距离保护整定计算习题

距离保护整定计算习题（精选9篇）

篇1：距离保护整定计算习题

【例题1】

如图所示35kV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LAB=20km，LBC=30km，线路电抗x1=0.4/km。

（2）变电所B、C中变压器连接组别为Y/d-11，且在变压器上装设差动保护。（3）线路AB的最大传输功率为Pmax=9.5MW，cos=0.9，自启动系数取1.3。

（4）T1、T2变压器归算到被保护线路电压等级的阻抗为28Ω，系统电抗为Xs.max=7.9，Xs.min=5.4。试对线路AB的保护进行整定计算与校验。

A120kmS 35kVB2T130kmECT2D

【例题2】

如下图所示220kV网络，对断路器1处配置的三段式零序电流保护（不考虑非全相运行状态时系统发生振荡的情况）进行整定，计算定值、动作时间并校验灵ⅡⅢ敏度。（KⅠKK1.2，零序最大不平衡电流的计算系数综合考虑为relrelrelKnpKtxKer0.1。C母线三段零序电流保护动作时间为1秒）。

A1B2CX1=15X0=12X1=40X0=115220kVX1=30X0=110X1=25X0=17

【例题3】

已知系统参数如下:

1）系统的正序阻抗Zl0.45/km，k65；

2）线路上采用三段式距离保护，阻抗原件采用方向阻抗继电器，继电器的最灵敏角sen65；

3）保护2、3的Ⅲ段最长时限为2s；

4）线路AB、BC的最大负荷电流为IL.max400A，功率因数为cos0.9，自启动系数Kss2；

5）变压器采用差动保护，两台变压器的容量相等，SN15MVA，短路电压百分比Uk%10.5，变比110/10.5kV；

6）系统的阻抗，ZS110，ZS2.min30，ZS2.max。试对保护1的各段进行整定。A130kmS1 110kVB238kmECD362kmS2

篇2：距离保护整定计算习题

2013.8.8

第一部分 参数、潮流、短路计算 第一章 参数计算

第一节 线路、变压器参数计算

一、标幺值及计算关系式

1、标幺值计算式：

标幺值（相对值）=有名值/基准值

2、电气量标幺值计算关系式：

1）取R、X、Z为电阻、电抗、阻抗的有名值；R*、X*、Z*为电阻、电抗、阻抗的标幺值；ZB为阻抗的标幺值。则有：

R*=R/ZB； X*=X/ZB； Z*=Z/ZB 2）取I、U、S为电流、电压、功率的有名值；I*、U*、S*为电流、电压、功率的标幺值；IB、UB、SB为电流、电压、功率的基准值。则有：

I*=I/IB； U*=U/UB； S*=S/SB

篇3：距离保护整定计算习题

继电保护作为保障电力系统安全稳定运行的重要手段, 其定值的优劣直接影响到保护装置的性能。电网规模的扩大及全国联网的形成给电力系统继电保护整定计算带来了新的挑战。从全局最优角度选取的保护定值, 可以最大限度地发挥保护装置的作用, 满足用户的期望和保证整体保护效果最佳。

针对所有保护进行全局优化, 虽然可以改善保护定值性能, 但势必带来大量保护定值的变更, 造成系统保护定值的不稳定。从保护定值的计算到定值通知单的下发和实际系统中保护装置定值的更改需要一定的周期, 且实际系统中保护装置的定值并不能保证同时更改, 从而造成系统中的有些保护在一定时间内处于失配状态。这违背整定计算的初衷, 为系统的安全稳定运行埋下隐患。因而在满足灵敏性和选择性的基础上, 尽量减少定值更改保护的数目的同时, 实现局部更改保护定值的动作时间最短, 不仅可以保证系统保护定值的稳定性, 还实现了局部最优, 对于缓解上述问题具有重要的意义, 且可以减轻整定计算人员的工作量。以下介绍一种具有实用价值的方法。

2 相关概念的定义

如图1所示系统, R1、R10和R2、R11分别为两条相邻线路L1和L2上的保护。在整定计算时, 为了满足选择性的要求, 保护R1和R2、R10和R11必须相互配合。因此, 在整定过程中, 若想保护R1、R10的定值不更改, 保护R2、R11的定值就必须满足一定的约束条件, 以保证R1和R2、R10和R11之间的选择性。

对于任一保护, 在整定计算过程中都将处于两种状态:其一, 作为整定对象以获得其定值, 此时它需要与其对侧母线出线上的相邻保护配合;其二, 作为非整定对象以帮助其它相关保护获得定值, 在这种情况下, 该保护所在母线出线上的相邻保护需要与其进行配合。第一种状态称之为主动状态, 而第二种则被称为被动状态。根据保护所处状态的不同, 前述的约束条件可分为主动约束条件和被动约束条件

所谓主动约束条件, 指的是对处于主动状态的保护, 为了使得该保护对侧母线出线上的保护定值不变, 该保护定值所必须满足的条件。在整定计算时, 该保护需要与其相邻保护配合, 作为相邻线路的远后备保护。如图1所示系统, 在整定R1时, R1需要与R2配合, 为了使得R2的定值保持不变, R1定值所必需满足的条件就是主动约束条件。

所谓被动约束条件, 指的是对处于被动状态的保护, 为了使得其所在母线出线上的相邻保护定值不变, 该保护定值必需满足的条件。在整定计算时, 该保护所在母线出线上的相邻保护需要与其配合, 作为该保护所在线路的远后备保护。在图1所示系统中, 为了使得R1、R15定值不变, R2定值所必需满足的条件就是被动约束条件。

