线路保护整定计算

间短路的保护，一般配置两段或三段，再根据实际情况考虑
是否再增加方向元件或电压元件。电流电压保护是最早发展
的一种保护，原理简单，其三段式阶梯特性是以定量作为故
障位置测量保护装置的典型方式，反应的电气量是电力系统
的基本电量，即反应电流突然增大、母线电压突然降低。因
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此，受系统运行方式的影响很大。
线路保护简介
电流保护
• Ⅱ段小结：
1. 限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长； 2. 依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性； 3. 与第Ⅰ段共同构成被保护线路的主保护，兼作第
Ⅰ段的近后备保护。
电流保护
• 过电流保护
•
按躲最大负荷电流整定，最大负荷电流应考虑常见方式下可
能出现的最严重情况，如双回线一回断开、备用电源自投、由
• 零序电流保护
110kV及以上电网中变压器中性点直接接地， 为大接地电流系统。当发生接地故障时,通过变压器 接地点构成短路通路, 系统中会出现零序分量。 110kV及以上的高压线路通常以零序电流方向保护 作为接地短路的保护，一般配置三段或四段。
运行经验表明,在中性点直接接地系统中,d(1)几 率占总故障率的70%∽90%，零序保护正确动作率 达97%以上，该保护简单可靠。
动作时间之和（可瞬时动作），故可不设电流速断保护； 末级线路保护亦可简化（Ⅰ＋Ⅲ或Ⅲ），越接近电源，tⅢ 越长，应设三段式保护。
过负荷保护
按躲最大负荷电流整定，计算公式：IDZ≥（Kk/Kf）IFH.max 式中：Kk——可靠系数，取Kk为1.05；
Kf——返回系数，取0.85～0.95 IFH.max——本线路最大负荷电流 时间定值可整定为4～6S告警
电流保护
• 方向元件的规定
1. 为了提高保护动作的可靠性，单侧电源线路的相电流保护 不应经方向元件控制。
2. 双侧电源线路的相电流和零序电流保护，如经核算在可能 出现的不利运行方式和不利故障类型下，均能与背侧线路 保护配合，也可不经方向元件控制；在复杂电网中，为简 化整定配合，相电流和零序电流保护宜经方向元件控制。 为不影响相电流和零序电流保护的动作性能，方向元件要 有足够的灵敏系数，且不能有动作电压死区。
变的励磁涌流（如电流定值躲不过最大配变的励磁涌流，可 加低电压闭锁功能），计算公式： • IDZ.Ⅱ≥√3/2ID.min/Klm • 式中：Klm——灵敏系数： • a）20km以下的线路不小于1.5； • b）20～50km的线路不小于1.4； • C）50km以上的线路不小于1.3。 • ID.min——本线路末端最小短路电流的数值 • 时间按配合关系整定，时间定值整定为0.1S
线路保护整定计算
主要内容
1.继电保护的任务、分类及基本要求 2.线路保护简介 3.电流保护 4.距离保护 5.零序电流保护 6.纵联保护
继电保护的任务、分类及基本要求
1、继电保护在电力系统中的任务是什么？ 反映保护电力系统元件的故障 反映电气设备的不正常工作状态 2、电力系统对继电保护的基本要求？
• 距离保护
110kV及以上的高压线路通常以距离保护作为 相间短路的保护，一般配置三段。距离保护是以反 应从故障点到保护安装处之间阻抗大小（距离大小） 的。距离保护的三段式阶梯特性也是以定量测量判 断故障位置，但因其判断故障位置的量是非电气量 距离，因而其保护区不受系统运行方式的影响。
线路保护简介
• 电流保护的应用范围：
35KV及以下的单电源辐射状网络中；在110KV及以上，作 辅助保护。
电流保护
• 方向电流保护问题的提出
双电源多电源和环形电网供电更可靠,但却带来新的保护问 题。 解决办法：加装方向元件——功率方向继电器。仅当它 和电流测量元件均动作时才启动逻辑元件。
电流保护
• 双侧电源网络中电流保护整定的特点
可靠系数主要考虑的是：各种影响因素的相对误差。 如：继电器测量误差、互感器误差和参数测量误差等。 在线路较短时，还应当考虑绝对误差。 动作时限： （固有的测量时间） 保护范围稳定，几乎不受运行方式的影响。
