零序保护分支系数计算
第六节 变压器的零序电流保护
二、变电所多台变压器的零序电流保护每台变压器都装有同样的零序电流保护，它是由电流元件和电压元件两部分组成。
正常时零序电流及零序电压很小，零序电流继电器及零序电压继电器皆不动作，不会发出跳闸脉冲。
发生接地故障时，出现零序电流及零序电压，当它们大于起动值后，零序电流继电器及零序电压继电器皆动作。
电流继电器起动后，常开触点闭合，起动时间继电器KT1。
时间继电器的瞬动触点闭合，给小母线A接通正电源，将正电源送至中性点不接地变压器的零序电流保护。
不接地的变压器零序电流保护的零序电流继电器不会动作，常闭触点闭合。
小母线A的正电源经零序电压继电器的常开触点、零序电流继电器的常闭触点起动有较短延时的时间继电器KT2经较短时限首先切除中性点不接地的变压器。
若接地故障消失，零序电流消失，则接地变压器的零序电流保护的零序电流继电器返回，保护复归。
若接地故障没有消失，接地点在接地变压器处，零序电流继电器不返回，时间继电器KT1一直在起动状态，经过较长的延时KT1跳开中性点接地的变压器。
零序电流保护的整定计算：动作电流：(1)与被保护侧母线引出线零序电流第三段保护在灵敏度上相配合，所以(2)与中性点不接地变压器零序电压元件在灵敏度上相配合，以保证零序电压元件的灵敏度高于零序电流元件的灵敏度。
设零序电压元件的动作电压为U dz.0，则U dz.0=3I0X0.T零序电流元件的动作电流为动作电压整定：按躲开正常运行时的最大不平衡零序电压进行整定。
根据经验，零序电压继电器的动作电压一般为5V。
当电压互感器的变比为nTV时，电压继电器的一次动作电压为U dz.0=5n TV变压器零序电流保护作为后备保护，其动作时限应比线路零序电流保护第三段动作时限长一个时限阶段。
即灵敏度校验：按保证远后备灵敏度满足要求进行校验返回第二节微机保护的硬件框图简介微机保护硬件示意框图如下图所示。
一、电压形成回路微机保护要从被保护的电力线路或设备的电流互感器、电压互感器或其他变换器上取得信息，但这些互感器的二次数值、输入范围对典型的微机电路却不适用，故需要降低和变换。
110kV输电线路零序电流保护设计
摘要我国110kV及以上的电力系统均为大电流接地系统，单相接地短路将产生很大的故障相电流和零序电流。
三相式保护虽然对接地短路有保护作用。
但该保护的动作电流必须大于最大负荷电流。
因而灵敏度往往不够。
所以必须采用零序电流保护装置作为接地保护是必要的。
零序电流保护分为四段式，分别为主保护I段，II段。
后备保护III段，IV段。
在本设计当中，计算部分首先确定系统的最大最小运行方式，再通过零序电流保护的各段的整定原则计算出保护1、2、3的无时限零序电流保护的动作电流和动作时限整定值，算出各自的最小保护范围以完成灵敏度的校验。
之后计算出保护2，3的带时限零序电流保护的动作电流值，然后通过最小运行方式校验带时限电流保护的灵敏度。
最后对保护1的进行零序三段的整定计算。
图形部分画出零序电流保护的原理图以及展开图。
并介绍了方向性零序保护的原理图。
系统控制部分设计了对零序电流保护的控制。
并分析了动作过程。
关键词：零序电流；单相接地；灵敏度；原理图目录第1章绪论 (2)第2章输电线路零序电流保护整定计算 (4)2.1 零序电流Ι段整定计算 (4)2.1.1 零序电流Ι段动作电流的整定 (5)2.1.2 灵敏度校验 (10)2.1.3 动作时间的整定 (13)2.2 零序电流Ⅱ段整定计算 (13)2.3零序电流Ⅲ段整定计算 (14)第3章零序保护原理图的绘制与动作过程分析 (15)第4章 MATLAB建模仿真分析 (19)第5章课程设计总结 (22)参考文献 (23)第1章绪论1.1 零序电流保护的概况本文是针对110kV输电线路采用零序电流保护的方法进行的继电保护设计。
在正常负荷下，零序电流没有或者很小；当发生接地故障时，就一定有零序电流产生。
据统计，接地短路故障约占总故障次数的93%。
所以，采用零序电流保护装置作为接地短路保护是必要的。
零序电流保护装置简单，动作电流电流小，经济可靠，灵敏度高，正确动作率高。
因此零序电流保护在中性点直接接地的高压，超高压输变电系统中的到了广泛的应用。
变压器零序电流保护整定计算公式
变压器零序电流保护整定计算公式一、介绍变压器是电力系统中的重要设备，它承担着电能的传输和分配任务。
在变压器运行过程中，零序电流保护起着非常重要的作用。
通过合理的整定计算公式，能够有效地保护变压器，防止因零序电流问题导致的设备损坏甚至事故发生。
本文将深入探讨变压器零序电流保护整定计算公式，并对其进行全面评估和详细阐述，以帮助读者更好地理解和运用这一重要的保护措施。
二、零序电流保护的重要性在电力系统中，零序电流是指电流的另一种形式，它代表了系统中存在的对称性故障，比如地线故障、对称性短路故障等。
变压器作为电力系统的重要组成部分，一旦发生零序电流问题，将会对系统稳定运行产生不利影响，甚至给设备造成严重损害。
合理设置零序电流保护的整定值就显得尤为重要。
三、零序电流保护整定计算公式的基本原理在变压器保护中，零序电流保护是一项常用的保护手段。
它的基本原理是通过测量各相零序电流，当出现故障时，保护装置能够根据预先设定的整定值，及时地采取保护动作，切断故障点，从而保护设备的安全运行。
而整定计算公式则是用来根据具体的情况，计算出合理的保护整定值。
一般来说，零序电流保护整定计算公式包括定时整定和电流整定两部分。
四、零序电流保护的整定计算公式1. 定时整定在变压器零序电流保护的定时整定中，常用的计算公式为：$t_{Th} = K \times \frac{L}{f} + T_d$其中，$t_{Th}$为定时整定值，$K$为系数，$L$为变压器对称故障电流，$f$为变压器额定频率，$T_d$为延时时间。
