继电保护技术培训(距离保护).

四川能投集团公司继电保护技术培训电力工程系冯黎兵——距离保护整定计算一、相间距离保护的整定计算原则四川能投集团继保培训输电线路的长度是一定的，其阻抗也基本一定。在其范围内任何一点故障，故障点至线路首端的距离都不一样，也就是阻抗不一样，都会小于总阻抗。距离保护就是反应故障点至保护安装处之间的距离，并根据该距离的大小确定动作时限的一种保护装置。1.1保护的基本原理：距离保护整定计算1.2整定计算的基本原则：方法与三段式电流保护基本相同距离Ⅰ段整定原则：按保护线路全长的80%～85%考虑从安全角度出发，保证满足选择性要求。一、相间距离保护的整定计算原则四川能投集团继保培训距离保护整定计算距离Ⅱ段整定原则：与相邻线路相间距离第Ⅰ段或与相邻元件速动保护配合距离Ⅲ段整定原则：按躲过最小负荷阻抗整定距离保护的时限特性二、相间距离保护的整定计算公式四川能投集团继保培训距离保护整定计算2.1距离Ⅰ段：ABIresIopZKZ1.可靠系数Kres取0.8～0.85。若被保护对象为线路变压器组，则动作阻抗为：TⅠresLIresIopZKZKZ1.2.2距离Ⅱ段：①与相邻元件的距离Ⅰ段保护配合：动作阻抗为：式中：——最小分支系数。——可靠系数，一般取0.8。IopbrelABIIrelIIopZKKZKZ2.min.1.min.bKⅡrelK二、相间距离保护的整定计算公式四川能投集团继保培训距离保护整定计算分支系数的计算：A、助增分支（保护安装处至故障点有电源注入，保护测量阻抗将增大）sNsNMNsMbZZZZK二、相间距离保护的整定计算公式四川能投集团继保培训距离保护整定计算分支系数的计算：B、汲出分支(保护安装处至故障点有负荷引出，保护测量阻抗将减小)2121NPNPsetNPNPbZZZZZK——引出负荷线路全长阻抗——被影响线路全长阻抗——被影响线路距离Ⅰ段保护整定阻抗1NPZ2NPZsetZ汲出系数是小于1的数值C、助增分支、汲出分支同时存在时总分支系数为助增系数与汲出系数相乘二、相间距离保护的整定计算公式四川能投集团继保培训距离保护整定计算分支系数计算举例：已知：线路正序阻抗0.45Ω/KM，平行线路70km、MN线路为40km，距离Ⅰ段保护可靠系数取0.85。M侧电源最大阻抗Ω、最小等值阻抗为Ω,N侧电源最大、最小等值阻抗分别为Ω、Ω，试求MN线路M侧距离保护的最大、最小分支系数。解：1）求最大分支系数最大助增系数最大汲出系数最大汲出系数为1。总的最大分支系数为25max..MsZ20min..MsZ25max..NsZ15min..NsZ93.3151545.04025min.min.max.max.sNsNMNsMbZZZZK93.3193.3max.汲助bbbKKK二、相间距离保护的整定计算公式四川能投集团继保培训距离保护整定计算分支系数计算举例：2）求最小分支系数最小助增系数最小汲出系数总分支系数52.2252545.04020max.max.min.min.sNsNMNsMbZZZZK575.045.014045.07085.01402121min.）（NPNPNPsetNPbZZZZZK35.1575.052.2min.汲助bbbKKK二、相间距离保护的整定计算公式四川能投集团继保培训距离保护整定计算2.2距离Ⅱ段：②与相邻元件的速动保护配合：动作阻抗为：Ⅰ2.1.oprelAIIopIKUZ保护安装处相电压值可靠系数取1.2～1.3灵敏度校验：要求≥1.3～1.5若灵敏系数不满足要求，可与相邻Ⅱ段配合，动作阻抗为：动作时间：ABIIopIIsenZZK1.ⅡopbrelABIIrelIIopZKKZKZ2.min.1.tttⅡopⅡop2.1.二、相间距离保护的整定计算公式四川能投集团继保培训距离保护整定计算2.3距离Ⅲ段：ssreⅢrelldIIIsetKKKZZmin.1.max..min.9.0fhxeldIUZ可靠系数Krel取1.2～1.3；返回系数Kre取1.15～1.25；自启动系数Kss取1.1～1.7。灵敏度校验近后备时：要求≥1.3～1.5远后备时：要求≥1.2ABIIIopIIIsenZZK1.BCbABIIIopIIIsenZKZZKmax.1.注意：以上动作阻抗为一次侧计算值，工程实践中还应换算成二次侧的整定值：setTVTAksetZnnZ.三、相间距离保护的整定计算举例四川能投集团继保培训距离保护整定计算1CA图3-52网络接线图ZBNM2345678910km60km30max.fnIkV3/1151EΩ25max1xXΩ20min1xXkV3/1152EΩ30max2xXΩ25min2xXMVA5.31BS5.10%dUs5.010ts5.08tkm60在图示网络中，各线路均装有距离保护，试对其中保护1的相间短路保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段进行整定计算。已知线路AB的最大负荷电流Ifh.max=350A,功率因数COSΦfh=0.9，各线路每公里阻抗Z1=0.4Ω/km，阻抗角ψ1=70°，电动机的自起动系数Kss=1，正常时母线最低工作电压0.9Ue。解：1.有关各元件阻抗值的计算三、相间距离保护的整定计算举例四川能投集团继保培训距离保护整定计算2．距离Ⅰ段的整定(1)动作阻抗：Ω10.21285.01.ABIresIopZKZ(2)动作时间：t'=0s3．