定值计算

13-1

电力分析软件对线路保护整定值的计算方法

电流、电压整定值受电网结构及运行方式影响较大，整定值的准确计算比较复杂，下面以图13-1所示的单侧电源环网供电电网，母线B 、C 间断路器5QF 的保护为例，简单介绍采用EDCS-6110单元线路的各种保护整定值的计算。

假设在图13-1所示的系统中Z AB =2.27Ω，Z BC =2.46Ω，Z AD =2.26Ω，Z DC =2.38Ω,Z F1=0.52Ω, Z F2=0.39Ω

13-1.1 电流速断保护整定值I sdz1的计算

电流速断保护为无时限保护，其动作时间为保护装置的固有动作时间，按“规程”规定微机保护的固有动作时间为40ms 以下。 一．电流速断保护的整定计算

1. 电流速断保护动作电流整定值I szd1的基本计算公式：根据保护的选择性要求，电流速断保护只有在本线路内发生短路时才动作，为使计算简单，通常取线路末端母线（母线C ）短路来计算线路短路电流I dmax ，考虑到末端母线上其它线路近端短路时，短路电流与母线短路电流接近，为保证电流速断保护不误动，则电流速断保护电流整定值为：

为电流速断保护的可靠系数，一般取1.2～1.3。

)

3(m ax

1d I K szd I K I ⅠK K 13-1 单侧电源环网供电网络图

2 （13-1）

为最大运行方式下，线路末端三相短路的最大电流。 可靠系数 系考虑以下因素的影响而设置

a ．躲过末端母线（母线C ）上其它线路近端短路的短路电流

b ． 短路电流的计算误差

c ． 短路时非周期分量的影响

d ． 留有一定裕度

2．三相短路电流的计算

三相短路电流的计算公式为：

E xt —— 系统电源的等效相电势

Z xt —— 系统等效相阻抗，即保护安装处到电源间的等效阻抗，包含保护安装处后方

输电线路阻抗、变压器阻抗、发电机阻抗等。

Z Ld —— 被保护线路短路点到保护安装处的阻抗，其值为Z Ld ＝Z 1·L ， Z 1为线路单位

长度的阻抗，L 为线路长度，计算整定值时，L 为线路全长L max ，故计算整

定值中的 公式为：

3．运行方式对短路电流的影响：电力系统运行方式不同，流过保护装置的短路电流也

不同，流过保护装置短路电流最大的运行方式，称为最大运行方式，短路电流最小的运行方式称为最小运行方式，对于附图1中保护5（即5QF 处装设的保护），全部电源投入且开网（3QF 或7QF 断开）运行时为最大运行方式，只投入内阻较大的一个电源、环网闭网运行（全部QF 投入）为最小运行方式，但对于9、10、11QF 保护，闭网运行时为最大方式，开网运行为最小方式。

a. 最大运行方式短路电流计算，最大运行方式下，C 母线短路时流过保护5的电流计算公式为：

将系统参数代入上式得：

Ld

xt xt

d Z Z E I +=

max

1)3(max L Z Z E I xt xt

d +=

BC

AB Ext

xt

m d Z Z Z E I ++=

.max )3(m ax

d I ⅠK K （13-2）

)

3(m ax

d I

13-3

式中：Z EXt ——电源等效内阻抗，等于两个电源内阻的并联值，即：

由此可得：

在软件中最大运行方式所对应的系统图如下图（1）所示：

软件根据C 点三相短路的计算结果如下：可见由B 点流向线路L_BC 的短路电流正好等于1.211kA ，和上述理论结算的结果相同。

b ． 最小运行方式下，短路电流的计算：最小运行方式下，流过保护5的短路电流

Ω

==223.039.0//52.0Ext Z 46

.227.26

.max ++=

Ext

m d Z I 2

1//E E Ext Z Z Z =kA

I m d 211.146

.227.2223.06

.max =++=

计算公式，以电源E 1投入为例。

在软件中最小运行方式所对应的系统图如下图（2）所示：

软件根据C 点三相短路的计算结果如下：可见由B 点流向线路L_BC 的短路电流正好等于1.038kA ，和上述理论结算的结果相同。

BC

AB Ext

n d Z Z Z E I ++=

1

.max 05

.152.038

.226.238

.226.246.227.21=⨯++++=⨯++++=

E DC AD DC AD BC AB Ext Z Z Z Z Z Z Z Z kA

Z Z Z E I BC AB Ext n d 038.146.227.205.161

.max =++=++=

13-5

二．电流速断保护的有效保护范围

由于电流速断保护的整定值大于末端最大短路电流，故不能保护线路全长，在电流速断保护有效范围末端，最小运行方式下，两相短路时，其短路电流等于电流速断整定值I szd1。即：

由此解得，电流速断保护的最小长度为：

式中： ——最小运行方式下的系统等效阻抗

电流速断保护的有效范围为： ，一般K x 应≥15％ 为校验简单起见，可计算出在最小运行方式下，线路15%处两相短路时的最

小短路电流， 用 是否大于1来校验电流速断保护是否符合灵敏度要求，K Lm 越大保护范围也越大。

软件根据图（2）所示最小运行方式在线路L_BC 上距B 点0.15处两相短路的计算结果如下：可见由B 点流向线路L_BC 的短路电流正好等于1.545kA 。

)

2(min D I =1.545 kA

K Lm >1可见电流速断保护是否符合灵敏度要求的。

1min

1max )2(min

23szd xt d I L Z Z Ext I

=+*=

⎪

⎪⎭

⎫ ⎝⎛-*=

*max 11

min 231xt szd xt Z I E Z L %100m in

⨯=AB

X L

L K （13-3）

)

2(min D I szd D Lm

I I K /)2(min =m ax ⋅xt Z 28

.1211.1/545.1/)2(min ===szd D Lm I I K