2. 电流整定在变压器零序电流保护的电流整定中，常用的计算公式为：$I_0 = K_u \times I_t$其中，$I_0$为电流整定值，$K_u$为系数，$I_t$为变压器零序电流。
五、个人观点和理解零序电流保护的整定计算公式是保护变压器安全运行的重要工具，它能够帮助我们根据实际情况，科学合理地设置保护参数，从而保证设备的安全性和可靠性。
变压器中性点运行方式对线路保护的影响
变压器中性点运行方式对线路保护的影响摘要：在电力系统中，变压器中性点接地方式与系统零序电流保护密切相关。
为保障220kV线路后备保护动作可靠性，文章通过线路接地故障模拟，分析变电站主变中性点接地运行方式改变对后备保护动作可靠性、灵敏性所产生的影响，供参考。
关键词：变压器；中性点接地；运行方式；零序电流电力系统中的变压器中性点的接地方式是电网研究中的一个十分重要的内容，它与电网电压等级、电网结构、绝缘水平、供电可靠性、继电保护、电磁干扰、人身安全都有很大的关系。
220 kV变电站主变压器中性点接地方式的变化本质上改变了系统的零序阻抗，需要调整元件状态或保护配合以适应新的方式，因此，原有线路元件可能因中性点接地方式不同，出现保护动作可靠性、灵敏性不足的问题。
下面，文章就相关问题展开探究。
1 现状如图1所示，220kV双电源输电网络中WB-2母线所在变电站的TM-1、TM-2主变并列运行，WB-4母线所在变电站的TM-3、TM-4主变并列运行。
两台主变在实际运行中中性点接地方式因各种原因发生改变，同时会改变整个WB-4变电站的零序网络参数，影响4QF线路的零序过流保护和接地距离保护的正确动作。
图1中WB－2母线短路电流见表1。
2 定值整定以图1中4QF为例进行定值整定。
2.1 图1中4QF零序过流保护定值整定（1）4QF零序过流I段定值的整定对图1中220kV线路XL-2的WB-4侧的零序过流I段保护定值进行计算，4QF按IDZ.I=KK3I0.max计算定值，整定原则为大于末端最大接地短路电流，已知4QF线路对侧最大短路电流3I0.max为1420A，则：IDZ.I=KK3I0.max=1.3×1420=1846（A），tI=0（s）（2）4QF零序过流II段保护定值的整定4QF零序过流保护II段定值整定公式：IDZ.II=KKKF3I＇dz.I，其中3I`dz.I=1880A，为相邻段线路XL-1首端零序过流I段动作值；分支系数KF=本线路最大短路电流/本线路最大短路电流+本线路末端变压器高压侧最大短路电流，因WB-4母线所在变电站内有两台变压器，所以可不考虑其中一台变压器停运的运行方式，查短路电流表并计算4QF对2QF的分支系数为：KF= ≈0.413；则4QF零序过流保护II段定值为：IDZ.II=KKKF3I＇dz.I=1.15×0.413×1880≈893（A），tI=0.5（s）查短路电流表进行灵敏度校验Klm=1170/893≈1.32，定值可取。
02分支系数及参数计算举例
有关参数的计算1、距离保护中助增分支系数的计算：测量阻抗：KN MN NKMN M m Z I I Z I Z I Z I I U Z 1.2.1.2.1.1+=+==⋅⋅KN b MN Z K Z +=分支系数：.1.2I I K b ==.1.3.1I I I +=.1.3.1I I +=211s MNs x Z x ++，与故障点的位置无关。
最大分支系数：m i n.2.1m a x ,1s MNmaz s b x Z x K ++=最小分支系数：mans MNs b x Z x K .2min .1min ,1++=注意：零序分支系数与距离分支系数不同。
2、发电机、变压器、线路的参数的计算取基准容量和基准电压：SB=100MVA , U B =115kV基准电流： I B =BB U S 3=100MVA/(3×115kV)=0.502kA基准阻抗：Z B = U B 2/SB=1152/100=132.25Ω 2.1发电机阻抗（归算到基准容量下的表幺值）公式：NB d G S S X X ''=例如：设发电机参数为：50MVA ，cos φ=0.8, X d ''= 0.1347，则X G =X d ''SB /S N8.0/501001347.0⨯=0.1347×100/(50/0.8)=0.2155各发电机等值阻抗计算结果见表2.1表2.1 发电机正序、负序阻抗(标幺值)2.2变压器阻抗（归算到基准容量下的表幺值）公式：X T1 =U K % S B /S N ， X 0.T =0.8X 1.T设变压器参数：U K = 10.5，容量63MVA ，则正负序阻抗为：NBK T T S S U X X %21===0.105×100/63=0.1667 =0.T X 0.8=1T X 0.8×0.1667=0.1334 各变压器阻抗见表2.2.三绕组变压器：设三绕组变压器的参数为:20MVA,U 1-2%=18.0, U 1-3%=10.5, U 2-3%=6.5()()()()()11-23-12-311U %=U %+U %U %=18.0+10.5 6.5=1122-⨯- ()()()()()21-22-33-111U %=U %+U %U %=18.0+6.510.5=722-⨯- ()()()()()33-12-31-211U %=U %+U %U %=10.5+6.518.0=0.522-⨯--11B T1-*B TN %S 11100××0.55100S 10020K U X ===Ⅰ 12B T1-*B TN %S 7100××0.35100S 10020K U X ===Ⅱ 13BT1-*B TN%S ×0100S K U X ==Ⅲ00T1-*B T1-*N111000.80.8=0.440010020B TN S X X S =⋅=⨯⨯ⅠⅠ 00T1-*B T1-*N71000.80.8=0.280010020B TN S X X S =⋅=⨯⨯ⅡⅡ0T1-*B 0X =Ⅲ2.3线路正、负序计算公式：1.L X =2.L X =1x L (B B U S 2) 零序计算公式： 0.L X =0x L (BB US 2)例如：设有线路SQ ：L SQ =22km ，x 1=0.4Ω/kmSQ SQ SQ L x X X 12.1.==(B B U S 2) = 0.4×22×(100/1152)=0.0665SQ SQ L x X 00.=(B B U S 2)1996.0115100222.12=÷⨯⨯=列表得表2.3 输电线路主要参数。
