繼電保護(hù)整定計算基本原則4-5章

1、第四章大接地電流系統(tǒng)的線路零序電流接地保護(hù)接地短路的特點與短路計算方式的選擇第一節(jié)零序電流保護(hù)作為線路接地故障的保護(hù)，它不反映三相和兩相短路故障。保護(hù)整定值需要滿足各種運行方式，為了減少不必要的計算，較快的求出所需要的短路電流，首先應(yīng)掌握接地短路的特點和計算方式的選擇。1-1接地短路的特點根據(jù)接地短路電流計算分析可知，接地短路相當(dāng)于在短路點增加了一個額外的電抗（隨接地類型不同而不同）后的三項短路。各序（正、負(fù)、零序）電流的分布，只決定該序各支路的電抗反比關(guān)系，與其他序網(wǎng)無關(guān)。例如零序電流分布，只按各支路的零序電抗成反比的分配；但各序電流的絕對值要受其他序網(wǎng)的影響。對于我們所要研究的零序電流來說

2、，零序電流的分布只決定于零序綱情況，而正負(fù)序綱的電抗卻要影響零序電流的大小。因此當(dāng)我們決定零序電流分配系數(shù)的時候，只研究零序綱的情況，而當(dāng)決定零序電流絕對值大小的時候，必須同時考慮正序、負(fù)、零序綱路的變化。當(dāng)有零序互感的線路接地故障時，零序電流有如下的特點：如圖4-1及圖4-2所示。當(dāng)雙回運行末端接地短路I（1）、I（2）同方向、因為互感的影響是起助磁作用，使零序電抗增加，零序電流減小。而當(dāng)其中回停電并兩端接地時，末端接地短路，I（1）和I（2）方向相反，因為互感的影響是祛磁作用使零序電抗減小零序電流增大。）一端母線上短路）一則開關(guān)出口短路相繼跳閘）一回線停電檢修圖：4-1同桿井架線或平行線有

3、零序互感的電流分析圖一端共母線的平行線上述分析同樣適用于只有一側(cè)有電器聯(lián)系的平行線，也適用于兩側(cè)均無電氣聯(lián)關(guān)的平行線?！耙妶D4-3”圖兩端均無公共點的平行線對于多回路的互感，上述分析原理仍然適用，但計算方法較復(fù)雜，最好用計算工具（計算臺，計算機(jī)等）。1-2計算方式的選擇計算方式是決定計算零序電流的大小，分布所需的運行方式。發(fā)電機(jī)，變壓器，線路等的運行取決于系統(tǒng)需要（一般有調(diào)度部門決定），只能根據(jù)可能情況來選擇，而變壓器接地點通常有繼電保護(hù)部門選擇決定。而這一點對零序電流的大小和分布是關(guān)系極大的。（1）變壓器中性點接地點的具體選擇如下：發(fā)電廠必須有一臺變壓器接地。也可按變壓器的零序阻抗組合接近而

4、分組（兩臺或三臺）倒換接地，如有條件（變壓器臺數(shù)較多）時，也可按每一條母線上有一臺變壓器接地。變電站接地要根據(jù)具體情況而定。單側(cè)電源一般不接地，可用于臨時代替其他停用的變壓器，多側(cè)電源的，可組合為：a二條線一臺變壓器者可接地。允許停變壓器。b二條線二臺變壓器者，可一臺接地，一臺倒換。c三條線以上，一臺變壓器者，變壓器接地，允許停變壓器。d三條線以上，二臺變壓器以上者，一臺接地，其余倒換?；蛉〗M合方案。降壓變壓器低壓側(cè)有小電源時，如小電源不足以使受電側(cè)零序電流保護(hù)動作，變壓器接地，應(yīng)采用低周低壓保護(hù)解列的措施。（2）線路末端短路通過保護(hù)的最大零序電流的方式選取：單電源輻射形網(wǎng)路，取最大運行方式；

