變壓器的短路電流與被保護(hù)線電流之比的最小值。取所有與相鄰元件相間短路保護(hù)配合計(jì)算值中的最小值為整定值。（3）相間距離

43、保護(hù)第段的動(dòng)作時(shí)間為：（4）相間距離保護(hù)第段的靈敏度校驗(yàn)：（6.4）（5）當(dāng)不滿足靈敏度要求時(shí)可與相鄰線相間距離保護(hù)第段配合。這時(shí)有： （6.5）式中， 0.85 相鄰線路相間距離保護(hù)第段的整定值。這時(shí)，相間距離保護(hù)第的動(dòng)作時(shí)間為：=+t式中， 相鄰線路相間距離保護(hù)第段的動(dòng)作時(shí)間。 相間距離保護(hù)III段整定計(jì)算（1）躲過(guò)被保護(hù)線路的最小負(fù)荷阻抗（采用方向阻抗繼電器）（6.6）式中， 相間距離保護(hù)第1.3；1.25： 自起動(dòng)系數(shù)，取1； 電網(wǎng)的額定相電壓； 最大負(fù)荷電流； 阻抗元件的最大靈敏角，取700。 負(fù)荷阻抗角，取260。（2） 相間距離保護(hù)第段動(dòng)作時(shí)間為：t（3） 相間距離保護(hù)第段靈敏度

44、校驗(yàn)： 當(dāng)作近后備時(shí)（6-7） 當(dāng)作遠(yuǎn)后備時(shí) （6-8） 式中， 分支系數(shù)最大值。6.4.4 線路相間距離保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果：表6-1 距離保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果表線路名稱保護(hù)安裝地點(diǎn)斷路器編號(hào)保護(hù)段整定值（）動(dòng)作時(shí)限（S）BCB廠側(cè)5QF105C站側(cè)6QF105CDC站側(cè)7QF163D廠側(cè)8QF168DED廠側(cè)11QF0E站側(cè)12QF016.5 距離保護(hù)的評(píng)價(jià) 根據(jù)距離保護(hù)的工作原理，它可以在多電源復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中保證有選擇性地動(dòng)作。它不僅反應(yīng)短路時(shí)電流的增大，而且又反應(yīng)電壓的降低，因而靈敏度比電流、電壓保護(hù)高。保護(hù)裝置距離I段的保護(hù)范圍不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，其它各段受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響也較小，同時(shí)

45、保護(hù)范圍也可以不受短路種類的影響，因而保護(hù)范圍比較穩(wěn)定，且動(dòng)作時(shí)限也比較固定而較短。雖然距離保護(hù)第I段是瞬時(shí)動(dòng)作的，但是，它只能保護(hù)線路全長(zhǎng)80%85%，它不能無(wú)時(shí)限切除線路上任一點(diǎn)的短路，一般線長(zhǎng)15%II段來(lái)切除，特別是雙側(cè)電源的線路就有30%40%線長(zhǎng)的短路，不能從兩端瞬時(shí)切除。因此，對(duì)于220KV及以上電壓網(wǎng)絡(luò)根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的需要，要求全長(zhǎng)無(wú)時(shí)限切除線路任一點(diǎn)的短路，這時(shí)距離保護(hù)就不能作為主保護(hù)來(lái)應(yīng)用。距離保護(hù)的工作受到各種因素的影響，如系統(tǒng)振蕩、短路點(diǎn)的過(guò)度電阻和電壓回路的斷線失壓等。因此，在保護(hù)裝置中需采取各種防止或減少這些因素影響的措施，如振蕩閉鎖、瞬時(shí)測(cè)定和電壓回路的斷線失壓

46、閉鎖等，需應(yīng)用復(fù)雜的阻抗繼電器和較多的輔助繼電器，使整套保護(hù)裝置比較復(fù)雜，可靠性相對(duì)比電流保護(hù)低。雖然距離保護(hù)仍存在一些缺點(diǎn)，但是，由于它在任何形式的網(wǎng)絡(luò)均能保證有選擇性的動(dòng)作。因此，廣泛地以內(nèi)功用在35KV及以上電壓的電網(wǎng)中。通常在35KV電壓網(wǎng)絡(luò)中，距離保護(hù)可作為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相間短路的主保護(hù)；110220KV的高壓電網(wǎng)和330500KV的超高壓電網(wǎng)中，相間短路距離保護(hù)和接地短路距離保護(hù)主要作為全線速動(dòng)主保護(hù)的相間短路和接地短路的后備保護(hù)，對(duì)于不要求全線速動(dòng)保護(hù)的高壓線路，距離保護(hù)則可作為線路的主保護(hù)。第 七 章 電力網(wǎng)零序繼電保護(hù)方式選擇與整定計(jì)算零序電流保護(hù)的特點(diǎn)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中發(fā)生接地