零序保护整定的计算~
零序电流保护的整定计算变压器的零序电抗1、Y/ △联接变压器当变压器 Y 侧有零序电压时，由于三相端子是等电位，同时中性点又不接地，因此变压器绕组中没有零序电流，相当于零序网络在变压器丫侧断开（如图1所示）。
图1： Y/△联接变压器丫侧接地短路时的零序网络2、Y0/ △联接变压器当丫0 侧有零序电压时，虽然改侧三相端子是等电位，但中性点是接地的，因此零序电流可以经过中性点接地回路和变压器绕组。
每相零序电压包括两部分：一部分是变压器丫0侧绕组漏抗上的零序电压降10X1 ,另一部分是变压器丫0侧的零序感应电势 Ilc0X lc0 （Ilc0 为零序励磁电流， X lc0 为零序励磁电抗）。
由于变压器铁芯中有零序磁通，因此△侧绕组产生零序感应电势，在△侧绕组内有零序电流。
由于各相零序电流大小相等，相位相同，在△侧三相绕组内自成回路，因此△侧引出线上没有零序电流，相当于变压器的零序电路与△侧外电路之间是断开的。
所以△侧零序感应电势等于△侧绕组漏抗上的零序电压降I0 ' X HoY0/△联接变压器的零序等值电路如图2所示。
由于零序励磁电抗较绕组漏抗大很多倍，因此零序等值电路又可简化，如图3所示。
在没有实测变压器零序电抗的情况下，这时变压器的零序电抗等于0.8〜1 .0倍正序电抗。
即：X0=（0.8〜1 .0）（X I +X H ）= （0.8〜1 .0）X1 o本网主变零序电抗一般取 0.8 X1图3: YO/△联接变压器YO 侧接地短路时的零序网络简化零序电流保护中的不平衡电流实际上电流互感器，由于有励磁电流，总是有误差的。
当发生三相短路时，不平衡电 流可按下式近似地计算:Ibp.js =Kfzq x fwc x ID(3)max式中Kfzq ――考虑短路过程非周期分量影响的系数，当保护动作时间在 0.1S 以下时 取为2;当保护动作时间在0.3S 〜0.1S 时取为1 .5 ;动作时间再长即大于0.3S 时取为1; fwc ――电流互感器的10%^差系数，取为0.1 ;ID(3)max ——外部三相短路时的最大短路电流。
6零序保护习题
零序保护一、选择题1、某变电站电压互感器的开口三角形侧B 相接反，则正常运行时，如一次侧运行电压为110KV ，开口三角形的输出为（C ）A ：0V ；B ：100V ；C ：200V ；D ：220V2、由三只电流互感器组成的零序电流滤过器，在负荷电流对称的情况下有一组互感器二次侧断线，流过零序电流继电器的电流是（C ）倍负荷电流。
A ：3；B ：2；C ：1；D 。
3、在大接地电流系统中，故障电流中含有零序分量的故障类型是（C ） A ：两相短路 B ：三相短路 C ：两相接地短路 D ：与故障类型无关4、接地故障时，零序电压与零序电压的相位关系取决于（C ）A ：故障点过渡电阻的大小B ：系统容量的大小C ：相关元件的零序阻抗D ：相关元件的各序阻抗5、在大接地电流系统中，线路发生接地故障时，保护安装处的零序电压（B ） A ：距故障点越远越高 B ：距故障点越近越高C ：与距离无关D ：距故障点越近越低6、不灵敏零序I 段的主要功能是（C ）A ：在全相运行情况下作为接地短路保护；B ：作为相间短路保护；C ：在非全相运行情况下作为接地短路保护；D ：作为匝间短路保护。
7、在大接地电流系统中，线路始端发生两相金属性接地短路时，零序方向过流保护的方向元件将（B ）A ：因短路相电压为零而拒动；B ：因感受零序电压最大而灵敏动作；C ：因短路零序电压为零而拒动；D ：因感受零序电压最大而拒动。
8．在中性点非直接接地系统中，当发生B 相接地短路时，在电压互感器二次开口三角绕组两端的电压为（C ）。
A.B EB.B EC.B E 39.在小电流接地系统中，某处发生单相接地时，母线电压互感器开口三角形的电压为（C ）。
A.故障点距母线越近，电压越高B.故障点距母线越近，电压越低C.不管距离远近，基本上电压一样高 D ：不定。
10.在大接地电流系统中，线路始端发生两相金属性短路接地时，零序方向过流保护中的方向元件将(B)。
继电保护技术培训(距离保护)
距离保护整定计算
二、相间距离保护的整定计算公式
2.3 距离Ⅲ段：
III Z set .1
Z ld . min Ⅲ K rel K re K ss
Z ld . min
0.9U e. x I fh. max
可靠系数Krel取1.2～1.3；返回系数Kre取1.15～1.25；自启动系数Kss取1.1～1.7。
A、助增分支（保护安装处至故障点sN Kb Z sN
四川能投集团继保培训
距离保护整定计算
二、相间距离保护的整定计算公式 分支系数的计算：
B、汲出分支(保护安装处至故障点有负荷引出，保护测量阻抗将减小)
汲出系数是小于1的数值
Kb
1 Z dz Z fhmin K h K zq cos( d fh ) Kk U fhmin I fhmax 0.9 110 3 I fhmax 0.9 110 3 0.35 163.5
带方向闭锁的距离保护
Z fh. min