距离Ⅱ段的整定(1)动作阻抗：按下列两个条件选择最小值A:与相邻线路BC的保护3(或保护5)的距离Ⅰ段配合1CA图3-52网络接线图ZBNM2345678910km60km30max.fnIkV3/1151EΩ25max1xXΩ20min1xXkV3/1152EΩ30max2xXΩ25min2xXMVA5.31BS5.10%dUs5.010ts5.08tkm60IopbrelABIIrelIIopZKKZKZ2.min.1.19.1215.01max.2max.2min.1min.BCBCxxABxbZZXXZXKΩ4.024285.02.ABIresIopZKZ8.0ⅡrelKΩ计算得：.02921.IIopZ三、相间距离保护的整定计算举例四川能投集团继保培训距离保护整定计算B:与按躲开相邻变压器低压侧出口点d2短路整定BbrelABIIrelIIopZKKZKZmin.1.07.21max.2max.2min.1min.xxABxbXXZXKΩ计算得：82.6344.12.070.8128.01.IIopZ取以上两个计算值中较小者为Ⅱ段定值，即取Ω.02921.IIopZ(2)动作时间：t”=0.5s三、相间距离保护的整定计算举例四川能投集团继保培训距离保护整定计算4．距离Ⅲ段的整定(1)动作阻抗：5.16335.031109.031109.0)cos(maxmaxminmin.min1fhfhfhfhfhdzqhkfhdzIIUZKKKZZ8.259.0cos,70,1,15.1,2.11fhlmdzqhkKKK系数取值：带方向闭锁的距离保护Ω3.165)8.2570cos(115.12.15.163'''1dzZ(2)动作时间：tttttt2310181或1CA图3-52网络接线图ZBNM2345678910km60km30max.fnIkV3/1151EΩ25max1xXΩ20min1xXkV3/1152EΩ30max2xXΩ25min2xXMVA5.31BS5.10%dUs5.010ts5.08tkm600.25.035.01t取其中较长者：三、相间距离保护的整定计算举例四川能投集团继保培训距离保护整定计算4．距离Ⅲ段的整定(3)灵敏性校验：A：本线路末端短路时的灵敏系数B：相邻线路末端短路时的灵敏系数BCfzABdzlmZKZZKmax1远Kfz.max为相邻线路BC末端d3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所示。1I2I2d3IBCZ85.0ABZABC图3-54整定距离Ⅲ段灵敏度校验时求的等值电路min。fzKBZD3dmin2xXmax1xX48.225251225min2min2max112maxxxABxfzXXZXIIKC：相邻变压器低压侧出口d2点短路时的灵敏系数48.225251225min2min2max113maxxxABxfzZZZZIIK接地保护整定计算四、中性点直接接地系统零序分量特点四川能投集团继保培训△△接地时零序分量的特点：①故障点的零序电压最高，离故障点越远处的零序电压越低，中性点接地变压器处零序电压为零。②零序电流的分布，主要决定于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关。③在电力系统运行方式变化时，如果输电线路和中性点接地的变压器数目不变，则零序阻抗和零序等效网络就是不变的。但电力系统正序阻抗和负序阻抗要随着系统运行方式而变化，将间接影响零序分量的大小。④对于发生故障的线路，两端零序功率方向与正序功率方向相反，零序功率方向实际上都是由线路流向母线的。中性点直接接地系统接地故障特征示意图故零序电流大小具有不确定性110KV线路接地保护三段式接地距离保护阶段式零序电流保护接地保护整定计算五、中性点直接接地系统接地故障保护四川能投集团继保培训整定方法同相间距离保护，只需将正序阻抗网络更换为零序阻抗网络。整定方法基本同阶段式电流保护。只是反应的对象更换为零序电流。接地保护整定计算四川能投集团继保培训五、中性点直接接地系统接地故障保护5.1阶段式零序电流保护的整定计算：max.01.3IKIIrelIop接地保护整定计算四川能投集团继保培训五、中性点直接接地系统接地故障保护5.1阶段式零序电流保护的整定计算：min.2.1./boprelopKIKIⅠⅡⅡmin.2.1./boprelopKIKIⅡⅡⅡ灵敏度校验公式：保护动作时间一般为0.5S或t2+0.5S接地保护整定计算四川能投集团继保培训五、中性点直接接地系统接地故障保护5.1阶段式零序电流保护的整定计算：max1.。ⅢⅢLrelopIKI3max.max.kerstnpLIKKKI式中，可靠系数取1.25，最大不平衡电流计算方法如下：npKstKerK3max.kI非周期分量系数，取1～2CT同型系数，取0.5或1CT误差系数，取0.1本线路末端最大三相相间短路电流接地保护整定计算四川能投集团继保培训五、中性点直接接地系统接地故障保护5.2阶段式零序电流保护小结：该保护的特点如下：1、灵敏度高。大接地系统接地电流本来就比较大，故障相零序电流还是3I0，故保护灵敏度很高。几乎不需要校验该值；2、在保护安装处正方向出口短路时，零序功率方向元件无死区；3、系统震荡等异常情况下，零序方向电流保护不会误动；4、系统运行方式变化时，零序方向电流保护基本不受影响，保护范围长而稳定。较为麻烦的是，需要计算零序短路电流。接地保护整定计算四川能投集团继保培训五、中性点直接接地系统接地故障保护5.3接地距离保护整定计算LrelsetZKZⅠ.按保护线路全长的70%考虑接地保护整定计算四川能投集团继保培训五、中性点直接接地系统接地故障保护ⅠⅠⅠⅡ.000.0010.1.'33)'('3)31)(('setbsetbbsetblrelsetZKIIIKKKZKIIIKKK