继电保护-距离保护(2)

第三章电网的距离保护（二）第五节距离保护的振荡闭锁第四节距离保护的整定计算原则及评价第六节故障类别判别和故障选相第七节距离保护特殊问题的分析第八节工频故障分量距离保护第四节距离保护的整定计算及评价当距离保护用于双侧电源的电力系统时，为便于配合，一般要求I、II段的测量元件都要具有明确的方向性，即采用具有方向性的测量元件。第III段为后备段，包括对本线路I、II段保护的近后备、相邻下一级线路保护的远后备和反向母线保护的后备，所以第III段通常采用带有偏移特性的测量元件。G~距离保护各段动作区域示意图RjX2134jXRCABDG~当各段测量元件均采用圆形动作特性时，它们的动作区域如图复平面坐标的方向做了旋转，以使各测量元件整定阻抗方向与线路阻抗方向一致保护A距离Ⅰ段保护A距离Ⅱ段保护B距离Ⅰ段保护A距离Ⅲ段一、整定计算原则：ABC121、距离保护I段的整定一般按躲开下一条线路出口处短路的原则来整定。所以其测量元件的整定阻抗，应该按躲过本线路末端短路时的测量阻抗来整定。0.8~0.85relK（1）动作阻抗.1ABsetZZ.11ABsetrelrelABZKZKzL（2）动作时限：10ts2、距离保护II段的整定（1）动作阻抗（应按以下两点原则来确定）.1I.3IABC12.E.'E.2Ik...11ABABUIzLU..21BkUIzLKb应采用当保护2第I段末端短路时，可能出现的最小值.1.2()ABsetrelbsetZKZKZ1）与相邻线路距离保护I段相配合，并考虑分支系数的影响0.8relKABC12.E.'Ek当k点短路时，变电所A距离保护1的测量阻抗是：....1221...111AABkmABkABbkIZIZUIZZZZKZIII此时Kb1，由于助增电流的影响，与无分支情况相比，将使保护1处的测量阻抗增大，可能产生拒动。.1I.3I.2IABC1280%k1.20.81.2(0.81.2)0.6()BCBCmABBCBCABrelBCABbsetZZZZZZZKZZKZ此时Kb1，由于外汲电流的影响，Kb1，与无分支情况比，将使测量阻抗变小，若不考虑Kb，则可能产生误动。为充分保证保护1和保护2之间的选择性，应按Kb为最小的运行方式来确定。保护1的距离II段的整定值，使之不超出保护2距离I段的范围。2）与相邻变压器的快速保护相配合，躲开线路末端变电所变压器低压侧出口处短路时的阻抗值。k设变压器的阻抗为：则起动阻抗应整定为：误差较大，取应采用当k点短路时的最小值。.1.min()ABsetrelbtZKZKZ2()%()()etkTUZUS高压侧额定线电压短路电压百分值额定容量tZ0.70.75relK.minbKABC12()12xttt（2）动作时限取两个整定值中最小的一个。距离保护II段的动作时间，应在与之配合的相邻元件保护动作时间的基础上，加上一个时间级差，即：t式中()2xt──与本保护配合的相邻元件保护段（x为I或II）的动作时间。──时间级差其选取方法与阶段式电流保护中时间级差选取方法一样。（3）灵敏度校验.11.25setsenABZK保护装置的动作阻抗保护范围内发生金属性短路时故障阻抗的计算值Z距离保护的II段，应能保护线路的全长，本线路末端短路时，应有足够的灵敏度。考虑到各种误差因素，要求灵敏系数应满足：如果Ksen不满足要求，则距离II段应改为与相邻元件的II段保护相配合。3、距离保护III段的整定距离保护第III段的整定阻抗，按以下几个原则计算。（1）III段的整定阻抗1）按与相邻线路距离保护II或III段配合整定在与相邻线路距离保护II段配合时，III段的整定阻抗为：1.min2()IIIIIsetrelABbsetZKZKZ可靠系数的取法与II段整定中类似。如果与相邻线路距离保护II段配合灵敏系数不满足要求，则应改为与相邻线路距离保护的III段相配合。2）按与相邻变压器的电流、电压保护配合整定III段的整定阻抗为：1.minmin()IIIsetrelABbZKZKZ式中minZ──电流、电压保护的最小保护范围对应的阻抗值。3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定...min.min...max.max(0.90.95)()LNLLLUUZII额定相电压（未考虑自起动的最大负荷电流）.1.min1setLrelssreZZKKK当线路上的负荷最大时，即线路中的电流为最大负荷电流且母线电压最低时，负荷阻抗最小，其值为：参照过电流保护的整定原则，考虑到电动机自起动的情况下，保护III段必须立即返回的要求，若采用全阻抗特性，则整定值为：relK1.2~1.25relK──可靠系数，一般取ssK1.5~2.5ssK──电动机自起动系数，取reK1.15~1.25reK──阻抗测量元件的返回系数，取min1cos()IIILsetrelssresetLZZKKK若采用方向特性，由于负荷阻抗与整定阻抗的阻抗角不同，整定阻抗可由下式给出：set──整定阻抗的阻抗角当第III段采用偏移特性时，反向动作区的大小通常用偏移率来整定，一般情况下，偏移率取为10～30％。L──负荷阻抗的阻抗角按上述三个原则进行计算，取其中的较小者作为距离III段的整定阻抗。RjXL.1setZ.setLZset(2).max1.2setsenABbnextZKZKZ远后备保护时：(1)1.5setsenABZKZ近后备保护时：（2）灵敏度校验距离保护的III段，一方面作为本线路I、II段保护的近后备，另一方面还作为相邻设备保护的远后备，灵敏度应分别进行校验。