系数取值： 1.2, K h Kk
II II I Z op .1 K rel Z AB K rel Kb. min Z op.2
Z A 1 I f .m n 2 M 3 k0 m 1 / E1 1 3k 5 V N
6 k0 m
6 k0 m
0.5s t8
6
7 10
8
9
t1 0.5s V A0
总分支系数
Kb.min Kb助Kb汲 2.52 0.575 1.35
四川能投集团继保培训
距离保护整定计算
二、相间距离保护的整定计算公式
2.2 距离Ⅱ段：
② 与相邻元件的速动保护配合：
距离保护(测量阻抗)计算原理
距离保护（测量阻抗）计算原理1、零序补偿系数先说一个结论：接地阻抗Zφ=Uφ/（Iφ+3I0*K）其中K为零序补偿系数，且K=（Z0-Z1）/3Z1推导过程如下（根据正负零序分解）：Uφ=U1+U2+U0=I1*Z1+I2*Z2+I0*Z0=Z1（I1+I2）+I0*Z0（输电线路Z1=Z2）=Z1（Iφ-I0）+I0*Z0（电流满足I1+I2+I0=Iφ）=Z1*Iφ+I0*（Z0-Z1）=Z1（Iφ+3I0*（Z0-Z1）/3Z1）=Z1（Iφ+3I0*K）推导过程虽不复杂，但并不易直观理解，思考几个小问题：1）零序补偿系数K的作用是什么？2）Z0-Z1的物理含义是什么？3）Z0、Z1和线路本身的阻抗是什么关系？4）Z0和Z1哪个数值更大一些？2、自阻抗、互阻抗1）自阻抗Zs线路本身除了有电阻R，还有感抗X。
导线电流I产生磁通Φ并在导线上感应出电势E，E与I的比值就是感抗X。
导线的自阻抗：Zs=R+jX2）互阻抗Zm两平行导线1和2，导线2电流I2与导线1交链磁通Φ21而产生感应电势，等效为互阻抗Zm。
导线1的电压降：U1=I1*Zs+I2*Zm3、三相电压降假定三相线路完全对称，各相自阻抗均为Zs，各相间互阻抗均为Zm。
以A相导线为例，导线上压降：Ua=Ia*Zs+Ib*Zm+Ic*Zm=Ia*（Zs-Zm）+（Ia+Ib+Ic）*Zm=Ia*（Zs-Zm）+3I0*ZmB、C相有类似结论，可得三相电压示意图：4、Z1、Z2、Z0与Zs、Zm当通入三相正序或负序电流时，Ia+Ib+Ic=0。
Uφ=（Zs-Zm）*Iφ，故有：Z1=Z2=Zs-Zm当通入三相零序电流时，Ia=Ib=Ic=I0。
Uφ=（Zs+2Zm）*Iφ，故有：Z0=Zs+2Zm上述两式联立，易得：Z0-Z1=3Zm注意：Z0-Z1体现了线路之间的互感Zm，且Z0>Z1。
据此，得到三相电压示意图：5、接地阻抗与相间阻抗1）接地阻抗ZφUφ=Iφ*Z1+I0*（Z0-Z1）=Z1（Iφ+3I0*（Z0-Z1）/3Z1）=Z1（Iφ+3I0*K）其中K=（Z0-Z1）/3Z1，故有：Zφ=Uφ/（Iφ+3I0*K）注意：电压Uφ与电流Iφ的比值并不等于线路正序阻抗Z1，当Iφ补偿了3I0*K之后，测量阻抗Zφ等于线路正序阻抗Z1。
110kV线路继电保护整定原则
3～110kV线路继电保护整定计算原则1一般要求1。
1整定计算使用的正常检修方式是在正常运行方式的基础上，考虑N—1的检修方式，一般不考虑在同一厂（站）的母线上同时断开所联接的两个及以上运行设备（线路、变压器等）。
1。
2保护装置之间的整定配合一般按相同动作原理的保护装置之间进行配合，相邻元件各项保护定值在灵敏度和动作时间上一般遵循逐级配合的原则,特殊情况设置解列点。
1.3保护动作整定配合时间级差一般取0。
3秒。
1.4线路重合闸一般均投入三相重合闸,系统联系紧密的线路投非同期重合，发电厂出线联络线路少于4回时电源侧重合闸投检同期合闸、对端投检无压合闸,重合时间一般整定为对端有全线灵敏度段最长时间加两个时间级差。
2.快速保护整定原则2。
1高频启信元件灵敏度按本线路末端故障不小于2。
0整定，高频停信元件灵敏度按本线路末端故障不小于1。
5~2.0整定。
2.2高频保护线路两侧的启信元件定值（一次值)必须相同。
2.3分相电流差动保护的差动电流起动值按躲过被保护线路合闸时的最大充电电流整定，并可靠躲过区外故障时的最大不平衡电流，同时保证线路发生内部故障时有足够灵敏度,灵敏系数大于2，线路两侧一次值动作值必须相同。
2。
4分相电流差动保护的其它起动元件起动值应按保线路发生内部故障时有足够灵敏度，灵敏系数大于2整定,同时还应可靠躲过区外故障时的最大不平衡电流.3后备保护的具体整定原则：以下各整定原则中未对其时间元件进行具体描述，各时间元件的定值整定应根据相应的动作配合值选取。
1 相间距离Ⅰ段：原则1：“按躲本线路末端故障整定”。
所需参数:可靠系数K K =0.8~0.85计算公式：L K DZ Z K Z ≤Ⅰ变量注解：ⅠDZ Z ――定值L Z ――线路正序阻抗原则2：“单回线终端变运行方式时，按伸入终端变压器内整定”。
所需参数：线路可靠系数K K =0。
8～0.85变压器可靠系数KT K ≤ 0.7计算公式：'T KT L K DZ Z K Z K Z +≤Ⅰ变量注解：'T Z ――终端变压器并联等值正序阻抗。
如何计算零序电流
灵敏Ⅰ段:针对全相运行状态下的接地短路起保护 作用,非全相运行时退出。
不灵敏Ⅰ段:针对非全相运行状态下的接地短路起 保护作用,对全相运行也起到一定的保护作用。
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(2)限时零序电流速断保护
限时零序电流速断保护其基本原理与相间短路保护相似。 a.与相邻线路零序电流Ⅰ段配合
IO ' PKr' el3I0.max
式中 I 0.— max单相接地短路时的零序电流和两相接地短路时的零
序电流最大值。
思考:如何计算零序电流? a.选择故障点 b.考虑故障类型 c.考虑运行方式
认真复习电力系统分析中短路计算部分。
为什么取3倍零序电流??
