繼電保護(hù)講義-距離保護(hù)的整定計(jì)算舉例

距離保護(hù)的整定計(jì)算舉例距離保護(hù)的整定原則及計(jì)算方法在輸電線路上，距離保護(hù)一般采用三段式，并且認(rèn)為動(dòng)作具有方向性。以圖5-56為例說明三段式距離保護(hù)的整定計(jì)算原則。距離Ⅰ段整定計(jì)算動(dòng)作阻抗距離Ⅰ段應(yīng)在保證選擇性的前提下，使保護(hù)范圍盡可能大。因此，保護(hù)1第Ⅰ段動(dòng)作阻抗應(yīng)按躲過下一線路出口k1點(diǎn)（可選B母線）短路時(shí)的正序阻抗來整定。即(5-125)式中—線路AB中保護(hù)1距離第Ⅰ段的動(dòng)作阻抗；—可靠系數(shù)，取0.8～0.85，考慮繼電器誤差，互感器誤差及裕度系數(shù)。若線路參數(shù)未經(jīng)實(shí)測(cè)，則??；—被保護(hù)線路AB的正序阻抗，Ω。動(dòng)作時(shí)限，瞬時(shí)動(dòng)作。一般距離Ⅰ段保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)限為0.1～0.15s。距離Ⅱ段整定計(jì)算動(dòng)作阻抗距離Ⅱ段的保護(hù)范圍是本線路全長(zhǎng)，并力求與相鄰下一級(jí)快速保護(hù)相配合，使距離保護(hù)第Ⅱ段動(dòng)作時(shí)限盡可能短。故保護(hù)1第Ⅱ段動(dòng)作阻抗應(yīng)按躲過下一級(jí)快速保護(hù)的保護(hù)范圍末端短路時(shí)的正序阻抗整定。與相鄰下一線路BC的距離第Ⅰ段相配合，即按躲過下一線路距離第Ⅰ段末端k2點(diǎn)短路時(shí)的正序阻抗來整定。（5-126）式中—保護(hù)1距離第Ⅱ段的動(dòng)作阻抗；—相鄰下一線路BC中保護(hù)2距離第Ⅰ段的動(dòng)作阻抗；—最小分支系數(shù)；—Ⅱ段可靠系數(shù)，一般取0.8，考慮本保護(hù)的可靠系數(shù)和相鄰保護(hù)的縮短系數(shù)以及本線路與相鄰線路的阻抗角可能不同等因素。與相鄰變壓器快速保護(hù)相配合，即按躲過相鄰變壓器末端k4點(diǎn)短路時(shí)的正序阻抗來整定。（5-127）式中—實(shí)際可能的最小分支系數(shù)；—當(dāng)變壓器快速保護(hù)為電流速斷保護(hù)時(shí)，為速斷保護(hù)范圍內(nèi)的變壓器阻抗；當(dāng)變壓器快速保護(hù)為差動(dòng)保護(hù)時(shí)，為變壓器阻抗。—可靠系數(shù)，一般取0.7～0.75，考慮誤差較大以及其與線路阻抗算術(shù)和的誤差等因素。取式（5-81）和式（5-82）中的較小值作為距離第Ⅱ段的整定阻抗。動(dòng)作時(shí)限距離第Ⅱ段的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比與之相配合的相鄰下一級(jí)保護(hù)的配合段動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)時(shí)限級(jí)差Δt（通常取Δt=0.5s）。則（5-128）式中—本保護(hù)第Ⅱ段動(dòng)作時(shí)限，一般??；—相鄰配合段的保護(hù)動(dòng)作時(shí)限。靈敏度校驗(yàn)應(yīng)保證本線路末端發(fā)生金屬性短路時(shí)有足夠的靈敏度，要求Ksen≥⒈25。則（5-129）若靈敏度Ksen不滿足要求，則應(yīng)與相鄰下一級(jí)保護(hù)的距離Ⅱ段配合整定，方法與式（5-82）和式（5-83）相同。如與之相配合的保護(hù)Ⅱ段為其它保護(hù)方式，則應(yīng)按躲過其Ⅱ段保護(hù)范圍末端短路時(shí)的阻抗來整定。