在进行继电保护离线整定计算的重要环节——方式组合时, 往往通过轮停保护所在线路两侧母线上的元件来选取最苛刻的运行方式, 这充分说明当一条线路 (或变压器等) 停运 (或投运) 时, 与该线路上的保护相邻的保护 (这些保护所在线路与停运线路有一端或两端共母线) , 其定值受到的影响最大。于是, 将这条停运 (或投运) 的线路 (或变压器等其它元件) 称为扰动源, 扰动源、扰动源所在母线及这些母线所连接的线路统称为扰动域, 扰动域中线路上装设的保护为扰动域保护。虽然根据整定时保护对侧、背侧电气元件轮停的传统运行方式组合方法来确定扰动域保护具有一定的局限性, 尤其在大规模复杂网络厂站组合方式变化较多时, 但是根据整定计算的实际经验可知, 厂站运行方式变化往往仅对厂站周围的保护产生较大的影响, 而且按照这种方法确定的扰动域保护仅仅是初始整定范围的保护, 厂站方式变化影响到的其它保护也会在后续的整定计算过程中被逐步纳入整定范围, 因而这种确定扰动域保护的方法的局限性会被大大减小, 甚至完全消除。在图1所示系统中, 假设在母线Bus2和Bus3之间增加一条线路L10, 那么线路L10为扰动源, 线路L10、L1 、L2、L3、L5、L6构成扰动域。处于扰动域的保护, 其定值更改的概率最大, 因而这些保护将作为整定计算的起始保护。

3 约束条件的计算及优化配合

3.1 约束条件的计算

主动约束条件直接根据整定计算公式获得, 而被动约束条件的计算则是整定计算的逆运算, 它通过反推来获得被约束保护的定值应该满足的条件。

对于距离保护 (以相间距离保护为例) , 其整定计算公式为

undefined

式 (1) 中, Zdz、Tdz分别为整定保护的动作定值和动作时间, Z′dz、T′dz分别为相邻配合保护配合段的动作定值和动作时间, KK为可靠系数, Kf为助增系数 (相间距离保护为正序助增, 接地距离保护为正、零序助增的较小者) , ZL为保护所在线路的正序阻抗, Ksen为灵敏度系数, Tdzmin 为整定保护动作时间下限, Δt为配合时间级差。当与相邻线路纵联配合时, Z′dz=Z′L, T′dz=0, 其中Z′L 为相邻保护所在线路的正序阻抗。

主动约束条件直接根据式 (1) 计算, 而对于被动约束条件则根据式 (1) 的反推公式, 即式 (2) 来计算。

undefined

式 (2) 中Zundefined和Tundefined分别为相邻的需要与整定保护配合的远后备保护的动作定值和动作时间, Zundefined为远后备保护所在线路的正序阻抗, 其它变量的含义与式 (1) 相同。

3.2 原有保护配合顺序的优化

在整定计算时, 保护分为新保护和原有保护两种类型。所谓新保护指的是新投运线路上安装的尚无整定值的保护;而原有保护指的是现有在运行线路上的已有整定值的保护。

对于新保护, 其整定计算以满足灵敏度为条件, 按照《220～500kV电网继电保护装置运行整定规程》 (以下简称整定规程) 指定的原则逐级配合。根据实际工程整定计算经验, 若对原有保护仍然采用整定规程中的整定配合顺序, 可能会造成大量保护定值的更改。为克服这一问题, 结合整定计算实际运行经验, 本文提出了实用的适用于原有保护的配合顺序优化算法。其主旨思想是:根据保护的原动作时间再现原来的配合状态, 进而确定保护定值是否需要更改, 若保护定值不需要更改, 则保护定值保持不变, 若保护定值需要更改, 则根据整定规程整定保护的新定值。其具体步骤如下:

1) 根据保护原来动作时间判断与相邻保护的配合状态, 以II段整定计算为例:

若TdzII≥T′dzII+Δt, 则保护配合状态为与相邻II段配合。

若TdzII

2) 根据步骤 (1) 确定的配合状态计算保护整定值, 称为校核定值。

3) 比较校核定值和保护原定值, 判断保护定值是否需要更改。

4) 若保护定值需要更改, 则按整定规程中原则重新整定保护定值;否则, 维持保护定值不变。

结合整定计算实际运行经验, 判断保护定值是否更改的基本原则是:若保护原始定值在新网络结构下能够同时满足选择性和灵敏性, 保护在新网络结构下的定值即新定值维持不变、取原始定值;若保护原始定值的选择性和灵敏性有一个无法满足, 那么在新网络结构下, 保护定值必须更改。

4 优化算法流程及说明

在对一些概念和计算方法进行说明之后, 根据“整定稳定、局部最优”的距离保护优化原则, 本文优化算法流程如图2所示。对图2各步骤的说明如下:

步骤1:确定扰动域。扰动域根据定义来确定, 处于扰动域范围内的线路上的保护将作为本次整定计算的初始整定范围, 也就是整定计算的起点。

步骤2:计算主动约束条件和被动约束条件。扰动域确定后, 接下来就是计算主动约束条件和被动约束条件。对于处于扰动域范围内的保护, 根据其与相邻非扰动域范围内的保护之间的关系 (主/后备关系) , 分别计算其对应的主动约束条件和被动约束条件, 这些约束条件将作为步骤4中判别整定过程是否需要结束的条件。若扰动域为第一次确定, 除作为扰动源的线路上的保护除外 (因为这些保护的相邻主/后备保护都需要整定) , 所有保护均需要计算其对应的约束条件;但对于第二次及以后确定的扰动域, 只需要计算扰动域边界线路上的保护所对应的约束条件。