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2）应躲开三相断路器触头不同时合闸而出现的三倍零序电流条
加 法
3U 0
器
保护装置内部 合成零序电压
发生接地故障.时,从mn.端子上.得到的.零序电压为.:
U m nUAU BU C3U 0
不平衡电压: PT误差、三相不完全对称、三次谐波
20※21/5/保4 护应考虑躲开它的影响。
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5.2 中性点直接接地系统线路接地故障保护
三段式零序电流保护
零序I段
零序Ⅱ段
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若灵敏系数不满足:
1）与相邻线路零序Ⅱ段配合;
2）采用两个灵敏性不同的零序Ⅱ段保护,保留原有0.5s Ⅱ段,保证在正常、最大方式下快速切除故障;
再增加一个与相邻线路零序Ⅱ段相配合的Ⅱ段保护, 保证在各种方式下切除故障。
3）改用接地距离保护。
整定计算分支系数和助增系数的优化选择
整定计算分支系数和助增系数的优化选择电网的稳定运行总少不了继电保护装置的功能发挥，而继电保护装置中的定值计算是影响继电保护正确与否的重要因素。
当前，继电保护装置应用范围不断扩大，要保证各种运行方式下都能达到理想的效果，就需要在整定计算上下功夫。
文章详细介绍了接地距离保护和零序电流保护，总结了各种保护措施的优缺点，为分支系数和助增系数的优化提供理论参考。
标签：整定计算；分支系数；助增系数继电保护是电网能够持续运行的基本前提，合理选取定值可以有效提高继电保护的技术性能。
整定计算的过程中，继电保护需要在各种运行方式下，保持高可靠、高灵敏、高速度和高效性等要求。
整定计算过程中的分支系数和助增系数整定受运行方式不同、故障点联系和故障类别差异的影响，合理的选取分支系数和助增系数对保护装置效率的发挥有重要作用。
1 接地距离保护接地距离保护主要是指根据故障点到保护安装点的距离大小来确定继电反应时限的保护，其核心原件就是阻抗继电器，当输电线路一定的时候，阻抗也基本保持在一个确定的值。
接地距离保护工作需要完成助增系数的选择和检修准则的选定。
1.1 助增系数的选择从概念上讲，助增电流属于附加电流范畴，用于调节距离保护工作的准确性和稳定性，而助增系数是对助增电流的量化表示。
很多时候，继电保护装置的故障点处有多路分支，而这些分支提供附加短路电流，会出现故障线路电流值大于继电系统电流数值。
助增系数的高效化计算，可以间接导致继电保护定值的增减变化，其功能作用的发挥程度同样会受到一定影响，继电保护的内部结构的联系性及运行效率同样会出现相应改变。
助增系数的合理运用是目标范围的直接作用者，而助增系数的可靠性及高效化运行需要继电系统的大力支持，只有将科学方法及实际情况共同应用于助增系数的计算中，才能保证其参数的有效性及合理性。
接地保护的整定工作复杂而多变，尤其是准确度的影响因素很多，如正序网络和零序网络的比较中，正序网络中的助增系数和零序网络的助增系数有很大不同。
继电保护整定计算配合系数的选取原则
继电保护整定计算配合系数的选取原则基于多电源电力系统上下级保护间的整定配合，应当考虑配合系数的影响，根据保护原则，进行整定计算，将上一级保护范围延长或者缩短，从而更好的满足继电保护的选择性。
当分支电流较大时，对于按负荷电流整定的某些段，则必须考虑分支负荷电流的影响。
标签：配合系数、整定计算【概述】继电保护整定计算时，不同原理的保护在各种运行方式下都应当满足继电保护“四性”要求，而配合系数的选取，又直接影响到了保护范围大小及各段之间的配合。
配合系数包括零序网络的分支系数和正序网络的分支（助增、外汲）系数，线路保护配合计算中，整定值选取结合实际可能的系统运行方式下，相电流保护分支系数取最大值，相间距离保护助增系数取最小值，零序电流保护分支系数取最大值，校验时正好相反，选取相电流保护分支系数与距离保护助增系数，只需计算三相短路，而选取零序分支系数，只需计算单相或两相。
一.零序电流保护配合系数选取原则在电力系统中发生接地短路时，可以利用对称分量的方法将电流和电压分解为正序、负序和零序分量，其中零序电流可看做在故障点出现一个零序电压而产生，它必须通过线路及变压器接地的中性点构成回路，零序电流保护分支系数的计算主要与中性点是否接地和接地点的数量有关，零序电流分支系数，只需考虑零序网的情况，零序电压在短路点最高，在变压器中性点接地处为零，环外线路对环内线路的分支系数也与短路点无关，但具体整定要按实际整定配合点的分支系数计算。
当零序电流大于正序电流时，单相接地短路的零序电流Ik0（1）大于两相接地短路的零序电流Ik0（1.1），这时按单相接地短路作为整定条件，两相接地短路作为灵敏度校验条件，当零序电流小于正序电流时，正好相反，正反向故障时，保护安装处母线零序电压与零序电流的相位关系，取决于母线背后元件的零序阻抗，反方向故障时，取决于正反向的等值零序阻抗。
应指出的是，按上述原则整定的零序Ⅱ段，在本线路或相邻线路单相重合闸过程中可能启动，故非全相运行时应退出保护或适当提高动作时限（大于重合闸时间）。
三段式电流保护的整定及计算
三段式电流保护的整定及计算Prepared on 21 November 20212三段式电流保护的整定计算1、瞬时电流速断保护整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流整定计算公式：式中：Iact——继电器动作电流Kc——保护的接线系数IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。
K1rel——可靠系数，一般取～。
I1op1——保护动作电流的一次侧数值。
nTA——保护安装处电流互感器的变比。
灵敏系数校验：式中：X1——线路的单位阻抗，一般Ω/KM；Xsmax——系统最大短路阻抗。
要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。
2、限时电流速断保护整定计算原则：不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。
所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。