距离保护的整定计算原则
2、距离保护Ⅱ段的整定
为弥补距离Ι段不能保护本线路全长的缺陷，增设距离Ⅱ段， 要求它能够保护本线路的全长，保护范围需与下级线路的距离 Ι段(或距离Ⅱ段)相配合。
A
Im.1
S
1
B
Im.2
2
C R
W
1）与相邻下级线路距离Ⅱ段或Ⅲ段相配合。 2）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定。考虑到外部故障切除后， 电动机自启动的情况下，距离Ⅲ段能够可靠返回的要求。 ——即故障切除后，应当可靠返回。 3）与相邻变压器保护相配合。
距离保护的评价
选择性
在多电源的复杂网络中能保证动作的选择 性。
通用整定规则
• 联络线原则
• 相间距离保护Ⅲ段 ①按本线路故障有规定灵敏度整定。 ②按躲最小负荷阻抗整定。 ③按与相邻线路的相间距离保护配合整定。 ④校核定值不应伸出相邻变压器其它小阻抗侧。（定值若躲不
过，时间延长到设置时间；若躲得过，按整定级差取） ⑤按相邻线路末端故障有灵敏度整定。 ⑥按相邻变压器末端故障有灵敏度整定。
电流保护
• 对电流保护的评价
1、 选择性：在单测电源辐射网中，有较好的选择性（靠IdZ、t），但在
多电源或单电源环网等复杂网络中可能无法保证选择性。 2、 灵敏性：受运行方式的影响大，往往满足不了要求。（电流保护的缺
点） 例：第Ⅰ段：运行方式变化较大且线路较短，可能失去保护范围；第Ⅲ段：
长线路重负荷（If增大，Id减小），灵敏性不满足要求。 3、 速动性：第Ⅰ、Ⅱ段满足；第Ⅲ段越靠近电源，t越长。 4、 可靠性：线路越简单，可靠性越高。
②在外部故障切除后，电动机自起动时，应可靠返回。
电流保护
• Ⅲ段小结：
1. 第Ⅲ段的IdZ比第Ⅰ、Ⅱ段的IdZ小得多，其灵敏度比第Ⅰ、 Ⅱ段更高；
2. 在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限都互相配合时， 才能保证选择性；
3. 保护范围是本线路和相邻下一线路全长； 4. 电网末端第Ⅲ段的动作时间可以是保护中所有元件的固有
电流保护
•电流速断保护（第Ⅰ段）：
对于仅反应于电流增大而瞬时动作电流保护，称 为电流速断保护。 图中: 1--最大运行方式下d(3) 2--最小运行方式下d(2) 3--保护1第一段动作电流
电流保护
• 电流速断保护
•
按躲过本线路末端最大三相短路电流整定，计算公式：
• IDZ.I≥KkID.max
继电保护整定计算按联络线原则。
线路保护简介
• T接线
对于T接线的电网结构，要进行认真分析。除了 特殊电网结构的T接线要兼顾联络线以外，一般都可 等同于终端线。
继电保护整定计算按终端线原则。
通用整定规则
• 终端线原则
• 电流保护I段 ①按躲本线路末端变压器其它侧故障整定。 • 电流保护Ⅱ段（可省略） ①按本线路末端故障有规定灵敏度整定。 ②按躲本线路末端变压器其它侧故障整定。 ③按与本线路变压器时限速断保护配合整定。 • 电流保护Ⅲ段 ①按本线路末端故障有规定灵敏度整定。 ②按本线路变压器其它侧故障有灵敏度整定。 ③按躲最大负荷电流整定。
A1
2 B3
4C
保护1的II段
保护3的I段
正确的设计 ——>实现相互配合
距离保护的整定计算原则
2、距离保护Ⅱ段的整定
电网结构复杂，还有其他回路的影响，因此，需要考虑分支
电流的影响。电流保护与此类似。
A1
2 B3
4C
5
6
7
保护1的Ⅱ段应当与3、5、6、7的Ι段配合。
距离保护的整定计算原则
3. 距离保护Ⅲ段的整定
继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性 的要求。这四“性”之间紧密联系，即矛盾又统一。 可靠性 选择性 灵敏性 速动性
线路保护简介
线路保护配置与电压等级、电网结构有 着密切关系，分类如下：
电流电压保护 距离保护 零序电流保护 纵联保护
线路保护简介
•
电流电压保护
35kV及以下的线路保护通常以电流保护为主，作为相
• 式中：Kk——可靠系数，取Kk≥1.3；
•
ID.max——本线路对侧或两侧最大三相短路电流的数值
• 时间定值整定为0S。
电流保护