距離Ⅲ段整定計(jì)算動(dòng)作阻抗應(yīng)保證與相鄰下一級(jí)保護(hù)的第Ⅱ段或第Ⅲ段有配合關(guān)系，并應(yīng)躲過正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷。按與相鄰下一級(jí)保護(hù)距離Ⅱ段配合。則（5-130）式中符號(hào)的含義與距離第Ⅱ段相同。按與相鄰下一級(jí)保護(hù)距離Ⅲ段配合。則（5-131）式中符號(hào)的含義同上。躲過正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷距離保護(hù)采用電流起動(dòng)元件時(shí)，其整定原則與過電流保護(hù)的整定原則相同。則（5-132）距離保護(hù)采用阻抗繼電器作為起動(dòng)元件時(shí)：采用全阻抗繼電器（5-133）采用方向阻抗繼電器（0°接線）（5-134）其中以上式中—可靠系數(shù)，取1.15~1.25；—返回系數(shù)，取1.17；—電機(jī)負(fù)荷自起動(dòng)系數(shù)，取1~1.3；—本線路最小負(fù)荷阻抗；—方向阻抗繼電器最靈敏角，等于或接近線路阻抗角；—本線路負(fù)荷的功率因數(shù)角—保護(hù)安裝處母線額定電壓；距離第Ⅲ段整定阻抗原則上應(yīng)選取按（1）、（2）、（3）三個(gè)條件下計(jì)算出的最小值。實(shí)際工作中，還應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)中其它保護(hù)的配合要求來具體選取。動(dòng)作時(shí)限按大于與之相配合的相鄰下一級(jí)保護(hù)的配合段動(dòng)作時(shí)限來整定，至少大一個(gè)時(shí)限級(jí)差Δt。當(dāng)距離保護(hù)受系統(tǒng)振蕩影響時(shí)，整定時(shí)限還應(yīng)大于振蕩周期Tosc。靈敏度校驗(yàn)按作為近后備和遠(yuǎn)后備保護(hù)兩種情況下，保護(hù)范圍末端的阻抗值校驗(yàn)。作為近后備時(shí)，要求Ksen≥1.5；作為遠(yuǎn)后備時(shí)，要求Ksen≥1.2。則保護(hù)作為本線路末端金屬性短路近后備時(shí)的靈敏系數(shù)（5-135）保護(hù)作為相鄰線路末端(或相鄰變壓器出口k4點(diǎn))短路遠(yuǎn)后備時(shí)的靈敏系數(shù)（5-136）式中—相鄰元件末端短路時(shí)實(shí)際可能的最大分支系數(shù)。當(dāng)采用全阻抗繼電器作保護(hù)的起動(dòng)元件不能滿足靈敏度的要求時(shí)，可改用方向阻抗繼電器，以提高保護(hù)動(dòng)作的靈敏度。根據(jù)式（5-135）或（5-136），并比較式（5-133）和式（5-134），可知，采用方向阻抗繼電器作保護(hù)的起動(dòng)元件比采用全阻抗繼電器時(shí)靈敏度提高。若靈敏度仍不滿足要求，則應(yīng)采用四邊形動(dòng)作特性和直線動(dòng)作特性等特性的阻抗繼電器。最小、最大分支系數(shù)、的主要考慮原則：輻射形網(wǎng)絡(luò)應(yīng)按保護(hù)背后電源容量為最大，分支電源容量為最小考慮；則相反。輻射形網(wǎng)絡(luò)對(duì)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)應(yīng)按環(huán)形網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)運(yùn)行考慮；則取開環(huán)運(yùn)行。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)應(yīng)按環(huán)形網(wǎng)絡(luò)開環(huán)運(yùn)行考慮；則取閉環(huán)運(yùn)行。整定計(jì)算中最小分支系數(shù)的求取，還需要根據(jù)具體網(wǎng)絡(luò)和線路分析，應(yīng)用時(shí)可參考有關(guān)資料。