步骤3:主体整定计算部分。对于扰动域范围内的保护, 除了新增线路上的保护是新保护 (没有原定值) 外, 其它保护均为原有保护 (有原定值) 。对于原有保护则按照2.2中的优化配合顺序来整定, 而对于新保护, 则按照整定规程中的原则来整定。由于整定规程中的原则以动作定值满足灵敏度作为条件, 只要配合出来的动作定值满足灵敏度, 则不再与相邻保护的更高段 (如II段与相邻纵联保护配合满足灵敏度时就不再与相邻II段配合) 配合, 因而保护的动作时间最短, 从动作时间上说, 它实现了保护定值的局部最优。

步骤4:判别程序是否结束。若所有主动约束条件和被动约束条件均满足, 则结束本次整定过程;否则, 进入步骤5。

步骤5:扩充扰动域。在扩充扰动域时, 不再将所有与扰动域相邻的线路都纳入扰动域, 而是将那些不满足约束条件的保护的相邻保护纳入扰动域, 作为新的整定计算范围。如若保护RA不满足被动约束条件, 则将其所在母线出线上的相邻保护 (这些保护需要与RA配合) 纳入整定范围;若保护RB不满足主动约束条件, 则将其对侧母线出线上的相邻保护 (RB需要与这些保护配合) 纳入整定范围, 其目的是最大限度的减少扰动域所包括的保护范围, 保证系统保护定值的基本稳定性。

5 算例

以某实际省级电力系统网络拓扑为基础, 假设由于工程建设, 网络拓扑结构发生变化, 即增加一个220kV变电站, 3条220kV输电线, 同时删除原来的一条220kV输电线。为此需要对全网保护进行一次新的整定计算。表1为两种算法下定值更改保护数目及动作时间总和。其中传统方法为仅按照整定规程而不考虑任何优化的方法。

从表1可以看出, 采用传统计算方法, 保护的动作时间总和较小, 但保护更改数目较多, 而采用本文优化算法, 虽然动作增加有所延长, 但更改保护数目却减少了45.2%。虽然本文方法得到的动作时间总和有所增加, 但其大大减少了更改保护的数目, 保证了系统保护定值的相对稳定性, 能够很好的满足实际工程需要, 具有很好的实用价值。

6 结论

综上所述在介绍相关概念的基础上, 对主动约束条件和被动约束条件的计算作了详细的说明, 同时对原有保护的整定配合顺序进行了优化。据此, 对基于“整体稳定、局部最优”原则的距离保护优化计算方法的算法流程进行了详细的阐述。算例表明, 本文方法在大大减少定值更改保护数量的同时, 实现了局部保护定值的最优, 具有很好的工程应用价值。

摘要：结合我国“逐级配合”整定计算原则的特点和实际工程应用的现状, 从保持保护系统的相对稳定出发, 提出了“整体稳定、局部最优”的距离保护整定计算优化配合算法, 即通过主动约束条件和被动约束条件的计算和配合顺序的优化来实现距离保护整定计算的优化。

关键词：距离保护,优化配合,约束条件

参考文献

[1]曹国臣, 蔡国伟, 王海军.继电保护整定计算方法存在的问题与解决对策[J].中国电机工程学报, 2003, 23 (10) :51-56.

[2]王广学, 俸玲, 李小娟.电力系统输电线路接地距离保护整定计算研究[J].电网计术, 2002, 26 (2) :49-53.

篇4：继电保护整定计算分析探讨

关键词：电力系统；自动化；整定计算；继电保护

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）18-0130-02

继电保护装置保障了电力系统安全运行， 是电力系统不可缺少的部分，合理配置与正确使用继电保护装置就显得非常重要。继电保护装置必须满足选择性、可靠性、速动性、灵敏性四要求，简称“四性”。除可靠性要依赖于继电保护装置本身之外，选择性、灵敏性、速动性均取决于保护定值，因此做好电力系统继电保护定值的整定计算工作是保证电力系统安全运行的必要条件。

1 继电保护装置

当电力系统本身或电力系统中的电力元件（如线路、发电机等）发生了故障，危及电力系统运行安全时，能够向操作人员及时发出报警信号或者直接向断路器发出跳闸指令以终止危险事件发生的一种自动化设备和措施，我们称之为继电保护装置。

1.1 继电保护的整定计算

继电保护整定计算是继电系统保护中一项重要工作。继电保护又分为电网保护（线路保护）和电厂保护（元件保护）。实质上，电网保护和电厂保护的定值整定计算是相同的，研究保护对象发生故障后出现的特征量的变化规律，设计一种自动装置——继电保护，反映该特征量，当特征量达到预定的定值，装置自动动作于断路器切除故障对象。整定计算工作也应适应继电保护的发展需要，创新计算方法，探究解决新问题。随着电力系统运行状况不断变化，参数超出规定值时，就需要我们对部分乃至全部保护值进行重新整定，使之满足新的运行要求。继电保护整定计算要统一、辨证、合理、科学地运用。

1.2 继电保护基本原理

继电保护的原理是利用电力系统中元件发生异常情况或短路时的电气量（频率、功率、电压、电流等）的变化，形成继电保护动作判断标准，也可测定其他物理量，如变压器油箱故障时，就会发生油流速度增大、瓦斯浓度提高、油压强度增高的现象。通常继电保护装置包括执行部分、逻辑部分、测量部分、定值调整部分。