5、多電源綱路及環(huán)形網(wǎng)路，取正負(fù)序網(wǎng)最大，斷開相鄰線路，開環(huán)，減少保護(hù)正方向相鄰的接地點。雙回線中的一回停用，如有互感時還應(yīng)接地。如圖4-2：相鄰有互感的線路，取相鄰線停用并接地方式；由比較X1與X0，決定用單相接地或兩相接地故障類型。一端母線有聯(lián)系的平行線，當(dāng)有互感時，（雙回有互感在相繼動作時，短路點在D點可能最大。如圖4-4）通過保護(hù)的最小零序電流的方式選取與上述相反。（3）最大分支系數(shù)的選取：以正常方式計算所得各分支電流為基礎(chǔ)，當(dāng)欲求某支路最大分支時，可把除本線以外的其他分支中較大的電流支路，進(jìn)行檢修和故障（即同時停用兩條線）進(jìn)行試探，一般可求得。輻射型網(wǎng)路分支系數(shù)與短路點的位置無關(guān)。環(huán)形網(wǎng)

6、路中的分支系數(shù)隨短路點遠(yuǎn)而減小，開環(huán)為最大，應(yīng)取開環(huán)方式。單回線對雙回線，應(yīng)取相鄰雙回運行方式，短路位置參考和。雙回線對單回線，應(yīng)取雙改為單方式短路點選在本線末端。如雙回線間有互感時，還應(yīng)將所停線路兩端接地。如圖4-1中C。輻射線對環(huán)網(wǎng)內(nèi)的線，應(yīng)取合環(huán)方式。短路點應(yīng)選在相鄰保護(hù)段保護(hù)范圍末端。也可近似選在環(huán)內(nèi)線末端。單回線旁臨平行線有互感時，也應(yīng)按圖41的方式考慮。一端母線有聯(lián)系或兩端母線有聯(lián)系的平行線，當(dāng)有互感時，一回對另一回的最大分支系數(shù)，短路點應(yīng)選在相鄰線末端。如圖4-4（a）和圖（b）。上述情況中，因分支系數(shù)是隨短路而變的，若求任一點的分支系數(shù)時，需用圖解法，如圖。4-4（c），可見在

7、P點的3I0/3I0=Kfz遠(yuǎn)大于在N母線處的3I0/3I0=Kfz。（）一端共母線的平均線（）有互感的平行線電流分布（）B)平行雙回線圖4-4有互感的平行線的分支系數(shù)選擇圖第二節(jié)零序電流保護(hù)的定值計算我們在假定如下條件基礎(chǔ)上介紹整定方法，即：、按保護(hù)正方向計算，然后考慮是否帶方向性。、線路采用三相重合閘的方式。、時限選擇按與相鄰配合段有級差。4、靈敏度按本線路末端接地短路流過保護(hù)的最小零序電流校驗，要求主保護(hù)段1.251.5。對相鄰線路后備要求：.2。2-1零序一段此段為速動段按滿足下列條件整定：（1）按躲開線路末端接地短路最大零序電路整定，式中：(4-1)取3I0zd線路末端接地短路，流過

8、保護(hù)的最大零序電流。（）按躲開開關(guān)三相不同時合閘的零序電流整定。當(dāng)使用快速開關(guān)時，此電流出現(xiàn)是很短，一般不考慮。式中：取開關(guān)三相不同時合閘的零序電流。2-2零序二段本段一般是作為主保護(hù)段用的，在本線路末端要求靈敏度1.251.5。此段的整定方法，也適用于裝有四段式保護(hù)中第三段的整定。它應(yīng)滿足以下條件：（1）按與相鄰一段或二段配合整定。I(1)dz=Kk.Kfz.Idz(2)Kfz計算可能方式下最大值。I(2)dz相鄰保護(hù)一段（或二段）的正定值。檔案相鄰一段整定靈敏度較低時，可改與相鄰二端整定（2）按不伸擊線路末端變壓器差動范圍整定。當(dāng)變壓器高中側(cè)壓均為接地系統(tǒng)時，按下式整定。.Idz=Kk3I