最小精確工作電流Iaop校驗(yàn)為了使距離保護(hù)能正確工作，阻抗繼電器的測(cè)量誤差在允許范圍內(nèi)，則阻抗繼電器的最小精工電流不能超過保護(hù)范圍末端短路時(shí)流過繼電器的最小短路電流，通常用精工電流的靈敏度來校驗(yàn)，其靈敏系數(shù)（5-137）式中—繼電器精確工作電流的靈敏系數(shù)，在校驗(yàn)點(diǎn)，要求≥2；—在校驗(yàn)方式下，流過繼電器的最小短路電流。校驗(yàn)精確工作電流時(shí)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，最小短路電流可按下述原則計(jì)算：對(duì)于距離保護(hù)第Ⅰ、Ⅱ段，短路點(diǎn)選擇在本線路末端；距離第Ⅲ段，則短路點(diǎn)選在相鄰下一線路末端。以上整定計(jì)算均為一次動(dòng)作值，當(dāng)換算到繼電器動(dòng)作阻抗時(shí)，必須計(jì)及互感器的變比和繼電器的接線系數(shù)?！纠?-1】在圖5-57所示110kv網(wǎng)絡(luò)中，各線路均裝設(shè)三段式距離保護(hù)，試對(duì)保護(hù)1的相間距離保護(hù)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段進(jìn)行整定計(jì)算。已知：線路AB的最大負(fù)荷電流IL.max=350A，功率因數(shù)cosφL=0.9，各線路單位阻抗Z1=0.4Ω/km，阻抗角φk=70°，電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)系數(shù)Kast=1，正常時(shí)母線最低工作電壓UL.min為0.9UN，變壓器的主保護(hù)采用差動(dòng)保護(hù)。解⒈計(jì)算各元件參數(shù)線路AB的正序阻抗ZAB=Z1lAB=0.4×30=12（Ω）線路BC的正序阻抗ZBC=Z1lBC=0.4×60=24（Ω）變壓器等值阻抗⒉距離Ⅰ段的整定動(dòng)作阻抗根據(jù)式（5-125）可得動(dòng)作時(shí)限，保護(hù)裝置固有動(dòng)作時(shí)限。⒊距離Ⅱ段的整定（1）動(dòng)作阻抗根據(jù)以下兩個(gè)條件整定1）與相鄰下一線路BC中保護(hù)3（或保護(hù)5）距離Ⅰ段配合，根據(jù)（4-70）可知式中，而的求取，如圖5-58所示當(dāng)保護(hù)3的Ⅰ段末端k1點(diǎn)短路時(shí)，分支系數(shù)計(jì)算式為為使最小，式中Xs1應(yīng)取可能最小值，即取電源1最大運(yùn)行方式下的等值阻抗Xs1.min，而Xs2取最大可能值，即取電源2最小運(yùn)行方式下的最大等值阻抗Xs2.max，同時(shí)，雙回線投入，故則有2）按躲過相鄰變壓器低壓側(cè)出口k2點(diǎn)短路整定計(jì)算，根據(jù)式（5-127）可知式中，為在相鄰變壓器低壓側(cè)出口k2點(diǎn)短路時(shí)保護(hù)1的最小分支系數(shù)則取1）、2）中最小值作為整定值，即（2）靈敏度校驗(yàn)，根據(jù)式（5-84）得，滿足要求。（3）動(dòng)作時(shí)限⒋距離Ⅲ段的整定（1）動(dòng)作阻抗方向阻抗繼電器采用0°接線方式，按躲過最小負(fù)荷阻抗整定計(jì)算，根據(jù)式（5-134）其中取，，，，則（2）靈敏度校驗(yàn)1）保護(hù)作為本線路末端短路近后備時(shí)的靈敏系數(shù)，滿足要求2）保護(hù)作為相鄰元件末端短路遠(yuǎn)后備時(shí)的靈敏系數(shù)①相鄰線路末端k3點(diǎn)短路時(shí)，由式（5-136）可知其中，保護(hù)1的最大分支系數(shù)按相鄰線路BC末端短路時(shí)求取，如圖（5-59）所示。則，滿足要