1.3 继电保护整定计算的基本原则和规定

继电保护整定计算应以正常运行方式为依据。继电保护整定计算工作不能独立于继电保护之外，必须满足“四性”的要求。对于超过220kV电压的电网线路继电保护多采取近后备原则。遵循上、下级继电保护的整定逐级配合的原则，满足选择性的要求。对于变压器中性点接地运行方式的选择，应尽量保证零序阻抗基本稳定。灵敏度与正常运行方式下的其他故障类型进行比较，以保护断路器在跳闸前后全部能满足预定的灵敏度要求。

2 继电保护整定计算的任务

2.1 继电保护方案确定

整定计算人员应根据本区电网的变压器特点和实际运行状况来决定选定变压器保护所需要的功能块，以保证功能模块与功能之间的一一对应。随着微机保护装置功能的完善，由整定计算人员根据实际具體情况确定保护方案。

2.2 调整装置之间的配合关系

通过计算短路电流，将相近的两保护装置进行灵敏度与动作时间的匹配测试，从而保证选择性科学合理。在电力系统发生故障时，多级保护模块之间协调作用，保障了保护功能的有效。现代超高压电网要求保护装置要做到不“误动”、不“拒动”。对于继电保护的整定计算，应树立“全面科学保护”的理念，全过程、多视角、多层次地思考不同功能块之间的协调关系。

3 分析定值整定保护危险点

继电保护定值整定相关计算需要待线路参数实测后进行校核，以消除定值整定全过程的危险点，以实现电网安全运行、可控在控的目标。

3.1 故障计算

当电力系统正常运行之时，相与地（或中性线）之间、相与相之间发生非正常的连接时，系统流过的电流，我们称之为短路电流。短路电流之值远远大于正常电流 ，其具体数值取决于短路点与电源的物理距离。短路电流的计算图表或计算公式，均以三相短路为计算条件。原因是三相短路电流大于二相短路和单相短路时的电流。掌握了分断三相短路电流的方法，定能够分析二相短路电流和单相短路电流。短路计算程在对零序互感的处理上，不可避免地都存在着忽略和简化。选择合理的运行方式是充分发挥保护系统功能、改善保护效果的关键要素。

3.2 配合系数选择

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。正序网络的助增系数和零序网络的分支系数均为配合系数。我们需要正确选择和确定分支系数，以免对保护范围的大小和零序保护的定值产生不利影响，甚至影响保护各段的准确性及配合性能。

3.3 辐射型电网

电流分支系数是相邻线路发生短路或断路故障时，流过本线路的短路电流与流过相邻线路短路电流之和的比值。距离保护，助增系数Kz与电流分支呈反比关系。

4 选择微机型继电保护装置

微机型继电保护装置具备如下优势：（1）功能强大，运行性能好，故障率低；（2）自检功能全面，可随时监控运行状态；（3）期远程通讯功能开发良好，易于实现远距离控制；（4）生产、安装、调试简便、高效，促进了继电保护技术进步，受到运行，设计，制造各方面的欢迎和认可。

总之，继电的全过程是一个完善的系统工程，需要多个部位的配合协调，方能保障运行的可靠性。保护定值错误隐蔽性较强，在系统正常运行过程中难以发现与采取措施，因此保护定值整定的全过程必须有预案，处理及时。随着科学技术的不断进步，整定计算工作者必须在工作中不断地改进和完善整定计算的工具和方法，使继电保护整定计算工作更为准确和快捷以适应电力系统安全运行实际需求。

参考文献

[1] 符良震.基于110kV电网继电保护整定计算的探讨[J].企业家天地（理论版），2010，（9）：256 .

[2] 贾海韫，王诗然.继电保护整定校核系统研究[J].沈阳工程学院学报（自然科学版），2010，（2）： 47-49 .

[3] 溥传喜.刍议继电保护整定计算[J].中国新技术新产品， 2010，（7） ：155-156 .

篇5：委托继电保护整定值计算申请

托

书

广州供电局有限公司黄埔供电局：

我公司负责广州市裕东物流股份有限公司用户用电工程（SQ***6），该工程电源由10kV庙头F25裕东物流开关站接取，变压器总容量为5000kVA（2×1250kVA+1×2500 kVA），进线柜1台，出线柜3台，计量柜1台。现委托贵局提供广州市裕东物流股份有限公司高压室继保整定值。

请予以配合，多谢合作！

广东南电建设工程有限公司

****年**月**日

篇6：距离保护整定计算习题

我接触继电保护整定计算工作已经有一个多月了，这期间一直在胡支书的悉心指导下进行启备变和发变组的保护定值整定计算工作，通过这一个多月的整定计算工作对继电保护有了自己的认识，在我看来，继电保护即是指通过继电保护装置判断电力系统及其元件故障和危及安全运行的异常工况，并根据故障或异常工况制定出的反事故自动化保护，它与热工保护一起构成了火电厂最为重要的保护系统，这整套系统在我们厂未来的安全稳定运行工作中将起到至关重要的作用。

继电保护的基本任务是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。上述基本任务阐明了继电保护起到的重要作用，比如：当发电机发生相间短路故障时将会触发对应的发电机纵差动保护，该保护将在毫秒内实现停机，从而避免发电机因相间短路故障产生的巨大短路电流损坏发电机事故及扩大事故范围，又比如：当起动/备用变压器在运行中发生高压侧相间短路故障时将会触发对应的变压器差动保护或复压过流保护，该保护将在不到毫秒内跳开变压器高低压侧开关，从而避免因变压器高压侧相间短路故障产生的巨大短路电流损坏变压器事故及扩大事故范围，正是这些不同的继电保护在设备发生各种故障时有选择地、迅速地、可靠地、灵敏地将故障设备从系统中切除，从而避免了进一步的损坏事故和扩大事故范围，因此我们不难看出继电保护对于火电厂的安全稳定运行有着重要的意义，试想一下，如果在发电机发生相间短路故障后，没有任何保护能及时地对此做出反应将发电机从系统中切除，那发电机因相间短路故障产生的巨大短路电流将如一把利剑给与发电机不断的重创直至发电机彻底损坏，这样将会导致无法估量的经济损失乃至人员伤亡。