• Ⅰ段小结：
1. 仅靠动作电流值来保证其选择性 ； 2. 能无延时地保护本线路的一部分。 3. 不是一个完整的电流保护。
电流保护
• 延时电流速断保护 • 按保本线路末端有足够的灵敏度整定且能躲过下级最大配
• 限时电流速断保护 • 原则与单侧电源网络中第Ⅱ段的整定原则相同，与相邻线
路Ⅰ段保护配合。但需考虑分支电路的影响。 引入分支系数：
• 仅有助增时： • 仅有外汲时： • 无分支时：kfz=1
电流保护
• 对方向电流保护的评价
1. 在多电源网络及单电源环网中能保证选择性； 2. 快速性和灵敏性同前述单侧电源网络的电流保护； 3. 接线较复杂，可靠性稍差，且增加投资； 4. 出口短路时，方向元件有死区，使保护有死区。
线路保护简介
三段式距离保护和三段式电流保护一样，都是 典型的以定量测量判断故障位置的保护，有共同的 缺点：依靠定量测量，难以达到全线路瞬时切除故 障的要求；共同的优点：能对相邻线路起到远后备 的保护作用。
纵联保护依靠测量元件的定性测量判断故障位 置。优点：实现全线瞬时切除故障；缺点：需要配 置后备保护。
通用整定规则
• 联络线原则
• 相间距离保护Ⅰ段 ①按躲本线路末端故障整定。 ②按躲本线路末端变压器其它小阻抗侧故障整定。
通用整定规则
• 联络线原则
• 相间距离保护Ⅱ段 ①按本线路末端故障有规定灵敏度整定。 ②按与相邻线路的相间距离保护配合整定。 ③按与相邻线路的电流电压保护配合整定。 ④按与相邻线路纵联保护配合整定。 ⑤按相邻无保护线路末端故障有灵敏度整定。 ⑥按躲本线路末端变压器其它小阻抗侧故障整定。
距离保护的整定计算原则
与电流保护类似，距离保护一般也都采用相互配合的三段式 配置方式，即分成距离Ι段、Ⅱ段和Ⅲ段。
距离Ι段和距离Ⅱ段作为本级线路的主保护，距离Ⅲ段作为 本线路的近后备和相邻线路的远后备。
A1
2 B3
4C
保护1的各段保护范围
距离保护的整定计算原则
A1
2 B3
4C
保护2的各段保护范围
线路保护简介
• 纵联保护
220kV及以上的高压、超高压线路通常以纵联 保护达到全线瞬时切除故障的要求，再配置三段式 相间距离保护、三段式接地距离保护及两段零序电 流保护作后备。纵联保护依靠测量元件的定性测量 判断故障位置，借助于通道，将判别量传送到各侧， 然后根据特定的关系，判定区内、区外故障性质， 以达到瞬时切除全线故障的目的。判别元件和通道 是纵联保护构成的主要部分。
距离保护的整定计算原则
1、距离保护Ι段的整定 距离保护Ι段为瞬时速动段，同电流Ι段一样，它只反应本线路的故障，
为保证动作的选择性，在本线路末端或下级线路始端故障时，应可靠地不 动作。
A1
2 B3
4C
保护1
保护2
距离保护的整定计算原则
1、距离保护Ι段的整定
为保证动作的选择性，在本线路末端或下级线路始端故障时， 应可靠地不动作。
通用整定规则
• 联络线原则
• 电流保护I段 ①按躲本线路末端故障整定。 • 电流保护Ⅱ段 ①按本线路末端故障有规定灵敏度整定。 ②按与相邻线路的电流电压保护配合整定。 ③按躲本线路末端变压器其它小阻抗侧故障整定。 ④按相邻无保护线路末端故障有灵敏度整定。 • 电流保护Ⅲ段 ①按躲最大负荷电流整定。 ②按相邻线路末端故障有灵敏度整定。 ③按与相邻变压器时限速断保护配合整定。
线路保护简介
几种典型电网结构 • 终端线
整定原则的应用与电网结构有关，最明显的属 线变组情况。辐射状配出负荷，结构清晰，继电保 护的配置与整定也简单。
继电保护整定计算按终端线原则。
线路保护简介
• 联络线
配电网具有网络密集、线路短、电源与负荷集 中的特点，最常见的就是联络线了。
各级串供线路间的保护配合就尤为重要。与相 邻线路保护进行配合整定时，比如II段先与相邻I段 配合，然后对得到的定值进行灵敏度校验，若灵敏 度不满足要求，就与II段进行配合。
调度部门提供的事故过负荷、负荷自起动电流等。计算公式：
• IDZ.Ⅲ≥（Kk/Kf）IFH.max
• 式中：Kk——可靠系数，取Kk≥1.2；
•
Kf——返回系数，取0.85～0.95
•
IFH.max——本线路最大负荷电流
•
时间按配合关系整定，时间定值整定为0.4S
• Ⅲ段整定值的计算和灵敏性校验
①躲最大负荷电流