线路保护整定计算课件.ppt

1、主要内容1.1.继电保护的任务、分类及基本要求继电保护的任务、分类及基本要求2.2.线路保护简介线路保护简介3 3.电流保护电流保护4 4.距离保护距离保护5 5.零序电流保护零序电流保护6 6.纵联保护纵联保护 继电保护的任务、分类及基本要求 1、继电保护在电力系统中的任务是什么？反映保护电力系统元件的故障 反映电气设备的不正常工作状态 2、电力系统对继电保护的基本要求？继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。这四“性”之间紧密联系，即矛盾又统一。可靠性选择性灵敏性速动性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

2、介线路保护简介电流电压保护35kV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。线路保护简介线路保护简介距离保护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

3、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。线路保护简介线路保护简介零序电流保护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。线路保护简介线路保护简介纵联保护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

4、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。线路保护简介线路保护简介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。线路保护简介线路保护简介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

5、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。线路保护简介线路保护简介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。线路保护简介线路保护简介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。线路保护简介线路保护简介终端线原则电流保护I

6、段按躲本线路末端变压器其它侧故障整定。电流保护段（可省略）按本线路末端故障有规定灵敏度整定。按躲本线路末端变压器其它侧故障整定。按与本线路变压器时限速断保护配合整定。电流保护段按本线路末端故障有规定灵敏度整定。按本线路变压器其它侧故障有灵敏度整定。按躲最大负荷电流整定。通用整定规则通用整定规则联络线原则电流保护I段按躲本线路末端故障整定。电流保护段按本线路末端故障有规定灵敏度整定。按与相邻线路的电流电压保护配合整定。按躲本线路末端变压器其它小阻抗侧故障整定。按相邻无保护线路末端故障有灵敏度整定。电流保护段按躲最大负荷电流整定。按相邻线路末端故障有灵敏度整定。按与相邻变压器时限速断保护配合整定。

7、通用整定规则通用整定规则通用整定规则联络线原则相间距离保护段按躲本线路末端故障整定。按躲本线路末端变压器其它小阻抗侧故障整定。联络线原则相间距离保护段按本线路末端故障有规定灵敏度整定。按与相邻线路的相间距离保护配合整定。按与相邻线路的电流电压保护配合整定。按与相邻线路纵联保护配合整定。按相邻无保护线路末端故障有灵敏度整定。按躲本线路末端变压器其它小阻抗侧故障整定。通用整定规则通用整定规则联络线原则相间距离保护段按本线路故障有规定灵敏度整定。按躲最小负荷阻抗整定。按与相邻线路的相间距离保护配合整定。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

8、）按相邻线路末端故障有灵敏度整定。按相邻变压器末端故障有灵敏度整定。通用整定规则通用整定规则电流保护电流速断保护（第段）：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 电流保护电流速断保护 按躲过本线路末端最大三相短路电流整定，计算公式：IDZ.IKkID.max式中：Kk可靠系数，取Kk1.3；ID.max本线路对侧或两侧最大三相短路电流的数值时间定值整定为0S。电流保护段小结：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。电流保护 延时电流速断保

9、护 按保本线路末端有足够的灵敏度整定且能躲过下级最大配变的励磁涌流（如电流定值躲不过最大配变的励磁涌流，可加低电压闭锁功能），计算公式：IDZ.3/2ID.min/Klm 式中：Klm灵敏系数：a）20km以下的线路不小于1.5；b）2050km的线路不小于1.4；C）50km以上的线路不小于1.3。ID.min本线路末端最小短路电流的数值 时间按配合关系整定，时间定值整定为0.1S 电流保护段小结：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.与第段共同构成被保护线路的主保护，兼作第段的近后备保护。电流保护过电流保护 按躲最大负荷电流整定，最

10、大负荷电流应考虑常见方式下可能出现的最严重情况，如双回线一回断开、备用电源自投、由调度部门提供的事故过负荷、负荷自起动电流等。计算公式：IDZ.（Kk/Kf）IFH.max式中：Kk可靠系数，取Kk1.2；Kf返回系数，取0.850.95 IFH.max本线路最大负荷电流 时间按配合关系整定，时间定值整定为0.4S 段整定值的计算和灵敏性校验 躲最大负荷电流 在外部故障切除后，电动机自起动时，应可靠返回。电流保护段小结：1.第段的IdZ比第、段的IdZ小得多，其灵敏度比第、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

11、.电网末端第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（或），越接近电源，t越长，应设三段式保护。按躲最大负荷电流整定，计算公式：IDZ（Kk/Kf）IFH.max式中：Kk可靠系数，取Kk为1.05；Kf返回系数，取0.850.95 IFH.max本线路最大负荷电流 时间定值可整定为46S告警过负荷保护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：第段：运行方式

12、变化较大且线路较短，可能失去保护范围；第段：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、段满足；第段越靠近电源，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。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。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段的整定原则相同，与相邻线路段保护配合。但需考虑分支电路的影响。引入分支系数：仅

13、有助增时：仅有外汲时：无分支时：kfz=1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。电流保护方向元件的规定 1.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