47、短路，將產(chǎn)生很大的零序電流分量，利用零序電流分量構(gòu)成保護(hù)，可作為一種主要的接地短路保護(hù)。因?yàn)樗环从橙嗪蛢上喽搪?，在正常運(yùn)行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)也沒(méi)有零序分量產(chǎn)生，所以它有較好的靈敏度。另一方面，零序電流保護(hù)仍有電流保護(hù)的某些弱點(diǎn)，即它受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較大，靈敏度將因此降低；特別是在短距離的線路上以及復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)中，由于速動(dòng)段的保護(hù)范圍太小，甚至沒(méi)有保護(hù)范圍，致使零序電流保護(hù)各段的性能嚴(yán)重惡化，使保護(hù)動(dòng)作時(shí)間很長(zhǎng)，靈敏度很低。當(dāng)零序電流保護(hù)的保護(hù)效果不能滿足電力系統(tǒng)要求時(shí)，則應(yīng)裝設(shè)接地距離保護(hù)。接地距離保護(hù)因其保護(hù)范圍比較固定，對(duì)本線路和相鄰線路的保護(hù)效果都會(huì)有所改善。零序電流保護(hù)接于

48、電流互感器的零序電流濾過(guò)器，接線簡(jiǎn)單可靠，零序電流保護(hù)通常由多段組成，一般是三段式，并可根據(jù)運(yùn)行需要而增減段數(shù)。為了適應(yīng)某些運(yùn)行情況的需要，也可設(shè)置兩個(gè)一段或二段，以改善保護(hù)的效果。7.2 零序電流保護(hù)整定計(jì)算的運(yùn)行方式分析 接地短路電流、電壓的特點(diǎn)根據(jù)接地短路故障的計(jì)算方法可知，接地短路是相當(dāng)于在正序網(wǎng)絡(luò)的短路點(diǎn)增加額外附加電抗的短路。這個(gè)額外附加電抗就是負(fù)序和零序綜合電抗。各序的電流分配，只決定該序網(wǎng)中各只路電抗的反比關(guān)系；而各序電流的絕對(duì)值要受其它序電抗的影響。 計(jì)算分支零序電流的分布時(shí)，例如：計(jì)算電流分支系數(shù)，只須研究零序網(wǎng)的情況；當(dāng)要計(jì)算零序電流絕對(duì)值大小時(shí)，必須同時(shí)分析正、負(fù)、零三

49、個(gè)序網(wǎng)的變化。零序電壓的特點(diǎn)，類似零序電流的情況。零序電壓分布在短路點(diǎn)最高，隨著距短路點(diǎn)的距離而逐漸降低，在變壓器中性點(diǎn)接地處為零。 接地短路計(jì)算的運(yùn)行方式選擇計(jì)算零序電流大小和分布的運(yùn)行方式選擇，是零序電流保護(hù)整定計(jì)算的第一步。選擇運(yùn)行方式就是考慮零序電流保護(hù)所能適應(yīng)的發(fā)電機(jī)、變壓器以及線路變化大小的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，運(yùn)行方式變化主要取決于電力系統(tǒng)調(diào)度管理部門，但繼電保護(hù)可在此基礎(chǔ)上，加以分析選擇。其中變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目的多少和分配地點(diǎn)，對(duì)零序電流保護(hù)影響極大，通常由繼電保護(hù)整定計(jì)算部門決定。變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇，一般可按下述條件考慮。（1）總的原則是，不論發(fā)電廠或是變電所，首先是按變

