继电保护整定计算例题

如下图所示网络中采用三段式相间距离保护为相间短路保护。已知线路每公里阻抗Z 1=0.4km /Ω，线路阻抗角︒=651ϕ，线路AB 及线路BC 的最大负荷电流I m ax .L =400A ，功率因数cos ϕ=0.9。K I rel =K ∏rel =0.8，K I ∏

rel =1.2，K ss =2，K res =1.15，电源电动势E=115kV ，系统阻抗为X max .sA =10Ω，X min .sA =8Ω，X max .sB =30Ω，X min .sB =15Ω；变压器采用能保护整个变压器的无时限纵差保护；t ∆=0.5s 。归算至115kV 的变压器阻抗为84.7Ω，其余参数如图所示。当各距离保护测量元件均采用方向阻抗继电器时，求距离保护1的

I ∏∏I 、、段的一次动作阻抗及整定时限，并校验I ∏∏、段灵敏度。（要求K ∏sen ≥1.25；作为本线路的近后备保护时，K I ∏sen ≥1.5；作为相邻下一线路远后备时，K I ∏

sen ≥1.2）

解：（1）距离保护1第I 段的整定。

1） 整定阻抗。

11.Z L K Z B A rel set -I I ==Ω=⨯⨯6.94.0308.0

2)动作时间：s t 01=I

。

（2）距离保护1第∏段的整定。

1）整定阻抗：保护1 的相邻元件为BC 线和并联运行的两台变压器，所以∏段整定阻抗按下列两个条件选择。

a ）与保护3的第I 段配合。

I -∏∏+=3.min .11.(set b B A rel set Z K Z L K Z ）

其中， Ω=⨯⨯==-I I 16.124.0388.013.Z L K Z C B rel set ； min .b K 为保护3 的I 段末端发生短路时对保护1而言的最小分支系数（见图4-15）。

当保护3的I 段末端K 1点短路时，分支系数为sB

AB sB sA b X X X X I I K ++==12 （4-3） 分析式（4-3）可看出，为了得出最小分支系数，式中SA X 应取最小值min .SA X ；而SB X 应取最大值max .SB X 。因而

max .min .min .1sB AB sA b X Z X K ++==1+30

304.08⨯+=1.667 则 Ω=⨯+⨯⨯=∏817.25)16.12667.14.030(8.01.set Z

b ）与母线B 上所连接的降压变压器的无时限纵差保护相配合，变压器保护范围直至低压母线E 上。由于两台变压器并列运行，所以将两台变压器作为一个整体考虑，分支系数的计算方法和结果同a ）。

⎪⎭

⎫ ⎝⎛+=-∏∏2min .1t b B A rel set Z K Z L K Z =Ω=⨯+⨯⨯078.66)27.84667.14.030(8.0 为了保证选择性，选a ）和b ）的较小值。所以保护1第 ∏段动作阻抗为Ω=∏817.25set Z 。

2） 灵敏度校验：按本线路末端短路校验

25.1151.212

817.251.1.>===∏∏

AB set sen Z Z K （满足要求） 3)动作时间：与保护3的I 段配合，则t t t ∆+=I ∏31=0.5s

(3)距离保护1第I ∏段的整定。

1）整定阻抗：距离保护第I ∏段的整定值应按以下条件整定。

a ）按躲开最小负荷阻抗整定。 由于测量元件采用方向阻抗继电器，所以max

.1.)cos(9.0L set re ss rel N set I K K K U Z ϕϕ-=I ∏I ∏。 Ω=⨯︒-︒⨯⨯⨯⨯⨯=I ∏806.69400

)842.2565cos(15.122.131150009.01.set Z

2） 灵敏度校验：

a ）本线路末端短路时的灵敏系数为

5.1817.512

806.691.)1(1.>===I ∏I ∏

AB set sen Z Z K （满足要求） b)如图4-15所示相邻线路末端短路时的灵敏系数为

next

b AB set sen Z K Z Z K max .1.)2(1.+=I ∏I ∏

（4-4） 其中，求取K max .b 时，X sA 应取最大值X max .sA ；而X sB 应取最小值X min .sB ，则

733.130

121011min .max .12max .=++=++==sB AB sA b X X X I I K 则2.1821.12

.15733.112806.69)2(1.>=⨯+=I ∏sen K （满足要求） 相邻变压器低压侧出口K 2点短路（见图4-15）时的灵敏系数，也按式（4-4）计算。 2.1817.027.84733.112806

.69)2(1.<=⨯+=I ∏sen K （不满足要求）

变压器需要增加后备保护。

3）动作时间：

s t t t t t t s 5.125.23171=∆+==∆+=I ∏I ∏I ∏I ∏或

取其中时间较长者s t 5.21=I ∏