继电整定计算第三章2

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1、第三章 线路电流、电压相间保护,电流、电压相间保护一般用于35kV及以下网 络中 作为主保护和110kV以上线路的后备保护。通 常装设速断部分与延时部分组成一套多段式保护。 可带或不带方向元件，对两侧电源的保护须考虑振 荡。作为辅助保护时，最好不带方向性,避免死区。 动作时限按阶段性整定，即与同一保护方向的 下一级保护动作时限按级差配合。 电流电压整套保护是靠相互配合来取得选择 性，其灵敏度由灵敏度小的一个来决定。,第一节 电流速断保护（段）,11 作为线路的辅助保护或主保护 （1）按躲开线路末端的最大短路电流整定 （31） 式中： 可靠系数 线路末端三相短路，流过保护的最大短 路电流。 （2

2、）两侧电源时，如不带方向性，应躲开保护反方向出口最大短路电流 （3）两侧电源时，应躲振荡的最大电流 选取上述三条件中最大的电流值作为定值。,保护范围的计算： 对于单侧电源的辐射线路，定值已选定后，两 相短路时的最小保护范围用下式计算： ， （32） 式中： 相电势 保护背后最小方式的综合电抗 线路电抗 保护动作电流。,对于环网或双回线，可用图解曲线法求之。如 图31，曲线1为最大方式，保护范围为 ； 曲线2为最小方式，保护范围为 ，要求不小 于15全长。作为辅助保护时不受此限。计算 时应注意以下问题： 环状网按开环运行方式整定。 装在平行线上的保护无论保护接于分电流或和电流，均按单回运行整定（

3、双回线接和电流时在双回运行时，速断保护段可能越级动作应退出运行）。,12 做为线路变压器组的保护,当只有一台变压器时，变压器的故障与线路故障对 供电的后果是相同的。为此线路与变压器保护之间的 选择性没有必要，可将线路保护范围深入变压器， 但不伸出变压器另一侧。为保证变压器故障时由变压 器差动保护可靠跳闸，应加跳闸保持回路。 （1）当变压器有差动保护时，按躲开变压器低压侧 的最大短路电流整定，作为线路的主保护。 （33）,式中： 为可靠系数。 变压器低压侧三相短路，流过保护 的最大短路电流。 当变压器只有电流速断时，按与电流速断定 值配合整定。 （34） 为可靠系数。 变压器电流速断的定值。,（

4、2）按躲变压器空投的励磁涌流整定。 （35） 式中： K取35。对一台变压器取较大值，对两台及以上取较小值。 变压器的额定电流。当有几台变压器时，应 为总的额定电流。 灵敏度按线路末端两相短路通过保护最小短路电流校 验。 对三卷变压器，应按躲开其负电抗侧的短路整定。 当有几台变压器其负荷侧不并列运行时，保护应按躲开最大容量变压器低压侧的短路整定。,当有几台变压器并列运行，又均装有差动保 护时，应按并列运行情况整定。如只装有速断 保护时，应按躲开变压器速断保护范围末端短 路流过线路的最大短路电流整定。 其最大短路电流一般可用图解法，如图32 所示为两台变压器的图解法， 为变压器电 流， 为线路电

5、流。 当两台变压器电抗相同时，可以用下式 算：,参考图3-2（b），从电源到D（3）的总阻抗 为,通过线路保护的电流为,（36）,a变压器保护的保护范围标幺值。 为求保护范围，列出从电源到短路点两个支路的电压平衡方程式： =0 （37） 由此式可解出保护范围a 式中： 变压器速断动保护定值； 保护背后系统最大方式下的综合电抗； 相电势； 线路电抗。 这种无选择性方式对负荷停电面积大，如果不要求快 最好改为限时电流速断保护，见下面。 如果线路中间还有支接变压器时，还应按躲开支接变压器中电抗最小的二次侧短路整定。,13 与重合闸前加速配合整定,为了提高速动性，使上一级保护先无选择性跳闸， 启动重合