故：式中：KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取～；△t——时限级差，一般取；灵敏度校验：规程要求：3、定时限过电流保护定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。
要求作为本线路主保护的后备以及相邻线路或元件的远后备。
动作电流按躲过最大负荷电流整定。
式中：KⅢrel——可靠系数，一般取～；Krel——电流继电器返回系数，一般取～；Kss——电动机自起动系数，一般取～；动作时间按阶梯原则递推。
灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。
式中：Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。
即：最小运行方式下，两相相间短路电流。
要求：作近后备使用时，Ksen≥～作远后备使用时，Ksen≥注意：作近后备使用时，灵敏系数校验点取本条线路最末端；作远后备使用时，灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端；4、三段式电流保护整定计算实例如图所示单侧电源放射状网络，AB和BC均设有三段式电流保护。
已知：1）线路AB长20km，线路BC长30km，线路电抗每公里欧姆；2)变电所B、C中变压器连接组别为Y，d11，且在变压器上装设差动保护；3）线路AB的最大传输功率为，功率因数，自起动系数取；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗欧，系统最小电抗欧。
用短路电流表计算分支系数的方法_杨易政
第37卷2009年12月云 南 电 力 技 术YUNNAN ELECTR I C POWER Vo l 137N o 16Dec 12009收稿日期:2009-11-13用短路电流表计算分支系数的方法杨易政1赵 华2(11云南电网公司红河供电局,云南 蒙自 661100;21云南电网公司玉溪供电局,云南 玉溪 653100)摘要:介绍通过使用小短路电流表和电抗法计算分支系数,优化保护整定计算的方法。
关键词:整定计算 短路电流表 分支系数中图分类号:TM74 文献标识码:B 文章编号:1006-7345(2009)06-0069-021 前言1)基本概念:分支系数包含相电流保护的分支系数、距离保护的助增系数、零序电流保护的分支系数、低电压保护的分支系数。
在地区电网继电保护计算中,多数是用的是前三个。
2)选取依据:依据相关规程,线路保护的配合计算中,分支系数的选取,要结合实际可能的系统运行方式,相电流保护分支系数取最大值,距离保护助增系数取最小值,零序电流保护分支系数取最大值;灵敏度校核计算中,相电流保护分支系数取最小值,距离保护助增系数取最大值,零序电流保护分支系数取最小值。
3)分支系数计算选用的短路类型:选取相电流保护分支系数与距离保护助增系数,只需计算三相短路;选取零序电流保护分支系数,只需计算单相接地短路或两相接地短路。
有大量小水电并网的地区电网,运行方式复杂,使用电流计算分支系数,需进行大量运行方式计算,才可能得到需要的最大或最小分支系数。
通过对电流计算公式的推导,得到电抗计算公式,从而简化分支系数的计算;使用5最大短路电流和最小短路电流表6的数据,可以更进一步减少进行分支系数计算的计算量。
2 分支系数的定义及分析相电流保护分支系数K fz 定义为:相邻线路短路时,流过本线路的短路电流占流过相邻线路短路电流的份数。
见图1。
C 点母线短路,1DL 与2DL 的电流分支系数,相关公式如下:图1 电流分支系数电抗图K fz =I 1I 2(1)通过公式推导,可以得到一个结论:K fz 与相邻线路的正序电抗值无关,只与归算到母线的正序电抗值有关。
电力系统继电保护-零序保护
——反映了：分流关系
得到零序Ⅱ段电流定值计算公式： 为了保证保护1的第Ⅱ段不误动,从公式和 电流保护的概念可以得出： 整定值必须取最大——对应的分支系数取最小(分流最大)，保证不误动。
校验零序Ⅱ段时，考虑线路末端短路的最小零序电流，故没有分支系数的影响，但存在分配系数的影响。 灵敏度要求：
其中，躲开线路末端的最大零序电流应当 考虑：单相和两相接地。
单相接地的零序电流
两相接地的零序电流
如何求取单相、两相接地的最大零序电流？ 已知：
如何求取单相、两相接地的最大零序电流？ 已知：
求单相、两相接地的最大零序电流： 因此，最大零序电流为：
2.3.3 零序电流保护的整定 原则、方法与单电源的电流保护相类似。
*/58
按照“躲开本线路末端的最大零序电流”考虑，可以得到零序电流Ⅰ段保护的整定方法：
注：经过分解或合成后，零序分量通常以3倍的形 式出现。
其中，躲开本线路末端的最大零序电流应当考虑：单相和两相接地。 单相接地的零序电流
分解出零序分量之后,零序电压的分布如下：
*/58
*/58
零序分量的特点： 短路点的零序电压最高，接地点为0。 零序电流由短路点经过所有的变压器接
地点形成回路。 对于发生故障的线路，零序功率的方向实际上都是由线路流向母线，与正序功率的方向相反。
零序分量的获取
*/58 ,计算或连接
*/58 零序分量的获取 ,计算或连接 （开口三角）
*/58
零序过流 各处零序Ⅲ段保护均正确动作的延时示意图
相间过流
零序电流保护的不足： 1）对于运行方式变化很大或接地点变化很大的 电网，难以满足系统运行的要求。 2）单相重合闸过程中，系统又发生振荡，可能 出现较大零序电流的情况——有影响。 3）采用自耦合变压器联系两个不同电压等级的 电网时，任一侧发生接地短路都将在另一侧 产生零序电流 —— 整定计算复杂化。
10KV继电保护整定计算
继电保护整定计算一、10KV 母线短路电抗已知10母线短路参数：最大运行方式时，短路容量为MVA S d 157)3((max)1.=，短路电流为KA U S I e d d 0647.91031573)3((max)1.)3((max)1.=⨯=⋅=，最小运行方式时，短路容量为MVA S d 134)3((min)1.=，短路电流为KA U S I e d d 7367.71031343)3((min)1.)3((min)1.=⨯=⋅=，则KA I I d d 77367.7866.0866.0)3((min)1.)2((min)1.=⨯==。
