大学课件 电力系统继电保护 第三章第四节 距离保护的整定计算与对距离保护的评价

•3.4.1距离保护的整定计算距离保护的整定计算----目前电网中应用的距离保护装置，一般采用阶梯时限配合的三段式配置方式。距离保护的整定计算，就是根据被保护电力系统的实际情况，确定计算出距离Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段测量元件的整定阻抗以及Ⅱ段和Ⅲ段的动作时限。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----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段保护近后备，相邻下一级线路保护远后备和反向母线保护后备，通常采用带有偏移特性的测量元件，用较大延时保证选择性。•1距离保护第Ⅰ段的整定整定原则----距离Ⅰ段为无延时速动段，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。以图3-24中A处保护为例：----距离Ⅰ段的整定阻抗。----可靠系数，由于距离保护属于欠量动作，所以KIrel1，考虑到继电器误差、互感器误差和参数测量误差等因数，一般取0.8~0.85。LAB----被保护线路的长度。Z1----被保护线路的正序阻抗，Ω/km。1(3109)IIsetrelABZKLZIsetZIrelK•2距离保护Ⅱ段的整定分支电路的影响如图3-25所示，k点发生三相短路时，A保护处的测量阻抗为：ZAB----线路AB的正序阻抗；Zk----母线B与短路点之间线路的正序阻抗；Kb----分支系数。1、在图3-25（a）的情况下，I3称助增电流：2、在图3-25（b）的情况下，I3称外汲电流：1221111(3110)ABkAmABkABbkIZIZUIZZZZKZIII13321111bIIIIKIII13321111bIIIIKIII1mABkZZZ1mABkZZZⅡ段的整定阻抗（1）与相邻线路距离保护Ⅰ段相配合。则图3-25中保护1的Ⅱ段整定阻抗为：KⅡrel----可靠系数，一般取0.8。Kb.min----为确保各种运行方式下保护1的Ⅱ段范围不超过保护2的Ⅰ段范围，分支系数取各种情况下的最小值。（2）与相邻变压器的快速保护相配合。设变压器的阻抗为Zt，则保护1距离Ⅱ段的整定值应为：KⅡrel----可靠系数，考虑变压器阻抗误差较大，一般取0.7~0.75。当被保护线路末端母线上既有出线又有变压器时，距离Ⅱ段的整定阻抗应分别按上述两种情况计算，取其中的较小者作为整定阻抗。.1.min.2()(3111)IIIIIsetrelABbsetZKZKZ.1.min()(3112)IIIIsetrelABbtZKZKZ灵敏度的校验距离保护Ⅱ段应能保护线路全长，本线路末端短路时应有足够灵敏度。考虑到各种误差因素，灵敏系数应满足：如果灵敏系数不满足要求，则距离Ⅱ段应改为与相邻元件的Ⅱ段保护相配合。动作时间的整定距离保护Ⅱ段的动作时间，应比与之配合的相邻元件保护动作时间大一个时间级差△t，即：----与本保护配合的相邻元件保护段（段或Ⅱ段）的动作时间。时间级差的选取方法与阶段式电流保护中时间级差选取方法一样。1.25(3113)IIsetsenABZKZ()12(3114)IIxttt()2xt•3距离保护第Ⅲ段的整定（1）Ⅲ段的整定阻抗原则1：按与相邻线路距离保护Ⅱ或Ⅲ段配合整定与相邻下级线路距离保护Ⅱ段配合，Ⅲ段的整定阻抗为：KⅢrel----可靠系数的取法与Ⅱ段整定中类似。Kb.min----分支系数应取各种情况下的最小值。如果与相邻下级线路距离保护Ⅱ段配合灵敏系数不满足要求，则应改为与相邻下级线路距离保护的Ⅲ段相配合。原则1：按与相邻线路距离保护Ⅱ或Ⅲ段配合整定。原则2：按与相邻下级变压器的电流、电压保护配合整定。原则3：按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定。.1.min.2()(3115)IIIIIIIIsetrelABbsetZKZKZ原则2：按与相邻下级变压器的电流、电压保护配合整定定值计算为：Zmin----电流、电压保护的最小保护范围对应阻抗值。原则3：按躲过正常运行时最小负荷阻抗整定当线路上的负荷最大且母线电压最低时，负荷阻抗最小，其值为：UL.min----正常运行母线电压的最低值IL.max----被保护线路最大负荷电流UN----母线额定电压考虑到电动机自起动的情况下，保护Ⅲ段必须立即返回：.1.minmin()(3116)IIIIIIsetrelABbZKZKZ.min.min.max.max(0.9~0.95)(3117)LNLLLUUZII若采用全阻抗特性，则Ⅲ段整定值为：Krel----可靠系数，一般取1.2~1.25KSS----电动机自起动系数，取1.5~2.5Kre----阻抗测量元件（欠量动作）的返回系数，取1.15~1.25若采用方向圆特性，必须考虑动作阻抗随阻抗角的变化，由躲开的负荷阻抗换算成整定阻抗值，整定阻抗可由下式给出：φset----整定阻抗的阻抗角φL----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。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，偏移率为5%左右。.1.min1(3118)IIIsetLrelSSreZZKKK.1.min1(3119)cos()IIIsetLrelSSresetLZZKKK（2）灵敏度校验距离保护的Ⅲ段，作为本线路Ⅰ、Ⅱ段保护的近后备时，灵敏度按本线路末端短路校验：距离保护的Ⅲ段作为相邻下级设备保护的远后备时，灵敏度按相邻设备末端短路校验：Znext----相邻设备（线路、变压器等）的阻抗Kb.max----为保证各种运行方式下保护动作灵敏性，分支系数取最大值（3）动作时间的整定距离保护Ⅲ段的动作时间，应该比与之配合的相邻元件保护动作时间大一个时间级差△t，但考虑到距离Ⅲ段一般不经振荡闭锁（见本章第5节），其动作时间不应小于最大的振荡周期（1.5~2s）。(1)1.5(3120)IIIsetsenABZKZ(1).max1.2(3121)IIIsetsenABbnextZKZKZ•4将整定参数换算到二次侧实际应用时，需要把一次系统值换算至保护接入的二次系统参数值。设电压互感器TV变比为nTV，电流互感器TA变比为nTA，系统的一次参数用下标“(1)”标注，二次参数用下标“(2)”标注，则一、二次测量阻抗之间的关系为：上述计算中得到的整定阻抗，也按照类似的方法换算到二次侧：(1)(2)(1)(2)(1)(2)mTVmTVmmmTAmTAUnUnZZInIn(2)(1)TAmmTVnZZn(3122)(2)(1)(3123)TAsetsetTVnZZn或•3.4.2对距离保护的评价距离保护的阻抗测量原理，除还可以应用于输电线路的保护外，还可以应用于发电机、变压器保护中，作为其后备保护。相对于电流电压保护来说，距离保护的构成、接线和算法都比较复杂，装置自身的可靠性稍差。距离保护保护区稳定、灵敏度高，动作情况受电网运行方式变化影响小能够用在多侧电源的高压及超高压复杂电网中同时利用了电压、电流变化特征，通过测量故障阻抗来确定故障所处范围只利用线路一侧电压、电流的变化特征Ⅰ段定范围为线路全长的80~85%30%~40%区域内只有一侧保护能无延时动作，另一侧保护需经0.5s的延时后跳闸双侧电源线路中发生故障时有时不满足电力系统短路切除快速性的要求应配备能够全线快速切除故障的纵联保护（详见第四章）在220kV及以上电压等级的网络中