9、。式中：3I0線路對端母線上變壓器另一側(cè)母線接地短路時，流過本保護(hù)的最大零序電流。Kk取1.31.5。當(dāng)變壓器為帶負(fù)荷調(diào)壓時。應(yīng)取較大的系數(shù)。（3）當(dāng)本段整定時限等于或低于本線相同保護(hù)某段的時限時，則應(yīng)按躲開相應(yīng)相間段的末端相同短路的不平衡電流。解釋如下：當(dāng)在相鄰線路某段保護(hù)范圍末端相間短路時，應(yīng)是相鄰的相間保護(hù)動作，但因不平衡電流，使本線路某段零序保護(hù)動作（當(dāng)動作時限比相間小時）造成越級。但是一般的這個電流不（4-4）(4-3)(4-2)會太大的。（4）當(dāng)使用此段作為重合閘后加速或手動合閘加速時，應(yīng)考慮可能變?yōu)閱坞娫此碗姷那闆r。如末端變壓器為接地運行，應(yīng)躲開在合閘時的變壓器勵磁涌流。2-3零

10、序三段本段一般作為后備保護(hù)使用。爭取在相鄰線路末端Km1.2。此段的整定方法也適用于裝有四段式保護(hù)中第四段的整定。按滿足以下條件整定：（1）按與相鄰二段或三段保護(hù)配合整定。整定同（4-6）式。當(dāng)零序二段有較高靈敏度時，為了提高后備性，可按與相鄰三段或四段整定。（2）當(dāng)相鄰變壓器高、中壓均為接地系統(tǒng)時，按與相鄰變壓器另一側(cè)零序保護(hù)一段或二段配合整定。Idz=KkKfzIdyIdzB式中：IdzB相鄰變壓器另一側(cè)零序保護(hù)的整定值Kfz線路對變壓器另一側(cè)零序保護(hù)的最大分支系數(shù)。（3）當(dāng)本段整定時限等于或低于本線相間某段保護(hù)時限時，則應(yīng)躲開相應(yīng)相間段末端相見短路的平衡電流。（4）當(dāng)相鄰變壓器為不接地運

11、行時，按躲變壓器外部相間短路的最大不平衡電流整定。（5）如使用此段重合閘后加速或手動合閘加速時，按本書零序二段整定條件中第（4）項考慮整定。2-4零序保護(hù)的整定配合問題、單回線與雙回線配合或輻射線與環(huán)網(wǎng)內(nèi)線路配合，以及平行線有互感的保護(hù)間配合，當(dāng)保護(hù)配合整定點不在相鄰線末段時，其分支系數(shù)將比線路末端為小，如靈敏度受影響較大時，可用曲線法配合，以避免用最大分支系數(shù)整定。、與相鄰雙回線配合整定，若影響上級很多保護(hù)的靈敏度下降時，如雙回線上裝有橫差保護(hù)，可考慮與橫差保護(hù)配合整定。當(dāng)橫差保護(hù)停用時，應(yīng)改為單回線運行方式。、有些情況下，三級式保護(hù)效果不夠好，例如零序二段無靈敏度，需零序三段可改為四段式保

12、護(hù)。需用四段式的保護(hù)參考以下條件：a雙回線；b相鄰為短線路或為雙回線；C要求對相鄰有后備性等情況；4、對于小電流側(cè)零序保護(hù)，可能因相繼動作后電流減小而復(fù)歸，必要時可采用瞬時測量接線。瞬時測量的缺點是它不能按配合條件整定（常按保證靈敏度整定），在某種情況下可能越級動作，因此小電流側(cè)如有幾級保護(hù)時，最好同時使用瞬時測量，而且按配合條件整定。(4-8)第三節(jié)零序方向元件靈敏度的計算零序方向元件的死區(qū)與相間方向元件不同。這是由零序電壓分布特點決定。已知短路點的U。最高，近保護(hù)處的短路點方向元件沒有死區(qū)，其死區(qū)是在后備保護(hù)段，即在此較遠(yuǎn)的短路點處。方件元件是擔(dān)任判別作用的，要求比電流元件的靈敏度要高。一

13、般都是幾段電流公用一個方向元件，因此方向元件的靈敏度應(yīng)比最小的電流元件靈敏度要高。方向元件按相鄰線路末端校驗，要求km2。有時零序最后一段電流元件的后備靈敏度不足，方向元件靈敏度可按最后一段電流保護(hù)范圍末端處校驗，要求km1.5。當(dāng)方向元件靈敏度不滿足要求時，應(yīng)降低方向元件的動作功率，以提高靈敏度?；蚴遣扇”容^靈敏的方向元件。第四節(jié)采用單項重合閘的零序保護(hù)4-1單相重合閘過程對零序保護(hù)的影響在用單相重合閘的線路上發(fā)生接地故障過程中，有接地短路復(fù)故障（線路一側(cè)開關(guān)斷開一相）和非全相（線路兩側(cè)均斷開一相）三種狀態(tài)。前兩種狀態(tài)將有零序保護(hù)切斷故障，第三種狀態(tài)是單向重合閘必須具備的條件，此時已不存在故