取全系统的基准功率为MVA S j 100=，10KV 基准电压KV U j 5.101.=，基准电流为KA U S I j jj 4986.55.10310031.1.=⨯=⋅=；380V 的基准电压KV U j 4.02.=，基准电流是KA U S I j jj 3418.1444.0310032.2.=⨯=⋅=二、1600KV A 动力变压器的整定计算（1#变压器， 2#变压器）已知动力变压器量MVA S e 6.1=，KV 4.010，高压侧额定电流A U S I He eH e 38.9210316003..=⨯=⋅=，低压侧额定电流 A U S I L e eL e 47.23094.0316003..=⨯=⋅=，变压器短路电压百分比%5.4%=s V ，电流CT 变比305150==l n ，低压零序电流CT 变比0n 。
变压器高压侧首端最小运行方式下两相断路电流为KA I d 38.6)2((min)2.=1、最小运行方式下低压侧两相短路时流过高压的短路电流折算到高压侧A I d 1300)`2((min)3.=2、最大运行方式下低压侧三相短路时流过高压的短路电流折算到高压侧A I d 1500)`3((max)3.=3、高压侧电流速断保护电流速断保护按躲过系统最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧的短路电流来整定，保护动作电流 A n I K K I l d jxk j dz 6530150013.1)`3((max)3..=⨯⨯== 对应值75A 保护一次动作电流 KA K n I I jx l j dz dz 95.113065.=⨯== 电流速断保护的灵敏系数按系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流校验227.395.138.6)2((min)2.>===dz d lm I I K 电流速断保护动作时限取0秒。
零序保护分支系数计算
引言分支系数是继电保护整定计算中的重要参数，也是整定计算的难点所在。
为了保证继电保护的选择性，防止保护的越级跳闸，只能选取最保守的分支系数。
影响分支系数大小的因素有3个：(1)网络操作，例如：线路的投入和切除；(2)电源运行方式的变化，例如：发电机组投切；(3)故障点的选择，例如：线路上任一点、末端母线、相继动作即在线路末端开关先三相跳闸但故障点仍存在的情况。
另外，在考虑继电保护装置的整定计算程序是否能在实际中应用时，除了保护定值的正确性和合理性之外，整定计算的耗时也是一个重要的指标。
因此，选择一种正确、快速计算分支系数的方法成为一种必然。
要计算最保守的分支系数，应考虑可能出现的各种运行方式和故障点的组合。
为了提高继电保护整定速度：从减少运行方式组合和故障点的角度出发，提出了缩短继电保护整定计算时间的优秀措施；从快速计算变结构电力系统支路电流的角度，推导了快速计算分支系数的公式。
目前常用算法均是在某种方式下先进行故障计算，求得保护支路和配合支路(故障支路)的故障电流，再计算两者的比值，即为所求的分支系数。
本文从分支系数的定义出发，根据各序电流在系统中的分布只与该序网络的结构有关，与其他序网无关，推导出了一种仅与序网的节点阻抗矩阵有关无需故障电流计算的分支系数的快速计算方法；另外，针对影响分支系数的不同因素(网络操作、电源运行方式变化、故障点的选择)，介绍了一些加快措施。
1 分支系数的公式推导设故障点注入的短路电流为I d(r)，其在各节点所产生的故障电压分量：式中为短路点d与节点i(i=1,2...,n；r=0,1)之间的r序互阻抗。
将这一电压分量与故障前该节点的电压分量相加，即得到短路故障后的节点电压：自导纳和与其有互感支路的互导纳，对于正序或当支路i-j无互感时，为零矩阵。
在不计负荷(或负荷电流较短路电流小得多)的简化短路电流计算中，近似地可假定故障前节点电压标么值相等式中：l=(l=1,2，...,m)为支路i-j的互感支路但排除其中的检修支路。
电流保护分支系数
电流保护分支系数电流保护分支系数，是指保护设备中的电流分支与故障电流的比值，用来衡量保护设备对故障电流的响应能力。
它是电力系统中重要的参数之一，对于保护设备的选型和性能评估具有重要意义。
一、电流保护分支系数的定义和意义电流保护分支系数是指保护设备中的电流分支与故障电流的比值。
在电力系统中，故障电流是指由于设备故障或其他原因引起的异常电流，保护设备的作用就是在发生故障时，及时切断故障电流，保护电力系统的安全运行。
电流保护分支系数可以衡量保护设备对故障电流的响应能力，是评估保护设备性能的重要指标之一。
电流保护分支系数的计算方法主要有两种：一种是根据保护设备的额定电流和动作电流来计算；另一种是根据保护设备的零序电流和故障电流来计算。
1. 根据额定电流和动作电流计算保护设备的额定电流是指设备能够正常工作的最大电流，动作电流是指设备在故障时切断电路的最小电流。
电流保护分支系数可以通过额定电流除以动作电流来计算。
2. 根据零序电流和故障电流计算保护设备的零序电流是指设备正常工作时的电流，故障电流是指设备在发生故障时的电流。
电流保护分支系数可以通过零序电流除以故障电流来计算。
三、电流保护分支系数的应用电流保护分支系数是评估保护设备性能的重要指标，它可以用来选择合适的保护设备，确保电力系统的安全运行。
在电力系统设计和运行中，需要根据电流保护分支系数来确定保护设备的额定电流和动作电流，以及判断保护设备是否能够满足系统的保护要求。
电流保护分支系数还可以用来评估保护设备的可靠性和鲁棒性。
对于电力系统来说，各种故障情况都是可能发生的，保护设备必须能够对各种故障电流做出正确的响应。
通过对电流保护分支系数的评估，可以判断保护设备是否具有足够的响应能力，以及是否能够在各种故障情况下保护电力系统的安全运行。
四、电流保护分支系数的改进方法为了提高保护设备的性能，可以采取以下几种改进方法：1. 提高保护设备的额定电流和动作电流，以增加保护设备的响应能力。
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引言
分支系数是继电保护整定计算中的重要参数，也是整定计算的难点所在。
为了保证继电保护的选择性，防止保护的越级跳闸，只能选取最保守的分支系数。
影响分支系数大小的因素有3个：
(1)网络操作，例如：线路的投入和切除；
(2)电源运行方式的变化，例如：发电机组投切；
(3)故障点的选择，例如：线路上任一点、末端母线、相继动作即在线路末端开关先三相跳闸但故障点仍存在的情况。
另外，在考虑继电保护装置的整定计算程序是否能在实际中应用时，除了保护定值的正确性和合理性之外，整定计算的耗时也是一个重要的指标。
因此，选择一种正确、快速计算分支系数的方法成为一种必然。
要计算最保守的分支系数，应考虑可能出现的各种运行方式和故障点的组合。