50、壓器設(shè)備的絕緣要求來(lái)確定中性點(diǎn)是否接地；其次是以保持對(duì)該母線的零序電抗在運(yùn)行中變化最小為出發(fā)點(diǎn)來(lái)考慮。當(dāng)變壓器臺(tái)數(shù)較多時(shí)，也可采取幾臺(tái)變壓器組合的方法，使零序電抗變化最小。（2）發(fā)電廠的母線上至少應(yīng)有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，這是電力系統(tǒng)過(guò)電壓保護(hù)和繼電保護(hù)功能所需要的。為改善設(shè)備過(guò)電壓的條件，對(duì)雙母線上接有多臺(tái)（一般是四臺(tái)以上）變壓器時(shí)，可選擇兩臺(tái)變壓器同時(shí)接地運(yùn)行，并各分占一條母線，這樣在雙母線母聯(lián)短路器斷開后，也各自保持著接地系統(tǒng)。（3）變電所的變壓器中性點(diǎn)分為兩種情況，單側(cè)電源受電的變壓器，如果不采用單相重合閘，其中性點(diǎn)因班應(yīng)不接地運(yùn)行，以簡(jiǎn)化零序電流保護(hù)的整定計(jì)算；雙側(cè)電源受電的變壓

51、器，則視該母線上連接的線路條數(shù)和變壓器臺(tái)數(shù)的多少以及變壓器容量的大小，按變壓器零序電抗變化最小的原則進(jìn)行組合。 流過(guò)保護(hù)最大零序電流的運(yùn)行方式選擇(1) 單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)，一般取最大運(yùn)行方式，線路末端的變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行。(2) 多電源的輻射形電網(wǎng)及環(huán)狀電網(wǎng)，應(yīng)考慮到相臨線路的停運(yùn)或保護(hù)的相繼動(dòng)作，并考慮在最大開機(jī)方式下對(duì)側(cè)接地方式最小，而本側(cè)（保護(hù)的背后）接地方式最大。(3) 計(jì)算各類短路電流值。 最大分支系數(shù)的運(yùn)行方式和短路點(diǎn)位置的選擇(1) 輻射形電網(wǎng)中線路保護(hù)的分之系數(shù)與短路的位置無(wú)關(guān)。(2) 環(huán)狀電網(wǎng)中線路的分支系數(shù)隨短路點(diǎn)的移遠(yuǎn)而逐漸減小 。但實(shí)際上整定需要最大分支系數(shù)，故還

52、是選擇開環(huán)運(yùn)行方式。(3) 環(huán)外線路對(duì)環(huán)內(nèi)線路的分支系數(shù)也與短路點(diǎn)有關(guān)，隨著短路點(diǎn)的移遠(yuǎn)，分支系數(shù)逐漸增大，可以增加到很大，但具體整定并不是選一個(gè)最大值，而應(yīng)按實(shí)際整定配合點(diǎn)的分支系數(shù)計(jì)算。7.3 零序電流保護(hù)的整定計(jì)算 零序電流保護(hù)I段的整定（1） 按躲開本線路末端接地短路的最大零序電流整定，即(7-1)式中， 線路末端接地短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的最大零序電流。（2） 零序電流保護(hù)段的保護(hù)最小保護(hù)范圍亦要求不小于本保護(hù)線路長(zhǎng)度的15%。（3） 整定的動(dòng)作延時(shí)為0。7 零序電流保護(hù)II段的整定此段保護(hù)按滿足以下條件整定：（1）按與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)I段配合整定，即 (7-2)式中 ， 可靠系數(shù)，取1.1。 分支系數(shù)，按實(shí)際情況選取可能的最小值； 相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)I段整定值。 （2）當(dāng)按此整定結(jié)果達(dá)不到規(guī)定靈敏系數(shù)時(shí)，可改為與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)II段配合整定： （7-3）（3）零序段的靈敏度校驗(yàn)：1.5 （7-4）（4）零序電流保護(hù)II段的動(dòng)作時(shí)間： 當(dāng)動(dòng)作電流按式（7-2）計(jì)算時(shí)， 當(dāng)動(dòng)作電流按式（7-3）計(jì)算時(shí)， 零序電流保護(hù)III段保護(hù)的整定此段保護(hù)一般是起后備保護(hù)作用。III段保護(hù)通常是作為零序電流保護(hù)II段保護(hù)的補(bǔ)充作用。零序電流保護(hù)III段保護(hù)按滿足以下條件整定：（1）按躲開下一條線