第五章 線路保護(hù)配置原則與實(shí)例

1、第五章 線路保護(hù)配置原則與實(shí)例線路保護(hù)配置原則 電網(wǎng)繼電保護(hù)選擇原則 選擇性 速動(dòng)性 靈敏性 可靠性 主保護(hù)與后備保護(hù) 主保護(hù) 后備保護(hù)（遠(yuǎn)后備保護(hù)，近后備保護(hù)） 輔助保護(hù)遠(yuǎn)后備保護(hù) 當(dāng)主保護(hù)或短路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)后備 三段式電流保護(hù)、零序電流保護(hù)、距離保護(hù)屬于遠(yuǎn)后備保護(hù) 遠(yuǎn)后備保護(hù)配置相對(duì)簡(jiǎn)單、成本低近后備保護(hù) 當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，有本電力元件或線路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備保護(hù) 當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)后備保護(hù) 要求近后備保護(hù)切除故障時(shí)間及范圍不變 近后備配置較為復(fù)雜，成本高小接地電流電網(wǎng)保護(hù)配置 為反映單相接地故障 采用兩項(xiàng)不完全星形接線 單側(cè)供電時(shí)，可配置

2、電流I段和電流II段。 兩側(cè)供電時(shí)，在裝設(shè)電流I段、II段、 III段和電流電壓速斷，必要時(shí)，保護(hù)應(yīng)具有方向性 當(dāng)保護(hù)不能滿足要求時(shí)，可采用距離保護(hù)，特別短線路可采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)例5-1補(bǔ)充例（補(bǔ)充例（1）1、線路AB和BC均裝有三段式電流保護(hù)，它們的最大負(fù)荷電流分別為120A和100A，負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)KST=1.82、線路AB的II保護(hù)延時(shí)允許大于1s3、Krel=1.25， Krel=1.15， Krel=1.2， Kre=0.85，Zb=0.4 /km4、電源1：Zs.min=15, Zs.max=20 電源2：Zs.min=20, Zs.max=25 電流分支系數(shù) 定義： 由于在K點(diǎn)短

3、路時(shí)，保護(hù)1的II斷保護(hù)為 所以: 接下來(lái)的問(wèn)題就是求解KbbK 故障線路流過(guò)的短路電流前一級(jí)保護(hù)所在線路上流過(guò)的短路電流.opBC KbAB KAB KIIKII下一線路.1.oprelAB KIKI.1.relopopbKIIK下一線路(1)1212122121kkbkIIZZZKZIZZIZZ (2)電流分支系數(shù) 電源有最大運(yùn)行方式（Zs.min）和最小運(yùn)行方式（Zs.max）. 最小分支系數(shù),用于整定II段保護(hù). 最大分支系數(shù),用于校驗(yàn)II段保護(hù)范圍.1122sABsZZZZZ1.max.max2.min1sABbsZZKZ 1.min.min2.max1sABbsZZKZ (3)(4

4、)一、電流I段（整定） 保護(hù)1和保護(hù)2的最大短路電流：.1.max1.min/31151.207()3(1540)AKsABEIKAZZ.2.max2.min/31151.106()3(2040)BKsABEIKAZZ.1.1.max1.25 1.2071.509()oprelKIKIKA.2.2.max1.25 1.1061.383()oprelKIKIKA一、電流I段（靈敏性） 以發(fā)生最小運(yùn)行方式下的相間短路進(jìn)行校驗(yàn)。.maxmin32opsbEIZZlmin.max13()2sbopElZZIminsenlKl全長(zhǎng)一、電流I段（靈敏性） 1 2min.11.max.113()45.26(

5、)2sbopElZkmZImin.22.max.213()41.44()2sbopElZkmZImin45.26%lmlKl全長(zhǎng)min41.44%lmlKl全長(zhǎng)二、限時(shí)電流速斷（II段）整定 本例著重考慮保護(hù)1的II段保護(hù)。站在保護(hù)3的角度，在K點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，電源1，2同時(shí)提供短路電流。因此需要利用分支系數(shù)（電流助增）。 首先計(jì)算3在最大運(yùn)行方式下3相短路電流.3.max.minKsBCEIZZ1.min2.min()|)sABsBCEZZZZ115/31.717()(1540)|20)24KA二、限時(shí)電流速斷（II段） 整定 其次，計(jì)算保護(hù)3的I段保護(hù)動(dòng)作電流 第三，計(jì)算最小分支系數(shù)，利用公