按本线路末端短路校验按相邻设备末端短路校验nextZ──相邻设备（线路、变压器等）的阻抗。相邻设备末端发生金属性短路时保护1可能出现的最大测量阻抗.maxABbnextZKZ（3）动作时限其动作时限较相邻与之配合的元件保护的动作时限增加一个时限阶段：12ttt距离保护III段的动作时间，应在与之配合的相邻元件保护动作时间的基础上，加上一个时间级差△t，但考虑到距离III段一般不经振荡闭锁，其动作时间不应小于最大的振荡周期（1.5-2s）。4.将整定参数折算到二次侧.(1)(1)(2).(1)mTVmmTAmnUZZnITAn为电流互感器变比为电压互感器变比为保护的一次动作阻抗TVn(1)setZ或(2)(1)TAmmTVnZZn计算中得到的整定阻抗，也可以按照类似的方法换算到二次侧：(2)(1)TAsetsetTVnZZn5.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降低与电流增大而动作，故距离保护较电流保护有较高的灵敏性，且Ⅰ段基本不受运行方式的影响，而Ⅱ、Ⅲ段仍受系统运行方式变化的影响，但比电流保护要小些，保护区域和灵敏性比较稳定。2)缺点：①不能实现全线速动，对双侧电源线路，将有全线30～40%以Ⅱ段时限跳闸，这对稳定有较高要求的超高压远距离输电系统来说不能接受。②阻抗继电器本身较复杂，还增设各种闭锁装置，调试麻烦，可靠性相对较低。.minLU例1：图示网络，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=350A，功率因数cos=0.9。各线路每公里阻抗=电动机自起动系数=1，正常时母线最低电压取等于0.9（=110kV）。.maxLI1z)(704.0ssKNUNU14325691078ABCDEMN.maxLI30km60km60km115/3MEkV115/3NEkV1max25xX1min20xX2max30xX2min25xX31.5TSMVA%10.5kU80.5ts100.5ts解：⒈各元件阻抗值的计算AB线路的正序阻抗:BC线路的正序阻抗:变压器的等值阻抗:⒉距离Ⅰ段的整定⑴动作阻抗：⑵动作时限：14325691078ABCDEMN.maxLI30km60km60kmkVEM3/115kVEN3/11525max1xX20min1xX30max2xX25min2xXMVAST5.31%10.5kU80.5ts100.5ts10.4301270()ABABZzL10.4602470()BCBCZzL2210.5115%44.170()10031.5TTkTUZUS.10.851210.270()setrelABZKZ10ts⒊距离Ⅱ段的整定⑴动作阻抗：按以下两个条件选择，且取其中较小的一个a.与相邻线路BC的保护3（或5）的Ⅰ段配合:.1.min.3()ABsetrelbsetZKZKZBCbABIKI.minbK为最小，是在保护3的Ⅰ段末段发生短路时的最小分支系数14325691078ABCDEMN.maxLI30km60km60kmkVEM3/115kVEN3/11525max1xX20min1xX30max2xX25min2xXMVAST5.31%10.5kU80.5ts100.5ts.11min12.maxsABsIXZIIX总2max11min2maxssABsXIIXZX总BCBCBCZZIIZI15.085.022.总21.152BCBCZIIZ总1min2max2.min12max1.151.192sABsbsXZXIKIX.10.8(121.190.8524)29.0270()setZ求最小分支系数应IAB取最大，而IBC取最小。即电源M在最大方式，电源N在最小方式。0.15ZBCZAB0.85ZBCABİ1İ2ZBCXs1.minXS2.maxZTİ3Ck12II总该支路电流忽略!1II总b.按照躲开相邻变压器低压侧出口k2短路整定:.1.minsetrelABbTZKZKZ1.minsX2.maxsXABZTZ.1I.3I31min2max.min12max2.07sABsbsIXZXKIX.10.7(122.0744.1)72.370setZ.129.0270()setZ取以上两个中较小的一个数,故:k2这时并联支路电流可以忽略最小分支系数应IAB取最大，而I3取最小。⑵动作时限与相邻保护3的Ⅰ段配合则:⑶灵敏性校验：130.5ttts.129.022.471.2512setsenABZKZminminmax0.9110/3163.5025.8()0.35LLLUZImin.1163.5110.270()cos1.151.21cos7025.8LsetrelssresetLZZKKK⒋距离Ⅲ段的整定9.0cos25.8L⑴动作阻抗：按躲开最小负荷阻抗整定。满足要求它能同时满足与相邻保护以及与相邻变压器保护配合的要求。因为继电器取为相间接线方式的方向阻抗继电器1.2relK1.15reK1.5ssK070set取25.8L.max2.48bK.1.max110.20.91.2122.4844.1setsenABbTZKZKZ远b.变压器配合：.1110.29.181.512setsenABZKZ近（2）灵敏性校验：.1.maxsetsenABbB