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1、第十三章 各单元保护定值计算13-1电电力力分分析析软软件件对对线线路路保保护护整整定定值值的的计计算算方方法法电流、电压整定值受电网结构及运行方式影响较大，整定值的准确计算比较复杂，下面以图 1 13 3- -1 1 所示的单侧电源环网供电电网，母线 B、C 间断路器 5QF 的保护为例，简单介绍采用 EDCS-6110 单元线路的各种保护整定值的计算。 假设在图 13-1 所示的系统中 ZAB=2.27，ZBC=2.46，ZAD=2.26，ZDC=2.38,ZF1=0.52, ZF2=0.391 13 3- -1 1. .1 1 电电流流速速断断保保护护整整定定值值 I Is sd dz
2、z1 1的的计计算算电流速断保护为无时限保护，其动作时间为保护装置的固有动作时间，按 “规程”规定微机保护的固有动作时间为 40ms 以下。一一电电流流速速断断保保护护的的整整定定计计算算1. 电流速断保护动作电流整定值 Iszd1的基本计算公式：根据保护的选择性要求，电流速断保护只有在本线路内发生短路时才动作，为使计算简单，通常取线路末端母线（母线 C）短路来计算线路短路电流 Idmax，考虑到末端母线上其它线路近端短路时，短路电流与母线短路电流接近，为保证电流速断保护不误动，则电流速断保护电流整定值为：)3( max1dI KszdIKI13-1 单单侧侧电电源源环环网网供供电电网网络络图
3、图1QF3QF2QF4QF5QF7QF11QF9QF6QF8QF10QFABC 1D2（13-1）第十三章 各单元保护定值计算为电流速断保护的可靠系数，一般取 1.21.3。为最大运行方式下，线路末端三相短路的最大电流。可靠系数 系考虑以下因素的影响而设置a躲过末端母线（母线 C）上其它线路近端短路的短路电流b 短路电流的计算误差c 短路时非周期分量的影响d 留有一定裕度2三相短路电流的计算三相短路电流的计算公式为：Ext 系统电源的等效相电势Zxt 系统等效相阻抗，即保护安装处到电源间的等效阻抗，包含保护安装处后方输电线路阻抗、变压器阻抗、发电机阻抗等。ZLd 被保护线路短路点到保护安装处的
4、阻抗，其值为 ZLdZ1L， Z1为线路单位长度的阻抗，L 为线路长度，计算整定值时， L 为线路全长 Lmax，故计算整定值中的 公式为： 3运行方式对短路电流的影响：电力系统运行方式不同，流过保护装置的短路电流也不同，流过保护装置短路电流最大的运行方式，称为最大运行方式，短路电流最小的运行方式称为最小运行方式，对于附图 1 中保护 5（即 5QF 处装设的保护） ，全部电源投入且开网（3QF 或 7QF 断开）运行时为最大运行方式，只投入内阻较大的一个电源、环网闭网运行（全部 QF 投入）为最小运行方式，但对于 9、10、11QF保护，闭网运行时为最大方式，开网运行为最小方式。a. 最大运
5、行方式短路电流计算，最大运行方式下， C 母线短路时流过保护 5 的电流计算公式为：将系统参数代入上式得：Ldxtxt dZZEI&max1)3( maxLZZEIxtxt dBCABExtxt mdZZZEI&.max KK)3( maxdI KK（13-2）)3( maxdI第十三章 各单元保护定值计算13-3式中：ZEXt电源等效内阻抗，等于两个电源内阻的并联值，即：由此可得：在软件中最大运行方式所对应的系统图如下图（1）所示：软件根据 C 点三相短路的计算结果如下：可见由 B 点流向线路 L_BC 的短路电流正好等于 1.211kA，和上述理论结算的结果相同。b 最小运行方式下，短路电
6、流的计算：最小运行方式下，流过保护5 的短路电流223. 039. 0/52. 0ExtZ46. 227. 26 .maxExtmdZI21/EEExtZZZkAImd211. 146. 227. 2223. 06 .max第十三章 各单元保护定值计算计算公式，以电源 E1投入为例。在软件中最小运行方式所对应的系统图如下图（ 2）所示：软件根据 C 点三相短路的计算结果如下：可见由 B 点流向线路 L_BC 的短路电流正好等于 1.038kA，和上述理论结算的结果相同。BCABExtndZZZEI1 .max&05.152.038.226.238.226.246.227.2 1E DCADDC
7、ADBCAB ExtZZZZZZZZkAZZZEIBCABExtnd038.146.227.205.161 .max&第十三章 各单元保护定值计算13-5二二电电流流速速断断保保护护的的有有效效保保护护范范围围由于电流速断保护的整定值大于末端最大短路电流，故不能保护线路全长，在电流速断保护有效范围末端，最小运行方式下，两相短路时，其短路电流等于电流速断整定值 Iszd1。即：由此解得，电流速断保护的最小长度为：式中：最小运行方式下的系统等效阻抗电流速断保护的有效范围为： ，一般 Kx应15为校验简单起见，可计算出在最小运行方式下，线路 15%处两相短路时的最小短路电流，用 是否大于 1 来校验