14、要有足够的灵敏系数，且不能有动作电压死区。与电流保护类似，距离保护一般也都采用相互配合的三段式配置方式，即分成距离段、段和段。距离段和距离段作为本级线路的主保护，距离段作为本线路的近后备和相邻线路的远后备。保护1的各段保护范围保护2的各段保护范围1、距离保护段的整定 距离保护段为瞬时速动段，同电流段一样，它只反应本线路的故障，为保证动作的选择性，在本线路末端或下级线路始端故障时，应可靠地不动作。保护1保护21、距离保护段的整定 为保证动作的选择性，在本线路末端或下级线路始端故障时，应可靠地不动作。可靠系数主要考虑的是：各种影响因素的相对误差。如：继电器测量误差、互感器误差和参数测量误差等。在线

15、路较短时，还应当考虑绝对误差。动作时限：保护范围稳定，几乎不受运行方式的影响。（固有的测量时间）2、距离保护段的整定为弥补距离段不能保护本线路全长的缺陷，增设距离段，要求它能够保护本线路的全长，保护范围需与下级线路的距离段(或距离段)相配合。保护3的I段保护1的II段正确的设计实现相互配合2、距离保护段的整定 电网结构复杂，还有其他回路的影响，因此，需要考虑分支电流的影响。电流保护与此类似。保护1的段应当与3、5、6、7的段配合。3.距离保护段的整定1）与相邻下级线路距离段或段相配合。2）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定。考虑到外部故障切除后，电动机自启动的情况下，距离段能够可靠返回的要求。

16、即故障切除后，应当可靠返回。3）与相邻变压器保护相配合。选择性在多电源的复杂网络中能保证动作的选择性。速动性距离保护第一段能保护线路全长的8085%，但对于双侧电源的输电线路的故障至少有30%的保护要以第二段时间切除。灵敏性距离保护第一段能保护线路全长的8085%，比单一的电流保护灵敏度高。可靠性阻抗继电器接线复杂，可靠性较电流保护低。零序电流保护在大接地电流系统中发生接地故障后，就有零序电流、零序电压和零序功率出现，利用这些电量构成保护接地短路故障的继电保护装置统称为零序电流方向保护。三相星形接线的过电流保护虽然也能保护接地短路故障，但其灵敏度较低，保护时限较长。采用零序保护就可克服此不足。

17、零序电流保护 零序分量的特点 零序电流保护 零序分量的特点 零序电压:故障点U0最高,离故障点越远,U0越低.变压器中性点接地处U0=0零序电流分布:中性点接地变压器的位置有关；大小:线路及中性点接地变压器的零序阻抗有关。零序功率大小：短路点最大(与U0相同)；方向:与正序相反,从线路母线。相位差由变压器ZB10的阻抗角决定，与被保护线路的零序阻抗及故障点的位置无关。零序电流保护 电网中出现零序电流的主要原因有几点：（1）中性点直接接地电网中发生单相接地和两相短路接地时会产生零序电流；（2）电网出现非全相运行状态，例如线路出现单相或两相断线、单相重合闸情况下，电网中会出现零序电流；（3）在零序

18、回路互相隔离的两回线上，当其中一回线因故通过零序电流时，也会在空间并列的另一回线上感应出零序电压，从而产生零序电流。零序电流保护 零序保护的I、段的保护范围：零序保护的I段是按躲过本线路末端单相短路时流经保护装置的最大零序电流整定的，它不能保护线路全长。零序保护的段是与保护安装处相邻线路零序保护的I段相配合整定的，它不仅能保护本线路全长，而且可以延伸至相邻线路。零序保护的段与相邻线路的段相配合，是 I、段的后备保护。段则一般作为段的后备保护。此段为速动段按满足下列条件整定：（1）按躲开线路末端接地短路最大零序电流整定式中：取1.21.3 线路末端接地短路流过保护的 最大零序电流DZK0.ZD.

19、3IIK零序一段零序一段KK0.ZD3I（2）按躲开开关三相不同时合闸的零序电流整定，当使用快速开关时，此电流出现时间很短，一般不考虑。式中：取1.3 开关三相不同时合闸的零序 电流。DZK0.3IIKKK03I 作为主保护，在本线路末端短路的灵敏度要求km1.251.5。装有四段式保护中第三段的整定与此相似。（1）按与相邻一段或二段配合整定。式中:取1.11.5 计算可能方式下的最大值 下级保护一段（或二段）的整定值。当按下级一段整定灵敏度较低时，可改与下级二段整定。零序二段DZ(1)KFZDZ(2).IK K IKKFZKDZ(2)I(2)按不伸出线路末端变压器差动范围整定。当变压器高中压