篇7：距离保护整定计算习题

10kV配电线路结构特点是一致性差，如有的为用户专线，只接带一、二个用户，类似于输电线路；有的呈放射状，几十台甚至上百台变压器T接于同一条线路的各个分支上；有的线路短到几百m，有的线路长到几十km；有的线路由35kV变电所出线，有的线路由110kV变电所出线；有的线路上的配电变压器很小，最大不过100kVA，有的线路上却有几千kVA的变压器；有的线路属于最末级保护，有的线路上设有开关站或有用户变电所等。问题的提出

对于输电线路，由于其比较规范，一般无T接负荷，至多有一、二个集中负荷的T接点。因此，利用规范的保护整定计算方法，各种情况均可一一计算，一般均可满足要求。对于配电线路，由于以上所述的特点，整定计算时需做一些具体的特殊的考虑，以满足保护“四性”的要求。整定计算方案

我国的10kV配电线路的保护，一般采用电流速断、过电流及三相一次重合闸构成。特殊线路结构或特殊负荷线路保护，不能满足要求时，可考虑增加其它保护(如：保护Ⅱ段、电压闭锁等)。下面的讨论，是针对一般保护配置而言的。

(1)电流速断保护：

由于10kV线路一般为保护的最末级，或最末级用户变电所保护的上一级保护。所以，在整定计算中，定值计算偏重灵敏性，对有用户变电所的线路，选择性靠重合闸来保证。在以下两种计算结果中选较大值作为速断整定值。

①按躲过线路上配电变压器二次侧最大短路电流整定。实际计算时，可按距保护安装处较近的线路最大变压器低压侧故障整定。

Idzl=Kk×Id2max

式中Idzl-速断一次值Kk-可靠系数，取1.5

Id2max-线路上最大配变二次侧最大短路电流

②当保护安装处变电所主变过流保护为一般过流保护时(复合电压闭锁过流、低压闭锁过流除外)，线路速断定值与主变过流定值相配合。

Ik=Kn×(Igl-Ie)

式中Idzl-速断一次值

Kn-主变电压比，对于35/10降压变压器为3.33Igl-变电所中各主变的最小过流值(一次值)Ie-为相应主变的额定电流一次值③特殊线路的处理：

a．线路很短，最小方式时无保护区；或下一级为重要的用户变电所时，可将速断保护改为时限速断保护。动作电流与下级保护速断配合(即取1.1倍的下级保护最大速断值)，动作时限较下级速断大一个时间级差(此种情况在城区较常见，在新建变电所或改造变电所时，建议保护配置用全面的微机保护，这样改变保护方式就很容易了)。在无法采用其它保护的情况下，可靠重合闸来保证选择性。

b．当保护安装处主变过流保护为复压闭锁过流或低压闭锁过流时，不能与主变过流配合。

c．当线路较长且较规则，线路上用户较少，可采用躲过线路末端最大短路电流整定，可靠系数取1.3～1.5。此种情况一般能同时保证选择性与灵敏性。

d．当速断定值较小或与负荷电流相差不大时，应校验速断定值躲过励磁涌流的能力，且必须躲过励磁涌流。

④灵敏度校验。按最小运行方式下，线路保护范围不小于线路长度的15%整定。允许速断保护保护线路全长。

Idmim(15%)/Idzl≥1

式中Idmim(15%)-线路15%处的最小短路电流Idzl-速断整定值(2)过电流保护：

按下列两种情况整定，取较大值。

①按躲过线路最大负荷电流整定。随着调度自动化水平的提高，精确掌握每条线路的最大负荷电流成为可能，也变得方便。此方法应考虑负荷的自启动系数、保护可靠系数及继电器的返回系数。为了计算方便，将此三项合并为综合系数KZ。

即：KZ=KK×Kzp/Kf式中KZ-综合系数

KK-可靠系数，取1.1～1.2Izp-负荷自启动系数，取1～3Kf-返回系数，取0.85

微机保护可根据其提供的技术参数选择。而过流定值按下式选择：

Idzl=KZ×Ifhmax

式中Idzl-过流一次值

Kz-综合系数，取1.7～5，负荷电流较小或线路有启动电流较大的负荷(如大电动机)时，取较大系数，反之取较小系数

Ifhmax-线路最大负荷电流，具体计算时，可利用自动化设备采集最大负荷电流

②按躲过线路上配变的励磁涌流整定。变压器的励磁涌流一般为额定电流的4～6倍。变压器容量大时，涌流也大。由于重合闸装置的后加速特性(10kV线路一般采用后加速)，如果过流值不躲过励磁涌流，将使线路送电时或重合闸重合时无法成功。因此，重合闸线路，需躲过励磁涌流。由于配电线路负荷的分散性，决定了线路总励磁涌流将小于同容量的单台变压器的励磁涌流。因此，在实际整定计算中，励磁涌流系数可适当降低。

