线路保护整定计算

线路保护山东威海供电公司许春华2009年9月·济南整定计算培训班2020年2月17日星期一主要内容1.线路保护简介2.电流保护3.距离保护4.零序电流保护5.纵联保护整定计算培训班2020年2月17日星期一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整定计算培训班2020年2月17日星期一•电流电压保护66kV及以下的线路保护通常以电流保护为主，作为相间短路的保护，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。因此，受系统运行方式的影响很大。线路保护简介整定计算培训班2020年2月17日星期一•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。线路保护简介整定计算培训班2020年2月17日星期一•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。线路保护简介整定计算培训班2020年2月17日星期一•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。线路保护简介整定计算培训班2020年2月17日星期一三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。线路保护简介整定计算培训班2020年2月17日星期一几种典型电网结构•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。线路保护简介整定计算培训班2020年2月17日星期一•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。继电保护整定计算按联络线原则。线路保护简介整定计算培训班2020年2月17日星期一•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。线路保护简介整定计算培训班2020年2月17日星期一•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。通用整定规则整定计算培训班2020年2月17日星期一•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。通用整定规则纵联距离保护纵联距离保护整定计算培训班2020年2月17日星期一通用整定规则•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。整定计算培训班2020年2月17日星期一•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。通用整定规则整定计算培训班2020年2月17日星期一•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。通用整定规则整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•电流保护配置：整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•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第一段动作电流整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•Ⅰ段整定值的计算和灵敏性校验1.为了保护的选择性，动作电流按躲过本线路末端短路时的最大短路短路整定：2.保护装置的动作电流：能使该保护装置起动的最小电流值，用电力系统一次参数表示。（IdZ）3.灵敏性：用保护范围的大小来衡量：lmax、lmin；一般用lmin来校验。要求≥（15～20）％，希望值50％。4.动作时间t=0s整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•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。整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•限时电流速断保护（第Ⅱ段）任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性；在满足要求①的前提下，力求动作时限最小。•Ⅱ段整定值的计算和灵敏性校验为保证选择性及最小动作时限，首先考虑其保护范围不超出下一条线路第Ⅰ段的保护范围。即整定值与相邻线路第Ⅰ段配合。若灵敏性不满足要求，与相邻线路第Ⅱ段配合。整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•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。整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•定时限过电流保护（第Ⅲ段）作为本线路主保护的近后备以及相邻线下一线路保护的远后备。其起动电流按躲最大负荷电流来整定的保护称为过电流保护，此保护不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。•Ⅲ段整定值的计算和灵敏性校验①躲最大负荷电流②在外部故障切除后，电动机自起动时，应可靠返回。整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•阶梯性时间特性在网络中某处发生短路故障时，从故障点至电源之间所有线路上的电流保护第Ⅲ段的测量元件均可能动作。整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•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。整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•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。•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。整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•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。整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•双侧电源网络中电流保护整定的特点•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整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•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。整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•方向元件的规定1.6.1.7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。整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•电流电压保护6.2.6电流电压保护应根据具体情况，酌情整定电流电压保护定值，当电流电压速断保护的电压元件作为测量元件时，就不能同时作为复合电压闭锁过电流保护的闭锁元件，在此种情况下，如有必要，保护装置应有可分别整定的两个电压元件。对于正常运行电压波动大、故障电压下降慢的线路，不宜采用复合电压闭锁过电流保护，当采用过电流保护灵敏度不够，其他措施又不能解决时，宜采用距离保护。整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•电流电压保护计算原则6.2.6.2电流电压速断保护应根据具体情况，酌情选用下述整定方法:a)电压元件作为闭锁元件，电流元件作为测量元件。电压定值按保测量元件范围末端故障时有足够的灵敏系数整定，为简化计算，也可以按躲过正常运行的低电压和不平衡负序电压，保线路末端故障时有足够的灵敏系数整定:b)电流元件作为闭锁元件，电压元件作为测量元件。电流定值按保本线路末端故障时有足够的灵敏系数整定。电压定值按可靠躲过本线路末端故障的最小残压整定。c)电流元件和电压元件均作为测量元件。应以正常运行方式作为整定运行方式。电流定值按可靠躲过整定运行方式下本线路末端三相短路电流整定。电压定值等于整定运行方式下，电流元件保护范围末端三相短路时保护安装处的残压。整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•电流电压保护计算原则6.2.6.6电压闭锁过电流保护电流和时间定值按6.2.6.5有关部分整定，但其最大负荷电流的计算可以不考虑负荷自起动电流。低电压定值按躲过保护安装处最低运行电压整定，负序电压定值按躲过电压互感器的不平衡负序电压整定。整定计算培训班2020年2月17日星期一电流保护•其他补充短路保护的最小灵敏系数的修改原