6、式（3）1.min.min2.max1sABbsZZKZ .min154013.225bK .3.3.maxoprelKIKI1.25 1.7172.146()KA二、限時(shí)電流速斷（II段） 整定 第四，計(jì)算保護(hù)1的II段保護(hù)動(dòng)作值，利用公式（1）.1.3relopopbKIIK1.152.1460.772()3.2KA二、限時(shí)電流速斷（II段） 靈敏性 靈敏系數(shù) 保護(hù)1的II段靈敏系數(shù).minksenopIKI.1.min.1.1ksenopIKI1.max.132sABopEZZI1115220401.2410.772.1.max.132kopII31.20721.3540.772二、限時(shí)

7、電流速斷（II段） 靈敏性 如果按照最大分支系數(shù)，情況又是怎樣呢？ 按此整定1的II段動(dòng)作電流 按此校驗(yàn)的靈敏系數(shù) 或 它說(shuō)明什么？1.max.max2.min1sABbsZZKZ 4.1.3relopopbKIIK0.617()KA.1.min.1.1ksenopIKI1.5531.694二、限時(shí)電流速斷（II段） 延時(shí)11ttt00.50.5ss二、限時(shí)電流速斷（III段）-整定 按照躲過(guò)最大負(fù)荷電流進(jìn)行整定.maxrelstopLreKKIIK.11.maxrelstopLreKKIIK1.2 1.80.120.305()0.85KA11ttt0.50.51sss 延時(shí)時(shí)間二、限時(shí)電流速

8、斷（III段）-靈敏性 電流III段是作為I段和II段的后備保護(hù)（除在負(fù)荷節(jié)點(diǎn)以外） 作為近后備保護(hù)的靈敏性，按照本線路末端，最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路進(jìn)行校驗(yàn)(2). .min.1.1K BsenopIKI.11.max32opsABEIZZ3115230.30520403.143二、限時(shí)電流速斷（III段）-靈敏性 作為遠(yuǎn)后備保護(hù)的靈敏性，按照相鄰線路末端，最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路進(jìn)行校驗(yàn)。一定要注意分支系數(shù)！(2). .minK CI1.max2.max32()|)sABsBCEZZZZ311523(2040)|20)241.474()KA 按照最大分支系數(shù)，電源1提供的短路電流(2)

9、. .minK BI(2). .min.max1.474 40.369()K CBIKKA 按照最大分支系數(shù)，電源1提供的短路電流(2). .min.1.1K BsenopIKI0.3691.2100.305作業(yè)作業(yè)已知：2、保護(hù)4的III段保護(hù)延時(shí)t4=1.0s3、Krel=1.3， Krel=1.1， Krel=1.2， Kre=0.85，KST=1.5，線路阻抗：Zb=0.4 /km試對(duì)保護(hù)1進(jìn)行三段式電流保護(hù)整定計(jì)算，要求計(jì)算啟動(dòng)電流、動(dòng)作時(shí)間及靈敏度校驗(yàn)1、線路AB的最大負(fù)荷電流分別為170A例5-21、Krel=1.2， Kre=1.15， Kst=1， Zb=0.4 /km2、正

10、常時(shí)最低電壓UL.min=0.9UG3、AB最大負(fù)荷電流IL.max=350A，cos=0.9，阻抗角1=700一、基本數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 這道題需要計(jì)算三段式距離保護(hù)，因此，其整定動(dòng)作值為阻抗，我們首先應(yīng)該準(zhǔn)備相關(guān)的數(shù)據(jù)，以便一下的計(jì)算。AB線路阻抗：0.4 3012( )ABbABZZlBC線路阻抗：0.4 6024( )BCbBCZZlCD線路阻抗：0.4 8032( )CDbCDZZl變壓器阻抗：2210.511544.083( )10010031.5NTNUVsZS二、距離I段 回顧一下距離I段的整定，時(shí)間，靈敏度？被保護(hù)線路全長(zhǎng)的80%85%。時(shí)間？依照線路全長(zhǎng)進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)。1、.10.8