20、侧均为接地系统时，按下式整定。式中：线路对端母线上变压器另一侧接地 短路时流过本保护的最大零序电流。取1.31.5。当变压器为带负荷调压 时。应取较大的系数。DZK0.3IIK03IKK(3)当本段整定时限等于或低于本线相间保护 某段的时限时，则应按躲开相应相间保护段末端的相间短路的不平衡电流整定。当在下级相邻线路某段保护范围末端相间短路时，应是相邻的相间保护动作，但因不平衡电流，使本线路某段零序保护动作（当动作时限比相间保护段小时）造成越级。这个电流一般不会太大；(4)当使用此段作为重合闸后加速或手动合闸加速时，如末端变压器为接地运行，应躲开合闸时变压器励磁涌流中的零序电流。作为后备保护,在

21、下级线路末端要求km1.2 此段的整定方法也适用于四段式保护中第四段的整定。(1)按与相邻二段或三段保护配合整定。当零序二段有较高灵敏度时，为了提高后备性，可按与相邻三段或四段配合整定，可保护的更远些，后备作用更强。(2)当下级相邻变压器高、中侧均为接地系统时，按与该变压器另一侧零序保护一段或二段配合整定。式中:下级相邻变压器另一侧零序保护 的整定值。线路对变压器另一侧零序保护的 最大分支系数。取1.11.5。零序三段DZKFZDYDZB.IK K I IDZBIFZKKK(3)当本段整定时限等于或低于本线相间保护 某段时限时，则应躲开相路末端相应相间 短路的不平衡电流。(4)当下一级变压器为

22、不接地运行时，按躲变 压器外部相间短路的最大不平衡电流整定。(5)如使用此段作重合闸后加速或手动合闸加 速时，应躲开变压器励磁涌流。对零序电流保护的评价 优点：（1）零序电流保护更灵敏，、受运行方式影响较小，段保护范围长且稳定，段灵敏性易于满足；段躲不平衡电流，定值低更灵敏且时间较短。（2）接线简单、经济、可靠。（3）系统振荡、短时过负荷等情况下（三相对称）I0不受影响。缺点：不能反映相间短路故障零序电流保护零序电流保护纵联保护整定原则 1 纵联保护两侧保护型号及版本宜一致。纵联保护两侧定值应按照下列原则进行配合：（1）纵联保护两侧对应启动值的一次值应取相同。电流二次值不宜小于0.08In。（

23、2）纵联保护两侧正反方向元件灵敏度应有配合，即本侧正方向元件灵敏度应小于对侧反方向元件灵敏度、本侧反方向元件灵敏度应大于对侧正方向元件灵敏度，一般可按1.21.4倍整定。（3）纵联保护每侧正反方向元件灵敏度亦有配合，即每侧正方向元件灵敏度应小于本侧反方向元件灵敏度。2 在小电源端纵联保护灵敏度不足时宜投入弱馈保护，但仅允许单端投弱馈保护。差动电流：按可靠躲过最大负荷时不平衡电流和线路最大稳态电容电流（可靠系数不低于1.5）整定，两侧应按一次电流相同整定。a差动电流高定值（无延时）：躲最大负荷时不平衡电流：ICD=(=1.5，=0.06，架空线 =1.1,电缆 =1，If为线路安全载流量)躲电容

24、电流：ICD Ic (按厂家建议，Ic为线路实测或计算的电容电流)取一次值不大于600A。光纤电流差动NctIfKKKerkkKerKKKkKb差动电流低定值（短延时）：取一次值不大于480A。c零序差动电流：按保证高阻接地故障有灵敏系数整定取一次值不大于600A。为保护设备和人身的安全，TA断线可不闭锁差动保护。若具有分相闭锁功能，TA断线时可考虑闭锁断线相差动保护。1 纵联距离元件应尽可能躲过线路最大负荷电流对应的负荷阻抗。2 纵联距离元件按全线有灵敏度整定。灵敏度取值：50km以下线路，不小于1.5；50200km线路，不小于1.4；200km以上线路，不小于1.3。互感较大的线路应考虑

25、互感影响，适当提高灵敏度系数。3 超范围工频变化量距离定值的整定，应保证正方向区内故障方向判别的可靠性，又要防止反向故障不误判，对于弱馈侧，以整定到对侧电源为宜。按照下式整定：Zzd 1.5式中：为对侧电源阻抗；ZL为线路阻抗；Zzd为工频变化量距离整定值。纵联距离0.5()ELZZ1.5()ELZZEZ3）纵联零序纵联零序方向元件按躲最大负荷时不平衡电流整定，尽可能实现高阻接地故障能可靠动作。取一次值不大于500A。4）纵联负序纵联负序方向元件按躲最大负荷时不平衡电流整定，取值同纵联零序。5）说明a受电侧纵联保护投入弱馈保护，仅允许单端投弱馈保护b对于投单相重合闸的线路，弱馈保护应能选相跳闸。c220kV线路保护采用分相命令的纵联保护，和旁路保护不匹配时，被代路对侧需要将分相命令退出。一条110kV线路长10KM，保护配置为三段式相间距离保护、接地距离保护和四段式零序电流保护，已知R=0.27，X=0.379，R0=0.81，X0=1.15，线路负荷电流为350A，3I0为3000A，CT变比为600/5，相邻线路零序定值为（段25A，0S 段15A，0.3S，段8A，0.6S）请给出本线路的整定值。计算题计算题