为了提高继电保护整定速度：从减少运行方式组合和故障点的角度出发，提出了缩短继电保护整定计算时间的优秀措施；从快速计算变结构电力系统支路电流的角度，推导了快速计算分支系数的公式。
目前常用算法均是在某种方式下先进行故障计算，求得保护支路和配合支路(故障支路)的故障电流，再计算两者的比值，即为所求的分支系数。
本文从分支系数的定义出发，根据各序电流在系统中的分布只与该序网络的结构有关，与其他序网无关，推导出了一种仅与序网的节点阻抗矩阵有关无需故障电流计算的分支系数的快速计算方法；另
外，针对影响分支系数的不同因素(网络操作、电源运行方式变化、故障点的选择)，介绍了一些加快措施。
1 分支系数的公式推导
设故障点注入的短路电流为I d(r)，其在各节点所产生的故障电压分量：
式中为短路点d与节点i(i=1,2...,n；r=0,1)之间的r序互阻抗。
将这一电压分量与故障前该节点的电压分量相加，即得到短路故障后的节点电压：
自导纳和与其有互感支路的互导纳，对于正序或当支路i-j无互感时，为零矩阵。
在不计负荷(或负荷电流较短路电流小得多)的简化短路电流计算中，近似地可假定故障前节点电压标么值相等
式中：l=(l=1,2，...,m)为支路i-j的互感支路但排除其中的检修支路。
因为，对于互感检修支路，支路两端端点接地，其支路电压为零。
假设保护支路为i-j，配合支路为j-t，故障点d距配合端端点j占配合支路全长的百分比为k，如图1所示。
式中：l(l=1,2，...,s)为支路的互感支路但排除其中的检修支路。
n；n为不计新增故障点的原网节点数)
式(2)表明：要计算正序、零序分支系数，仅需知道故障点与所求支路两端的节点及与其有互感支路节点之间的互阻抗即可简便
计算。
另外，如果故障发生在配合支路上，也不必修改其互感支路导纳矩阵，利用原互感支路导纳矩阵即可；如果故障发生在支路端点，则可以直接利用节点阻抗矩阵的相关元素进行计算。
而要计算各种运行方式下的分支系数，关键是获得不同方式下计算分支系数所需的节点阻抗矩阵中的元素。
2 加快计算分支系数的措施
2.1 网络操作的模拟
为计算最保守的分支系数，往往要考虑检修某条支路或断开保护支路相邻支路(例如：计算最大分支系数，考虑轮断保护支路对侧母线所连支路)时的系统参数。
由于此时还要恢复网络结构的变化，故以原有的节点阻抗矩阵为基础用补偿法或局部修正阻抗矩阵的方法，计算网络操作之后的节点阻抗矩阵，具体过程参见文献[5]。
由于只需正序、零序分支系数，仅需对正序、零序节点阻抗矩阵进行修正，以提高计算速度。
2.2 电源运行方式的选择
由于电源在电力系统中的分散性和运行方式变化的多样性，在继电保护运行整定过程中，难以准确考虑电源运行方式变化对分支系数的影响。
目前，继电保护运行整定过程中，在计及网络操作的情况下，仅考虑了整定保护所在线路对侧母线上直接连接电源运行方式的变
化[5]，使得计算出的最大和最小分支系数均存在误差，严重情况下可能造成继电保护之间失去应有的严格配合关系，而导致继电保护出现误动或拒动。
如果对所有电源进行大规模的运行方式组合，则可以准确算出，但对大型复杂电力系统而言，计算量太大。
为减少计算量文献[3]研究了电源运行方式变化对分支系数的影响程度。
现以图2中
整定A-B线路A侧保护为例。
在无网络操作的情况下d点短路时，各电源的电流分布系数为：
对于电源A、B、C和D：
由式(3)可知，电流分布系数描述着各电源对故障电流的影响程度。
根据电流分布系数这一物理意义，按各电源电流分布系数的大小可以把大型复杂电力系统中的电源划分成两大区域，即对故障电流影响较大的区域和影响较小的区域。
由于位于影响较小区域的电源运行方式变化对分支系数影响较小，在计算分支系数时，可仅考虑影响较大区域的电源运行方式的变化。
电源影响域的划分原则为：电流分布系数≥ε[3]。
要得到参与方式组合的电源，需要计算各电源支路的分布系数，为了得到用网络参数表示电流分布系数，将图2所示网络简化为图3所示网络。
在图3中,Z gA、Z gB、Z gC和Z gD表示各电源阻抗；Z Ad、Z Bd、Z Cd和Z Dd表示各电源到故障点d的转移阻抗。
在简化计算中，认为各电源电势相等(均为E)，电源A到故障点d的转移电流I Ad等于仅在故障点注入故障电流时通过发电机支路电流I gA。
因此，对于电源A：
同理，可计算其他电源B、C和D的分布系数。
式(4)表明：分布系数可直接利用节点阻抗矩阵中的相关元素以及发电机支路阻抗来计算，进而得到参与组合的发电机支路，这样避免计算电源支路电流，有利于提高整定速度和效率。
2.3 故障点的选择
分支系数与故障点的关系比较复杂，在整定计算时，可按如下规律选择故障点[1，2]：如果配合支路是放射性支路，不同的故障点对正序分支系数没有影响；如果配合支路本身有复杂环网的情况，不同的故障点对正序分支系数有影响且相继动作时正序分支系数最大；如果配合支路和保护支路构成复杂环网，不同的故障点对正序分支系数也有影响且相继动作时正序分支系数最大。
具体论证参见文献[1]。
对于大的复杂系统，识别支路是否环网以及判定环网的类型需要对网络进行拓扑分析，在程序实现上是不太容易的，并占用了程序计算时间，可根据实际情况加以取舍。
为了避免判定环网和识别其类型,不论是正序或零序分支系数，还是最大或最小分支系数，要计算最保守的分支系数，需计算的故障点有[5]：配合支路I段末端故障；配合支路所在线路末端故障；
配合支路所在线路单端切除后I段末端故障；配合支路所在线路单端切除后，断口处故障。
为了不漏掉最保守的情况，如计算最大正序分支系数时，I段末端围可取支路全长的50%；计算最小正序分支系数时，可取支路全长的15%-20%。
3 应用实例
利用本文提出的分支系数的快速计算方法研制的整定程序计算分支系数的时间大为缩短。
例如对290个节点规模的电网，进行全网的最小正序分支系数、最大正序分支系数、最小零序分支系数及最大零序分支系数计算在奔III866的机子上只需要5分钟。
而以前的计算程序大约需要半小时左右，等待时间过长，使得整定程序的计算能力和实用性都大大下降。
4 结论
本文首先导出了分支系数的计算公式，提出了无需故障计算、仅与序网参数有关的分支系数计算方法；然后，针对影响分支系数的不同因素(网络操作、电源运行方式变化、故障点的选择)，介绍了一些加快措施。
本文提出的继电保护运行整定中分支系数快速计算方法有以下特点：
(1)不必计算故障口电流、支路电流，减少了程序运行计算的工作量
(2)当运行方式变化时，只需计算分支系数中所需电气量，计算中没有重复工作。