式中Idzl-过流一次值

Kcl-线路励磁涌流系数，取1～5，线路变压器总容量较少或配变较大时，取较大值

Sez-线路配变总容量

Ue-线路额定电压，此处为10kV③特殊情况的处理：

a．线路较短，配变总容量较少时，因为满足灵敏度要求不成问题，Kz或Klc应选较大的系数。

b．当线路较长，过流近后备灵敏度不够时(如15km以上线路)，可采用复压闭锁过流或低压闭锁过流保护，此时负序电压取0.06Ue，低电压取0.6～0.7Ue,动作电流按正常最大负荷电流整定，只考虑可靠系数及返回系数。当保护无法改动时，应在线路中段加装跌落式熔断器，最终解决办法是网络调整，使10kV线路长度满足规程要求。

c．当远后备灵敏度不够时(如配变为5～10kVA，或线路极长)，由于每台配变高压侧均有跌落式熔断器，因此可不予考虑。

d．当因躲过励磁涌流而使过流定值偏大，而导致保护灵敏度不够时，可考虑将过流定值降低，而将重合闸后加速退出(因10kV线路多为末级保护，过流动作时限一般为0.3s，此段时限也是允许的)。

④灵敏度校验：

近后备按最小运行方式下线路末端故障，灵敏度大于等于1.5；远后备灵敏度可选择线路最末端的较小配变二次侧故障，接最小方式校验，灵敏度大于或等于1.2。

Km1=Idmin1/Idzl≥1.25Km2=Idmin2/Idzl≥1.2

式中Idmin1-线路末端最小短路电流

Idmin2-线路末端较小配变二次侧最小短路电流Idzl-过流整定值4 重合闸

10kV配电线路一般采用后加速的三相一次重合闸，由于安装于末级保护上，所以不需要与其他保护配合。重合闸所考虑的主要为重合闸的重合成功率及缩短重合停电时间，以使用户负荷尽量少受影响。

重合闸的成功率主要决定于电弧熄灭时间、外力造成故障时的短路物体滞空时间(如：树木等)。电弧熄灭时间一般小于0.5s，但短路物体滞空时间往往较长。因此，对重合闸重合的连续性，重合闸时间采用0.8～1.5s；农村线路，负荷多为照明及不长期运行的小型电动机等负荷，供电可靠性要求较低，短时停电不会造成很大的损失。为保证重合闸的成功率，一般采用2.0s的重合闸时间。实践证明，将重合闸时间由0.8s延长到2.0s，将使重合闸成功率由40%以下提高到60%左右。有关保护选型

篇8：新型距离保护整定方案探讨

关键词：距离保护,整定方案,灵敏度

0前言

距离保护同时利用了短路期间电流增大、电压降低的特征, 因此其保护的可靠性很高, 同时由于距离I段几乎不受系统运行方式的影响, 因此在高压电网中得到了广泛应用[1,2,3]。

但随着电网规模的不断扩大, 由于距离保护三段之间的定值需要不断配合, 因此距离保护也出现了一定的问题, 如保护的定值需要不断修改以及对定值进行线校验等[4,5,6,7,8], 以满足电网运行的需要。除此之外, 距离保护, 特别是保护II段, 在一定的接线方式下, 可能出现灵敏度严重不足的问题, 甚至会造成II段的保护范围小于I段的极端情况。

为此, 本文在详细分析传统距离保护整定原则基础上, 指出了现有整

定原则的不足, 进而提出了一种简便的距离保护整定方案, 并研究了新的整定方案在过渡电阻情况下的动作情形。该方案易于在现场中实现, 可以进行进一步的研究与探讨。

1 传统距离保护整定与新方案

图1给出了传统距离保护各段整定区域示意图, 图中ZIset.1, ZIIset.1, ZIIIset.1分别表示保护1的距离保护I, II, III段整定值。

1.1 传统的距离保护整定原则

其中每段整定值的表达式如下:

式 (1) 中, KIrel, KIIrel, KrelIII, 分别表示距离保护三段的可靠系数, 其中一般取值为0.8~0.85, KIIrel, KrelIII一般取值为0.8[1,3], ZA-B表示线路AB的正序阻抗, ZIset.3, ZIIset.3, ZIIIset.3分别表示保护3处的距离保护三段整定值。需要说明的是, Zset.3II (III) 表示可以与保护安装处3的II段或者III段相配合, 同时其定值是考虑了助增和外汲作用后的整定值。事实上, 现场当中也经常用按照躲过最大事故过负荷对III段进行整定:

式 (2) 中, KSS表示电动机的自启动系数, 数值大于1, Kre表示阻抗元件的返回系数, 一般取1.15~1.25, IL.max表示最大负荷电流, jset表示整定阻抗的最大灵敏角, jL.max表示最大负荷阻抗角, 一般不大于30°[3]。

1.2 现有整定原则存在的问题

原有的距离保护三段整定满足保护的速动性、灵敏性、可靠性、选择性的要求。但随着现代网络的不断发展, 相邻线路的出线变得愈发复杂, 使得依赖于相邻线路整定的原则出现了一定的问题:如果相邻线路长度远远小于本线路长度, 就可能造成本线路的II段灵敏度不足的情形, 甚至会出现保护范围不及I段保护范围的情况。如满足公式 (2) :

此时距离保护II段的整定范围将小于距离I段的保护范围, 造成II段灵敏度严重不足的情形。同时图1只考虑了相邻线路为一条出线时的情形, 事实上电网运行方式非常复杂, 可能会出现多条相邻线路的情形, 即出现所谓的‘外汲’效应, 从而使得保护安装处1感受到的阻抗变小, 从而使得保护1处的II段整定值减小, 不能满足灵敏度的要求。

因此, 相关学者也正在重新审视现有保护的整定原则, 特别是后备保护的整定问题, 其主要基于如下2个方面:

1) 现有统计表明, 现阶段后备保护每年动作次数非常有限, 因此可以简化现有的后备保护配置;

