整定计算例题

（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 段配合。 Z set.1 K rel ( LA BZ1 K b. min Z set.3 ） 其中， Z set.3 K rel LBCZ1 0.8 38 0.4 12.16 ；K b. min 为保护 3 的 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） 。
K D. min 1

X sA. min Z AB 8 0.4 30 =1+ =1.667 30 X sB. max
则 Z set.1 0.8 (30 0.4 1.667 12.16) 25.817 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） 。
图 4-14 中 K 点短路时，在保护 1 处的测量阻抗 Z m 并不等于 Z AB +Z k ，实际的测量阻抗为
对于电源分支回路图 4-14（a） ，I 的距离大于实际距离。
.
2 = I 1 + I 3 ，K b >1，Z m 所反应的保护安装处到故障点
.
.
对于负荷分支回路图 4-14（b） ，I 点的距离小于实际距离。
由于测量元件采用方向阻抗继电器，所以 Z set .1
0.9U N 。 K K ss K re cos( set ) I L. max
rel
Z set .1
0.9 115000 3 1.2 2 1.15 cos(65 25.842) 400


当保护 3 的 段末端 K 1 点短路时，分支系数为 K b
I 2 X sA X sB X AB I1 X sB
（4-3）
分析式（4-3）可看出，为了得出最小分支系数，式中 X sA 应取最小值 X sA. min ；而 X sB 应取 最大值 X sB. max 。因而
.
2 = I 1 - I 3 ，K b <1，Z m 所反应的保护安装处到故障
.
.
因此分支系数 K b 在距离保护整定计算中必须予以考虑。随着线路的投切和系统运行方式 的变化，分支系数 K b 也会发生变化。 在计算距离保护 段得动作整定值时，为了保证区外故障时可靠不动，其整定值必须小 于区外各种故障时可能测得的最小阻抗， 所以必须计及最小分支系数 K b. min 。 在对距离保护 进行灵敏度校验时， 应保证其整定值大于保护区内各种故障时可能测得的最大阻抗， 因此采 用最大分支系数 K b. max 。 计算各类电网的分支系数时，可按以下原则考虑。 1） 辐射网：求最小分支系数时，应取本保护背侧电源容量为最大，而分支电源的容量为最 小；求最大分支系数时，则相反。 2） 相邻线路为双回线：求最小分支系数时，应考虑双回线同时运行，短路点可选在相邻线 路末端；求最大分支系数时，双回线应该断开一回线。 3） 本线路为双回线中的一回线， 相邻线路为单回线： 求最小分支系数时， 应取单回线运行； 求最大分支系数时，应取双回线运行。 4） 环形电网：求最小分支系数时，应取开环运行；求最大分支系数时，应取闭环运行。 5） 辐射网对环形网：求最小分支系数时，应取闭环运行；求最大分支系数时，应取开环运 行。 （2） 距离 段的整定。 距离 段的动作阻抗如果按最小负荷阻抗整定时，需要考虑阻抗继电器（元件）的动作 特性。 因为整定距离 段和 段所用的线路阻抗或系统阻抗的阻抗角通常与阻抗继电器的最 灵敏角相等，而负荷阻抗的阻抗角与阻抗继电器的最灵敏角并不相同。 若采用全阻抗继电器，距离 段的整定值为 Z set =
K sen .1( 2 )
69.806 12 1.733 84.7 2
0.817 1.2 （不满足要求）
变压器需要增加后备保护。
3）动作时间：
t1 t 7 3t 2.5或t1 t s 2t 1.5s
取其中时间较长者 t1 2.5s
Z set .1 K rel ( L A BZ 1 K b. min Z set .3 ) 1.2 (30 0.4 1.667 28.032) 70.475
应取 Z set 69.806 为相间距离保护第Ⅲ段的整定值。 2） 灵敏度校验： a）本线路末端短路时的灵敏系数为
K sen .1(1) Z set 69.806 .1 5.817 1.5 （满足要求） Z AB 12

b)如图 4-15 所示相邻线路末端短路时的灵敏系数为
K
sen.1( 2 )
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Z AB
Z set .1 K b. max Z next
（4-4）
其中，求取 K b. max 时，X sA 应取最大值 X sA. max ；而 X sB 应取最小值 X sB. min ，则
（要求 K sen 1.25； 、、 段的一次动作阻抗及整定时限，并校验 、 段灵敏度。
作为本线路的近后备保护时，K sen 1.5；作为相邻下一线路远后备时，K sen 1.2）


解题分析：距离保护根据所反映故障类型的不同，可分为相间距离保护和接地距离保护。相 间距离保护能够反应两相短路、 三相短路和两相接地短路故障； 接地距离保护能够反应单相 接地故障、两相接地故障、三相接地故障。 这是一道典型的相间距离保护整定计算题目。 相间距离保护的整定计算有两个问题需要注 意： （1） 分支系数的考虑 当保护安装处到故障点之间有分支回路时， 阻抗测量元件测量的阻抗并不等于有关线段的 阻抗之和。如下图所示。

1 Z L. min K K ss K re
rel
若采用方向特性阻抗继电器，距离 段的整定值为 Z set =

1 Z L. min K K ss K re cos( set 1 )
rel
其他特性也要注意负荷阻抗角与阻抗继电器的最大灵敏角不相等的情况。 解： （1）距离保护 1 第 段的整定。 1） 整定阻抗。 Z set.1 K rel L A BZ1 =0.8 30 0.4 9.6 2)动作时间：t 1 0s 。
，系统阻抗为 X sA. max =10 ，X sA. min =8 ，X sB. max =30 ，X sB. min =15 ；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 84.7 ，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
K b. max
则 K sen.1( 2)

X X AB I2 10 12 1 sA. max 1 1.733 I1 X sB. min 30
69.806 1.821 1.2 （满足要求） 12 1.733 15.2
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。
Z set K rel ( L A BZ 1 K b. min
Zt 84.7 ) 66.078 ）= 0.8 (30 0.4 1.667 2 2

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 Z set 25.817 。 2） 灵敏度校验：按本线路末端短路校验
69.806
b)与相邻线路距离保护第 段相配合，即
Z set .1 K rel ( L A BZ 1 K b. min Z set.3 ) Z set .4 K rel LC DZ 1 0.8 62 0.4 19.84
Z set .3 K re; ( LB CZ1 K b. min Z set .4 ) 0.8 (38 0.4 1 19.84) 28.032
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 =0.4 / km ，线路阻抗角 1 65 ，线路 AB 及线路 BC 的最大负荷电流 I L. max =400A，
功率因数 cos =0.9。K rel =K rel =0.8，K rel =1.2，K ss =2，K re =1.15，电源电动势 E=115kV
K sen .1 Z set 25.817 .1 2.151 1.25 （满足要求） Z AB 12

3)动作时间：与保护 3 的 段配合，则 t 1 t 3 t =0.5s
(3)距离保护 1 第 段的整定。 1）整定阻抗：距离保护第 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。