8、电流速断保护是否符合灵敏度要求，KLm越大保护范围也越大。软件根据图（2）所示最小运行方式在线路 L_BC 上距 B 点 0.15 处两相短路的计算结果如下：可见由 B 点流向线路 L_BC 的短路电流正好等于 1.545kA。=1.545 kA)2( minDIKLm 1 可见电流速断保护是否符合灵敏度要求的。1 min1max)2(min23szd xtdILZZExtI max 11min231 xt szdxtZIE ZL%100minABXLLK（13-3）)2( minDIszdDLmIIK/)2( minmaxxtZ28. 1211. 1/545. 1/)2( minszdDLm
9、IIK第十三章 各单元保护定值计算1 13 3- -1 1. .2 2 限限时时电电流流速速断断保保护护整整定定值值的的计计算算一一限限时时电电流流速速断断保保护护的的作作用用限时电流速断保护用来切除本线路电流速断保护范围以外的全长范围内的故障，并对末端短路有足够的灵敏度。限时电流速断保护是线路的主保护。二二限限时时电电流流速速断断保保护护的的电电流流整整定定值值计计算算限时电流速断保护的最大保护范围为下级保护的电流速断保护的最小范围，如保护5的限时电流速断保护范围为保护 10 的速断保护的最小范围。故其电流整定值为： 某线路限时电流速断保护整定值 下一级线路电流速断整定值 限时电流速断可靠系
10、数：一般取 1.11.2三三分分支支电电路路对对限限时时电电流流速速断断保保护护电电流流定定值值的的影影响响由于限时电流速断保护要与下一经线路的电流速断保护配合，在有分支电路时流过本保护与下一级保护的电流不同，故分支电路对限时电流速断保护的定值有较大影响。1. 有源支路对限时电流速断保护定值的影响：以附图 2a 所示电网为例，说明有源分支电路对限时电流速断定值的影响。图 1 13 3- -2 2a a 所示电网的等效电路如图 1 13 3- -2 2b b。图中 ZA为电源 A 的等效内阻，ZB为电源B 的等效内阻，ZAB和 ZBC分别为线路 AB 与 BC 段的阻抗，在线路 2 的 d 点发
11、生短路时，ZBC1为母线 B 到 d 点的阻抗，则流过线路 1 的电流为：mszdKnszdIKI122.szdImszdI. 1 KK（13-4）1 13 3- -2 2( (a a) ) 带带有有源源支支路路的的供供电电网网络络图图ACB1dAB1第十三章 各单元保护定值计算13-7BABABABBA fzZZZ ZZZZK111假设在图1 13 3- -2 2( (b b) )所示的系统中 ZAB=2.27，ZBC=2.46,ZA=0.52, ZF=0.39式中： = 1+(0.52+2.27)/0.39=8.15 为分支系数，在有源分支电路时，分支系数 1，流过保护 1 的电流小于流过
12、保护 2 的电流。在软件中图1 13 3- -2 2( (a a) )所所示示运行方式所对应的系统图如下图（ 3）所示：软件根据图（3）所示运行方式在线 C 点处三相短路的计算结果如下：可见由 B 点流向线路 L_BC 的短路电流正好等于 4.362kA，A 点流向线路 L_AB 的短路电流正好等于0.535kA，fzd ABBAB ddKIZZZZII2 121ZAZBZBC1ZBC2ZABBCAdD13-2(b) 图图 2(a) 的的等等值值电电路路AB第十三章 各单元保护定值计算Kfz=I2d/I1d=4.362/0.535=8.15可见软件对 Kfz 的计算结果正好和理论计算结果一致。
13、2无源并联支路对限时电流速断保护整定值的影响：以图 1 13 3- -3 3 所示电网为例，在线路 2 中的 d 点短路时，流过线路 1 的电流为：假设在图1 13 3- -3 3所示的系统中 ZAB=2.27，ZBC=2.46,ZA=0.52,线路 BC 的长度Lbc=1。式中：L2为母线 B 到短路点 d 的距离，假设值为 0.3。式中： =1-(0.3*2.46)/(2*2.46)=0.85 为分支系数，在有无源并联分支电路时， Kfz1，即流过保护 1 的电流大于流过保护 2 的电流。fzd BCBC ddKIZLZZII221 2122BCBCBC fzZLZ ZLZZK2122212113-313-3 具有无源并联支路的供电网具有无源并联支路的供电网CAB12d3456xtExt1第十三章 各单元保护定值计算13-9在软件中图1 13 3- -3 3 所所示示运行方式所对应的系统图如下图所示：软件根据上图所示运行方式在线路 L_BC1 上距 B 点 0.3 处三相短路的计算结果如下：可见由 B 点流向线路 L_BC 的短路电流正好等于 1.492kA，由 A 点流向线路 L_AB 的短路电流正好等于 1.756kA，Kfz=I2d/I1d=1.492/1.756=0.85可见软件对 Kfz 的计算结果正好和理论计算结果一致。
