20距离保护的整定计算实例

例3-1 在图3—48所示网络中，各线路均装有距离保护，试对其中保护1的相间短路保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段进行整定计算。已知线路AB 的最大负荷电流350max L =⋅I A,功率因数9.0cos =ϕ，各线路每公里阻抗Ω=4.01Z /km ，阻抗角 70k =ϕ，电动机的自起动系数1ss =K ,正常时母线最低工作电压min MA ⋅U 取等于110(9.0N N =U U kV )。

图3—48 网络接线图

解： 1.有关各元件阻抗值的计算

AB 线路的正序阻抗 Ω=⨯==12304.0L 1AB AB Z Z

BC 线路的正序阻抗 Ω=⨯==24604.0L 1BC BC Z Z

变压器的等值阻抗 Ω=⨯=⋅=1.445

.311151005.10100%2

T 2T k T S U U Z 2．距离Ⅰ段的整定

(1)动作阻抗： Ω=⨯==2.101285.0rel 1.AB op Z K Z Ⅰ

Ⅰ

(2)动作时间：01=Ⅰt s

3．距离Ⅱ段

(1)动作阻抗：按下列两个条件选择。

1)与相邻线路BC 的保护3(或保护5)的Ⅰ段配合

)(min b rel rel 1.op BC AB Z K K Z K Z ⋅+=ⅠⅡⅡ

式中，取8.0,85.0rel rel ==ⅡⅠK K ， min b ⋅K 为保护3的Ⅰ段末端发生短路时对保护

1而言的

图3-49 整定距离Ⅱ段时求min .jz K 的等值电路

最小分支系数，如图3-49所示，当保护3的Ⅰ段末端1d 点短路时， 分支系数计算式为 215.112)15.01(B A B B A 12b ⨯⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛++=+⨯++==X Z X Z Z X X Z X I I K AB BC BC AB 为了得出最小的分支系数min b ⋅K ,上式中A X 应取可能最小值，即A X 最小，而B X 应取最大可能值，而相邻双回线路应投入，因而

19.1215.11301220min .b =⋅⎪⎭

⎫ ⎝⎛++=K 于是

Ω=⨯⨯+=''02.29)2485.019.112(8.01.dz

Z 2)按躲开相邻变压器低压侧出口2d 点短路整定（在此认为变压器装有可保护变压器全部的差动保护，此原则为与该快速差动保护相配合），

)(T min .b rel 1.op Z K Z K Z AB ⋅+=ⅡⅡ

此处分支系数min b ⋅K 为在相邻变压器出口2k 点短路时对保护1的最小分支系数，由图3-53可见

Ω

=⨯+==++=++==⋅3.72)1.4407.212(7.007.2130122011.op max .B min .A 13min b Ⅱ

Z X Z X I I K AB

此处取7.0rel =Ⅱ

K 。

取以上两个计算值中较小者为Ⅱ段动作值，即取Ω=02.29op ⅡZ

（2）动作时间，与相邻保护3的Ⅰ段配合则

它能同时满足与相邻保护以及与相邻变压器保护配合的要求。

（3）灵敏性校验： 5.142.212

02.291.op sen >===

AB Z Z K Ⅱ ，满足要求. 4．距离Ⅲ段 (1) 动作阻抗：按躲开最小负荷阻抗整定。因为继电器取为 0接线的方向阻抗继电器，所以有

Ω=⨯⨯=⋅⨯==-=⋅⋅⋅⋅5.16335.031109.031109.0)

cos(max L max A min A min .L L k ss re rel min

L 1.op I I U Z K K K Z Z ϕϕⅢⅢ

取 8.259.0cos ,70,1,15.1,2.11L sen k ss re rel =======-ϕϕϕK K K Ⅲ。于是

Ω=-⨯⨯⨯=3.165)

8.2570cos(115.12.15.1631.op ⅢZ （2）动作时间 :t t t t t t ∆+=∆+=2310181

ⅢⅢⅢⅢ或 取其中较长者 0.25.035.01=⨯+=Ⅲt s

（3）灵敏性校验

1）本线路末端短路时的灵敏系数 5.178.1312

3.1651.op sen >===⋅AB Z Z K Ⅲ近，满足要求。 2)相邻元件末端短路时的灵敏系数

①相邻线路末端短路时的灵敏系数为 BC

AB Z K Z Z K max b op.1sen ⋅⋅+=Ⅱ远 s

t t t 5.031=∆+=Ⅰ

Ⅱ

式中，max b ⋅K 为相邻线路BC 末端3d 点短路时对保护1而言的最大分支系数，其计算等值电路如图3-50所示。A X 取可能的最大值max A ⋅X ，B X 取可能的最小值min B ⋅X ，而

相邻平行线取单回线运行，则

48.225

251225min B min B max A 12max b =++=++==⋅⋅⋅⋅X X Z X I I K AB 于是 2.131.22448.2123.165sen >=⨯+=

⋅远K ，满足要求。 ②相邻变压器低压侧出口的的d 2短路时的灵敏系数中，最大分支系数为 48.225

251225min B min B max A 13max b =++=++==⋅⋅⋅⋅Z Z Z Z I I K AB 于是 2.136.11.4448.2123.165max b 1.set sen >=⨯+=+=

⋅⋅B AB

Z K Z Z K Ⅲ远 ，满足要求。

1如图电网，已知保护1采用限时电流速断保护，保护2采用电流速断保护，且Z DZ2=0.8Z BC；试计算保护1整定计算所用的最小分支系数K fzmin和最大分支系数K fzmax。

答：K fzmin =1.2*14/(14+14)=0.6 K fzmax=1

2.如图电网，已知保护1采用限时电流速断保护和定时限过电流保护，保护2采用电流速断保护，且Z DZ2=0.8Z BC；试计算保护1整定计算所用的最小分支系数K fzmin和最大分支系数K fzmax。

答：Kfzmin =(1.2x18)/(18+18)=0.6 Kfzmax=1