距离保护整定计算

第五节 距离保护的整定计算
一、距离保护第一段 1.动作阻抗
(１)对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定，即取
AB K dz
Z k Z '='⋅1
2．动作时限
0≈'t 秒。

二、距离保护第二段
1．动作阻抗
（1）与下一线路的第一段保护范围配合，并用分支系数考虑助增及外汲电流对测量阻抗的影响，即
()BC k fz AB k dz
Z K K Z K Z '+''=''⋅1
式中
fz K 为分支系数
min ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=AB
BC
fz I
I K
（2）与相邻变压器的快速保护相配合
()B fz AB k dz
Z K Z K Z +''=''⋅1
取（1）、（2）计算结果中的小者作为1⋅''dz
Z 。

2. 动作时限
保护第Ⅱ段的动作时限，应比下一线路保护第Ⅰ段的动作时限大一个时限阶段，即
12C
A
B
A '
图3-50 电力系统接线图
A
Z 'B
A
B
Z B
C
Z Z 'Z ''Z '
''00.5t
Z 'Z ''Z '
''00.5t
3
A
Z 12C
A
B
A '
图3-50 电力系统接线图A
Z 'B
A
B
Z B
C
Z Z 'Z ''Z '
''00.5t
Z 'Z ''Z '
''00.5t
3
A
Z
t t t t ∆≈∆+'=''21
3.灵敏度校验
5.1≥''=
AB
dz
lm Z Z K
如灵敏度不能满足要求，可按照与下一线路保护第Ⅱ段相配合的原则选择动作阻抗，即
()2.dz fz AB k dz
Z K Z K Z ''+''=''
这时，第Ⅱ段的动作时限应比下一线路第Ⅱ段的动作时限大一个时限阶段，即
t t t ∆+''=''21
三、 距离保护的第三段
1．动作阻抗
按躲开最小负荷阻抗来选择，若第Ⅲ段采用全阻抗继电器，其动作阻抗为
min
.1.1
fh zq
h k dz
Z K K K Z '''='''
式中
2．动作时限
保护第Ⅲ段的动作时限较相邻与之配合的元件保护的动作时限大一个时限阶段，即
t t t ∆+'''='''2
3．灵敏度校验
作近后备保护时
5.11.≥'''=
⋅AB
dz
lm Z Z K 近
作远后备保护时
2
.1≥+'''=
⋅BC
fz AB
dz
lm Z K Z Z K 远
式中，K fz 为分支系数，取最大可能值。

思考：灵敏度不能满足要求时，怎么办？
解决方法：采用方向阻抗继电器，以提高灵敏度
方向阻抗继电器的动作阻抗的整定原则与全阻抗继电器相同。

考虑到正常运行时，负荷阻抗的阻抗角
fh ϕ较小，
（约为 25），而短路时，架空线路短路阻抗角d ϕ较大（一般约为 65~
85）。

如果选取方向阻抗继电器的最大灵敏角d lm ϕϕ=，则方向阻抗继电器的动作阻抗为
()fh d zq h k
fh dz
K K K Z Z ϕϕ-'''='''cos min
.1. 结论：采用方向阻抗继电器时，保护的灵敏度比采用全阻抗继电器时可提高
)cos(1fh d ϕϕ-。

四、阻抗继电器的整定
保护二次侧动作阻抗
jx TV
TA
dz
j dz K n n Z Z =.
式中
jx K ——接线系数
五、对距离保护的评价
1．主要优点
（1）能满足多电源复杂电网对保护动作选择性的要求。

（2）阻抗继电器是同时反应电压的降低与电流的增大而动作的，因此距离保护较电流保护有较高的灵敏度。

2.主要缺点
（1）不能实现全线瞬动。

（2）阻抗继电器本身较复杂，调试比较麻烦，可靠性较低。

例3-1 在图3-52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
h
图3-51 全阻抗继电器和方向阻抗继电器灵敏度比较
图3-52 网络接线图
M
11=''E 1⋅x X 1⋅x X m a x 2=⋅x X Ω25m i n
2=⋅x X d
护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段进行整定计算。

已知线路AB 的最大负荷电流
350max =⋅fh I A,功率因数
9.0cos =fh ϕ，各线路每公里阻抗Ω=4.01Z /km ，阻抗角 70=l ϕ，电动机的自起动系数
1=zq K ,正常时母线最低工作电压m in ⋅fh U 取等于110(9.0=e e U U kV )。

解： 1.有关各元件阻抗值的计算
2．距离Ⅰ段的整定 (1)动作阻抗：
Ω=⨯='='⋅2.101285.01AB k dz
Z K Z
(2)动作时间：0='t 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 1BC fz AB K dz Z K K Z K Z ⋅⋅'+''='
215.112)15.01(2122112⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=+⨯++==
X AB
X BC BC X X AB X fz X Z X Z Z X X Z X I I K
19
.1215
.11301220min .=⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛++=fz K
于是
Ω=⨯⨯+=''⋅02.29)2485.019.112(8.01dz
Z
2)按躲开相邻变压器低压侧出口2d 点短路整定
)(min .1B fh K AB k dz
Z K K Z K Z ⋅'+''='⋅
此处分支系数
m in
⋅fh K 为在相邻变压器出口2d 点短路时对保护1的最小分支系数，
Ω
=⨯⨯+==++=++==
⋅⋅3.72)1.4407.27.012(7.007.2130
12201'
'1max .2min .113min dz x AB x fz Z X Z X I I K
取以上两个计算值中较小者为Ⅱ段定值，即取Ω=⋅02.29'
'1dz Z
（2）动作时间
s t t t 5.0'
3''1=∆+=
4．距离Ⅲ段
(1) 动作阻抗
Ω
=⨯⨯=⋅⨯=
=
-'''='''⋅⋅⋅⋅⋅5.16335
.031109.031109.0)cos(max
max
min min .min
1fh fh fh fh fh d zq h k fh dz
I I U Z K K K Z Z ϕϕ
取
8.259.0cos ,70,1,15.1,2.11======='''-fh lm d zq h k K K K ϕϕϕ于是
Ω
3.165)8.2570cos(115.12.15
.163'
''1=-⨯⨯⨯=
⋅ dz Z
（2）动作时间 :t t t t t t ∆+'''=∆+'''='''2310181或
取其中较长者 0.25.035.01
=⨯+='''t s （3）灵敏性校验
1）本线路末端短路时的灵敏系数
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 fz AB
dz
lm Z K Z Z K max 1⋅⋅⋅+'''=
远
式中，
max
⋅fz 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3-54所示。

48.22525
1225min 2min 2max 112max =++=++==
⋅⋅⋅⋅x x AB x fz X X Z X I I K
②相邻变压器低压侧出口2d 点短路时的灵敏系数中，最大分支系数为
48.22525
1225min 2min 2max 113max =++=++==
⋅⋅⋅⋅x x AB x fz Z Z Z Z I I K
2
图3-54 整定距离Ⅲ段灵敏度校验时求 的等值电路m i n。

f z K m
i
n
2⋅x X 1⋅x X。