2) 后备保护动作的正确率远小于主保护动作的正确率, 因此有必要重新审视后备保护的整定原则。

1.3 新的距离保护整定原则

鉴于原有距离保护整定原则存在的问题, 现在探讨性的提出一种新的距离保护整定原则, 具体整定原则如下:

1) 距离I段:仍然采用传统的距离保护I段整定原则。因为原有的距离I段整定几乎不受系统运行方式的影响, 也不受电动势波动的影响, 是一个较为理想的整定方式;

2) 距离II段:距离II段的根本要求是要能保护线路全长, 且具有一定的灵敏度, 因此可以借鉴I段的整定方法, 令;

3) 距离III段:距离III段最根本的要求就是作为本线路或者相邻线路的后备保护, 一般要求能保护相邻线路全长, 因此可以整定为或者也采用工程当中躲过最大事故过负荷的整定方案。

即新的距离保护整定原则如下式所示:

需要指出的是, 式 (4) 中ZIIIset.1仍然可以采用躲过最大事故过负荷进行整定。因此新的整定方案主要对距离II段进行了改进, 并且新的新的整定方案满足如下要求:保护区域逐步递增;保护范围明确, 保护的灵敏度有保证;同时可以依靠时间整定实现保护的选择性和可靠性, 且保护范围有重叠区, 满足保护整定的基本原则。重要的是, 新的整定方案不受系统运行方式、线路出线的多少影响, 但需要重新分析在过渡电阻情形下其动作性能。

1.4 过渡电阻对新整定方案影响

过渡电阻是影响距离保护正确动作的关键因素之一[1,2,3]。下面重点分析新的整定方案在过渡电阻时的动作情形。当AB线路 (图1所示) 发生经过过渡电阻Rg短路时, 此时保护1感受到的阻抗为:

式 (5) 中, ZK表示保护安装处到短路点的正序阻抗, IK表示短路点的短路电流, IM表示流过保护1处的电流 (考虑了零序补偿电流) , (IK/IM) Rg称为附加阻抗。通过公式 (5) 可以看出:

1) 当IK超前于IM时, 此时保护安装处感受到的阻抗增大。因此如果故障本身在距离II段范围之内, 由于新的整定方案II段灵敏度较高, 所以只要过渡电阻不是很大, 此时保护1处感受到的故障范围仍然位于II段内, 在新的整定原则下, 对保护影响不大。如果过渡电阻很大, 可能进入保护III段, 甚至保护拒动。但实际上, 原有的距离保护在大过渡电阻情况下发生故障, 仍然主要依赖于零序保护将故障予以切除, 并不需要距离保护能可靠动作[1,2,3]。

2) 当IK滞后于IM时, 此时保护安装处感受到的阻抗减小, 如果在恰超出距离I段附近故障时, 可能会出现稳态超越现象。由于新的整定方案在距离I段并无改进, 所以此时无论是传统整定方案还是在新的整定方案下都不会避免稳态超越现象。

综上所述, 新的整定方案由于II段的保护范围加大, 因此抗过渡电阻能力增强, 但并不能防止稳态超越现象的发生。

2 算例分析

基于图1进行仿真算例分析, 其中线路AB长度为100 km, 线路BC的长度为5 km, 距离I段的可靠系数取为0.85, II段的可靠系数取为0.8, 线路参数为 (0.3+j0.9) W/km。表1列出了通过传统整定方法计算得到的保护1处的I, II段整定值。

通过表1可以看出, 利用传统的整定方法对距离保护II段进行整定, 出现了II段整定值小于I段整定值的情形, 显然此时II段灵敏度严重不足。表2列出了利用新的整定方法计算得到的保护1处的I, II段整定值。

通过表2可以看出, 此时距离保护的II段整定值大于I段整定值, 且保护范围覆盖了下级线路的全长, 完全满足灵敏度的要求, 且可以靠时间的整定值的相互配合实现保护的选择性。

3 结束语

随着电网规模的不断扩大, 线路的运行方式越来越复杂, 传统的距离保护整定方案在某些极端的情形下已经不再适用, 其灵敏度严重不足。利用简单的新型整定方案可以满足灵敏度的要求, 而且同样可以通过相邻线路动作时限的相互配合满足保护选择性要求, 不会造成保护的误动;并且新的整定方案虽然并不能防止稳态超越的发生, 但附加阻抗呈现感性时对保护II段影响不大。

参考文献

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[3]黄少锋.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社, 2015.

[4]杨增力.输电线路距离保护整定计算优化配合[J].云南电力技术, 2010, 39 (5) :6-9.

[5]任建文, 谷雨峰, 张猛, 等.避免线路保护定值频繁修改的方法及其实现[J].电力自动化设备, 2015, 35 (8) :163-167.

[6]刘华蕾, 江道灼, 陈刚, 等.安装固态短路电流限流器后距离保护整定的改进方法[J].电力系统自动化, 2006, 30 (2) :90-96.

[7]黄巍.福建电网500 k V系统继电保护运行整定分析[J].电力系统自动化, 2003, 27 (12) :95-97.