11、50.85 1210.2()opABZZ2、.10( )opts3、.1min100%85%opABZlZ二、距離II段 動(dòng)作阻抗的整定，與下一線路距離一段配合。 按躲開(kāi)相鄰變壓器低壓側(cè)出口短路整定?；谧儔浩魉賱?dòng)保護(hù)配合。二、距離II段-下一線路 動(dòng)作阻抗的整定，與下一線路距離一段配合。.1.30.8 ()opABopZZZ 在本例中，由于存在分支電路，因此需要考慮電流分支系數(shù)的影響。所以.1.30.8 ()opABbopZZK Z 回憶上一個(gè)例子，采用最小分支系數(shù)進(jìn)行整定，最大分支系數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)。所以.1.min.30.8 ()opABbopZZKZ 接下來(lái)，求分支系數(shù)二、距離II段-下一線

12、路 分析：由于本例中，在節(jié)點(diǎn)B的上端具有兩個(gè)分支，下端也具有兩個(gè)分支，因此該分支系數(shù)的求解需要考慮兩端的影響。首先畫(huà)出等值電路：電流分支系數(shù)的定義.opBC KbAB KAB KIIKII下一線路31II二、距離II段-下一線路1234IIIII1122()sABsI ZZIZ111212()sABsI ZZIIIIZ令：按照單位電流法，假設(shè)I1，則有按照單位電流法，假設(shè)I3，則有34(0.85)0.15BCBCBCIZIZZ3343(0.85)0.15BCBCBCIZIIIIZZ二、距離II段-下一線路 所以 因此113132()(0.85)0.15sABBCsBCBCI ZZIZIIZZZ

13、11320.85(1)(1)0.15sABBCsBCBCZZZIIZZZ30.85(1)10.15I321.15I31bIKI121.15(1)2sABsZZZ二、距離II段-下一線路 按照最小分支系數(shù)，則 接下來(lái)求解3.min1bIKI1.min2.max1.15(1)21.19sABsZZZ.30.850.85 2420.4( )opBCZZ二、距離II段-下一線路 所以.1.min.30.8 ()opABbopZZKZ0.8 (12 1.19 20.4)29.02( )二、距離II段-相鄰變壓器 按躲開(kāi)相鄰變壓器低壓側(cè)出口短路整定?；谧儔浩魉賱?dòng)保護(hù)配合。也需要考慮分支系數(shù)。.1.min

14、0.7 ()opABbTZZKZ 此時(shí)的分支系數(shù)考慮在K2點(diǎn)短路時(shí)。這個(gè)分支系數(shù)與我們上一例的分支系數(shù)法是一致的，而且下端沒(méi)有分支，所以：1.min.min2.max1sABbsZZKZ 20 1212.06730 二、距離II段-相鄰變壓器 所以.1.min0.7 ()opABbTZZKZ0.7 (122.067 44.083)72.184( )二、距離II段 去以上結(jié)果較小者。所以.129.02( )opZ二、距離II段 動(dòng)作時(shí)間 靈敏性校驗(yàn)1355ttttttt 0.5s.1.1opsenABZKZ29.0224.181.512三、距離III段 躲開(kāi)線路最大負(fù)荷電流整定，并考慮：可靠性系

15、數(shù)，自啟動(dòng)系數(shù)，返回系數(shù)進(jìn)行整定.min.1LoprelstreZZKKK由于此時(shí)需要計(jì)算線路最小負(fù)荷阻抗，因此.min.min.maxLLLUZI0.9 115/3170.73( )0.35因此.min.1LoprelstreZZKKK170.731.2 1.1 1129.34三、距離III段 取方向繼電器最大靈敏角 且 故070senK1cos0.9.1.11cos()opopsenZZ129.34180.41( )cos(7025.8)三、距離III段 靈敏性校驗(yàn)，我們有了III的整定值，在進(jìn)行靈敏性校驗(yàn)時(shí)，如果存在電流分支系數(shù)，則需要采用最大分支系數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)。 當(dāng)相鄰線路末端短路時(shí)。.1.maxopsen