6、闸补救，按与下一级速断保护配合整定（包 括下一级线路和变压器）。 （38） 式中： 取1.1 相邻速动保护定值。 这种方式，常用于上一级为短线路而下一级为长 线路或线段较多时电源近处短路保护时间过长使母线 电压降低很大的情况，以缩短故障切除时间。,第二节 限时电流速断保护（段）,用限时电流速断保护作为线路的主保护，多数 情况下可满足灵敏度的要求。保护动作电流按 与下一级相邻保护范围配合，动作时限比相 应的配合段时限大一时限级差。灵敏度按本线 路末端两相短路流过保护的最小短路电流校 验，最小要求 当有分支线时，应考虑分支系数。,21 与线路末端变压器保护配合 与前相同，但带延时 22 与下一级相

7、邻线路电流保护（带时限或不带时限）配合按下式整定 （39） 式中： 取1.11.15，当 时，取1.1，当 时，取1.15 取可能方式下的最大值。 下一级相邻线路电流速断的定值。,23 与下级线路电流闭锁电压保护配合（电流和电 压都要配合）按电流配合时，可用（39）式。按电 压配合时，用下式： （310） 式中： 取1.11.15。 下一级电压保护的最小保护范围末端 D点三相短路流过本保护的最大电流。 由图33,用标么值求下级电压保护范围，当下级电压速断动作 时，母线N的电压即为其动作电压 。设电势为1，则 （311） 即 用有名值求保护范围： （312） （313）,将（312）代入（313

8、）得D点最大短路电流： （314） 式中： 被整定保护背后的系统综合电抗； 被整定线路保护的线路电抗； 被整定保护对下一级线路的分支系数； 相邻线路保护的电压元件动作值，用线电压表示； 相电势； 电压速断保护范围。 由（314）式，计算 的最大值必须使式中分母 最小。因分子分母均有电压，计算较复杂，应计算几 种可能的方式，以求得（314）式中分母为最小值。,2-4 与下一级双回线配合，应躲开双回运 行（当双回有横差保护）时对端母线短路 电流，同时也应满足与单回线运行时的无 时限保护范围配合。计算方法同上。如果 双回线未配置横差动保护时，应按双回 路运行时与每回线的电流保护配合，最好 是图解法，

9、参见图32。,25 用于双回线保护时应注意，当接于和电流 保护时应按双回线运行与下一级保护配合整 定，用（39）或（310）式；当接于分电 流时，应按单回运行方式与相邻保护配合，整 定用（39）（310）式。应检查双回线运 行时，能否躲开在另一回线横差保护相继动作 区内的短路，这对于取0.5s时限的保护是必要 的，因为相继动作区使断开故障的时限可能延 长至0.10.2s，使之失去选择性。,26 与下级相邻线路距离一段配合时 （315） 式中： 相邻线路一段动作阻抗 取1.15。 被整定保护背后系统最大方式的综合电抗。 对于被整定保护与距离保护间的分支系数，取最大值。,第三节 电压速断和限时电压

10、速断保护,保护安装处母线上残压的变化，一般比流过保 护的电流变化大，对于保护范围是有利的。时 限选择按阶段特性选择，即与下一级保护有级 差配合，灵敏度按线路末端三相短路保护安装 处的最大残压校验，要求： 当有分支线时，还应考虑分支线路故障时与分 支线路保护的配合。,31 电压速断保护,按躲开线路末端（或线路变压器组的变压器低压侧） 短路的最小残压整定。 （316） 式中： 动作电压，线电压； 线路末端三相短路时保护安装处最小残 余线电压； 保护背后最小方式下的最大综合电抗； 取1.21.3； 线路电抗。 当用它作为断开发电机母线残压为5060Ue的故障 时，整定完成后，还应检查在保护动作电压下