篇9：距离保护整定计算习题

关键词：配电线路 继电保护 整定计算 涌流 TA饱和

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（c）-0240-01

由于在运行过程中影响因素较多，故而配电网络系统会不可避免的发生故障，一旦设备故障或是电路故障发生，则会对系统的运行带来较大的影响，所以当故障发生时，配电线路继电保护则会在第一时间内对切除和隔离故障，避免故障所带来的影响进一步扩大，确保配电系统能够安全稳定的运行。这就对继电保护装置运行的稳定性提出了更高的要求，因此，需要做好配电线路继电保护整定计算工作，确保继电保护装置动作的及时性和有效性。这就需要掌握好配电线路继电保护线路整定计算方法，并对其中常见问题进行分析，从而制定切实可行的处理措施，以保证配电线路继电保护装置的顺利运行，实现其预定功能和安全目标。

1 配电线路继电保护线路整定计算的方法

通常情况下配电线路上较为常见的继电保护方法大致有三种，即电流速断法、过电流法和三相一次重合闸法。这三种方法通过对切断配电线路电流、切断线电线路及对故障的相线进行确定，从而确保动作的准确性和及时性。这就决定了在进行继电保护线路整定计算时，也需要围绕这三种方式进行。但在整定计算时，由于当前配电线路中存在着一些复杂结构及特殊线路，所以在计算时需要对配电线路的特殊性进行充分的考虑，确保所选择的配电线路继电保护整定计算方法更适合，确保计算的准确性。

1.1 继电保护线路末级保护的计算

在对线路上的配电变压器进行整定计算时，通常是以配电变压器二次侧的最大短路电流值或距离作为计算的基础，如按距离计算时，通常选择线路低压侧与安装保护装置比较近的距离。

1.2 继电保护线路过流时保护计算

在对线路过电流保护进行计算时，其整定计算的依据需要以躲过线路的负荷电流作为参考值，而且在具体计算过程中，需要充分的考虑继电器返回系数、保护可靠系数和负荷自启动系数，而当出现特殊情况时，在进行整定计算时则需要考虑以下二个方面。

（1）在整定计算时需要选择适宜的系数。特别是对于较短的线路，这是由于配变总容量相对较少，所以需要在系数选择时以较大一点为宜。

（2）选择适当的熔断器。

对于较长线路进行整定计算时，在对其进行过流保护时通常会选择低压闭锁或是复压闭锁，通常需要按照最大负荷电流来对动作电流进行取值，对于特殊情况下不能改动保护时，则需要在线路中段安装跌落式熔断器。

1.3 提升重合闸的成功率

配电线路通常都会在末级保护上安装有三相一次的重合闸，当安装重合闸后则不需要再选择其他保护来进行配合，在这种情况下，则需要有效的确保重合闸成功率的提升中，同时还要尽量减少重合的停电时间，这样方能最大程度地降低负荷变化给用户带来的不利影响。通常来说，重合闸的成功率高低与电弧熄灭时间或外力影响所造成的故障导致短路物体的滞空时间有关。因为电弧熄灭的时间须小于0.5 s，所以对重合闸重合时的连续性也有一定要求，须在0.8～1.5 s之间。如要提高重合闸成功率，应将时间定在2.0 s左右。由此可以肯定，将重合闸时间从0.8 s延长到2.0 s，能有效提高其成功率，通常，提高20%没有问题。

2 整定计算常见问题处理措施

2.1 涌流问题的处理措施

2.1.1问题产生原因

配电线路变压器会因电磁感应现象产生涌流问题，在整地计算时，要高度重视该问题。涌流也称励磁电流，这种电流具有非周期性的特征，产生的直接原因是变压器铁芯中磁通量的改变，通常发生于变压器投入或停止使用期间。它的大小和衰减与变压器容量有直接关系。一旦变压器涌流超过额定电流的8倍以上，涌流问题就会产生。为了不影响配电线路继电保护装置的稳定，并避免影响配电线路功能，在整定计算时必须重视该问题。

2.1.2 处理技术

勵磁涌流虽然危害大，但它的出现会伴随二次谐波的产生，因为可以利用二次谐波减少励磁涌流带来的危害的发生会带来较大的危害，从而保证继电保护装置尽可能少得发生误动作。除二次谐波外，同时也可以利用电流速断保护技术，该技术能控制励磁涌流，防止其变得过大，从而降低其危害，确保继电保护线路的运行安全和稳定。

2.2 TA饱和问题的处理

2.2.1 问题产生的原因

配电网TA饱和现象的产生，直接原因是配电网出口位置产生了高于TA值几百倍的电流，间接原因是配电网规模的过于庞大。因为配电网线路出口位置产生的短路电流会随着配电网规模和电气系统运行方式而产生较大的波动[3]。此外，当配电网发生短路时，会因为峰值和波谷巨大差异产生电流震荡，这会使加TA饱和故障的危害加深：继电保护装置可能会频繁出现拒动，拒动时间也会加长，故障的范围会进一步扩大，严重影响配电线路和电力设备的运行等。

2.2.2 处理技术

通产可以采用两种技术手段处理TA饱和问题：其一，规范TA的技术选择，将其值控制在>300/5的范围之上，因此需要选择变比值较大的，此外，还要考虑配电线路及继电线路的饱和值；其二，要防止混用，应将计量TA和保护TA分开，还要借助通过技术设计和添加设备等方式，降低TA的二次负载阻抗。

3 结语

整定计算属于配电线路继电保护工作中最为基础性的一项工作，所以需要熟练的对配电线路继电保护整定计算的方法进行掌握，从而提高配电线路继电保护装置的准确性，这样才能确保配电网运行的安全性和可靠性。一旦遇到特殊性时，则需要在整定计算时进行重点计算，特别是综合考虑涌流和TA饱和问题可能会对计算过程所带来的影响，确保配电线路继电保护整定计算的科学性和有效性，有效的发挥出配电线路继电保护装置的性能，以确保配电线路能够运行的安全稳定。

参考文献

[1]于喆.配电线路继电保护整定计算问题探究[J].黑龙江科技信息，2011（27）：29，127.

[2]向艺，黄曼.输变电系统中继电保护的问题与对策[J].科技资讯，2011（17）：118.