11、，发电 机母线电压应高于5060Ue。,电压速断保护的最小保护范围应大于15的 线路全长。计算如下式： （317） 式中： 电压保护最小保护范围。 保护背后最大方式综合电抗。,32 限时电压速断保护。,（1）与相邻电流速断配合时（参看图33），按下式： （318） 式中： 下一级电流速断定值； 下一级电流速断的保护范围，计算方法参阅（32）式 被整定保护对下一级线路电流保护的分支系数 取1.21.3； 本线路的电抗； 在计算（318）时，应使分子中（ ）一项 最小，为此应计算几种可能的运行方式，选取其最小值。,（2）与下一级电压速断保护配合时（参看图33），按下式： （319） 式中： 下级电

12、压保护定值。 分别为通过被整定保护的电流和分支电流。 取1.21.3。 取可能运行方式下最小值，当本线路电源最小，分支电源最大时 最小 灵敏度按线路末端短路时保护安装处最大残余电压校 验，要求,第四节 电流闭锁电压速断保护(段),电流、电压元件配合使用时可以使保护范围 增长，为此，当只用一个元件效果不好时可 改用这种方式。为使保护范围增大，应尽可能 使电流、电压元件在经常运行方式下，其保护 范围相同来整定。保护范围用图解法求出比较 清楚，用计算法有时比较复杂。以两个元件中 保护范围最小者代表此整套保护的保护范围。 当有支接线时，还应考虑支接线路或支接变压 器故障时的保护配合问题。,41 作为线

13、路保护，按躲开线路末端短路电流整定,（320） （321） 式中： 为经常运行方式下，系统至保护安装处的综合电抗，一般可取最大运行方式。 线路电抗。 可靠系数取1.21.3。,返回系数,取0.85，对于小容量电源因故障切除后电压恢复慢要考虑：对大容量电源可不考虑，可取1。 运行方式变化较大时，应检验在各种可能的运行方式下，电流、电压元件对于线路末端的可靠系数不得小于（320）和（321）式中的数值。电流电压的最小保护范围均不应小于 15的全线长度。计算用（32）和（317）式。,42 作为线路变压器组的保护,（1）当短路电流、电压变化范围较大时，按电流元件在线路末端有足够灵敏度整定。电压元件按

14、在变压器另一侧短路整定 （322） （323） 式中： 线路末端最小短路电流； 取1.251.5，当电压元件 较小时，可降低电流元件的 取1.21.3； 对小容量电源，取0.85。对大容量电源取1； 变压器电抗。,（323）式是考虑了变压器有差动保护的情况，如变 压器只装有电流速断，则电流元件应与变压器速断定 值配合。但是无论如何整定，都应检验在各种运行方 式下与变压器保护是否配合，同时也必须检验电流元 件定值是否大于正常的负荷电流，电压元件是否低于 最低运行电压。应该满足： （324） （325） 式中： 对电流取1.1，对电压取1.2。 对电流取0.85，对电压取1.2。 如不满足时应提高

15、整定值，灵敏度按线路末端短路校 验，最小要求,（1）如果上面计算出的电压元件灵敏度不足时，可按电流、电压的最小灵敏度相等计算。即： （326） 由（323）和（326）式解之，得： （327） （328） 所谓最小灵敏度相等，即在最大方式下电压元件的灵 敏度与最小方式下电流元件的灵敏度相等。在所选择 的运行方式内，应满足灵敏性和可靠性的要求。,第五节 限时电流闭锁电压速断保护（段）,此保护方式较限时电流速断能适应较多运行方式变 化,作为主保护,通常是以电流元件与下级电流元件配 整定，然后再整定电压元件的方法。也可先按电压元 件配合来整定，动作时限比相应配合段大一时限级差， 灵敏度按线路末端短路校验要求 灵敏度以两元件中小的一个代表整套保护灵敏度。 电压动作值应满足： 当有支接线时，还应考虑支接线故障时的保护配合， 动作时限按阶段特性，与相邻保护由时限级差配合。,51 与相邻电流保护配合,电流元件按与下一级电流元件配合整定，电压 元件按不伸出相邻下一级变压器低压侧整定： （329） 式中： 取1.11.15，有 时，用1.15。 取可能运行方式下最大值。 相邻下一级电流保护动