14、障，應(yīng)防止保護(hù)發(fā)生誤動作。在非全相狀態(tài)下，將產(chǎn)生正、負(fù)、零各序分量。由分析可知，在非全相中零序電流是沿同一方向流的，稱它為縱向不對稱狀態(tài)。它與接地短路不同，接地短路稱為橫向不對稱。零序電流的大小，決定于線路中的負(fù)荷電流或是決定于線路兩側(cè)等值電勢的擺角。當(dāng)線路中負(fù)荷電流不大時，零序電流一般是不大的。但在系統(tǒng)動穩(wěn)問題較為突出時，零序電流將達(dá)到很大的數(shù)值，甚至大于線路末端接地短路的電流。在斷口處的零序電流與母線上零序電壓，其相位關(guān)系與接地短路情況相近，因而零序方向元件能正確工作，方向仍指向線路。但是零序方向元件若取線路側(cè)的零序電壓時，有的方向?qū)⒅赶蚰妇€。當(dāng)線路上負(fù)荷電流不大時，零序電流和電壓的數(shù)值也

15、是很小的，零序方向元件的靈敏度可能不足，將要拒絕動作。在接地短路，復(fù)故障和非全相中，零序電流的分支系數(shù)一般是相同的。但是在有互感的雙回線上，非全相過程中雙回線之間的系數(shù)將有所增大。分析如下：圖，為采用三項重合閘的雙回線，保護(hù)對保護(hù)的最大分支系數(shù)，可表示為：（）圖用三相重合閘的雙回線接地短路時分支系數(shù)解析圖圖為采用單相重合的雙回線保護(hù)對保護(hù)的最大分支系數(shù)為：由式（）與式（）相比，可見非全相中的分支系數(shù)教接地短路大非全相中防止零序保護(hù)動的措施非全相中在重合閘未重合之前，當(dāng)線路中零序電流較大時，能使某段按零序保護(hù)誤動跳三相開關(guān)，造成重合閘不成功。防治這種誤動的辦法，目前常用三種：利用重合閘裝置實現(xiàn)閉

16、鎖。重合閘中稱為M端的，是實現(xiàn)啟動重合閘并閉鎖保護(hù)的端子，將可能誤動的保護(hù)接于M端子。此辦法只能用于故障線路的保護(hù)，因為非故障線重合閘沒有啟動不能起閉鎖作用。用保護(hù)動作值躲非全相電流。即按躲非全相零序電流整定，此段保護(hù)接于重合閘的N端子，它可啟動重合閘，但保護(hù)不被閉鎖，這種辦法可用于故障線路和非故障線路上。.用保護(hù)動作時限來躲非全相過程。即按躲單相重合閘周期來整定時間。這種辦法可用于故障線路和非故障線路上。分析表明，當(dāng)非全相零序電流較大時，用電流值的辦法只適用于零序一段保護(hù)，如用零序二段則要影響靈敏度。多數(shù)情況是要用時間來躲非全相的。因此單項重合閘周期的長短對保護(hù)動作事件有決定性的影響。因為是

17、按階梯配合原則，所以不但影響故障線路的保護(hù)整定時間。也影響了相鄰線路保護(hù)的整定時間。4-3使用單項重合閘的零序保護(hù)整定1零序一段按下列條件整定，并將保護(hù)接于重合閘的N端子。按躲線路末端短路最大零序電流整定。見（）式按躲開本線路非全相的最大零序電流整定。（）式中：本線路非全相過程中產(chǎn)生的最大零序電流應(yīng)有系統(tǒng)穩(wěn)定計算提供此電流。如不能提供準(zhǔn)確電流，可按兩側(cè)電視棱角為°進(jìn)行計算。取如果按上述條件選取的定值太大，影響了保護(hù)范圍，可增加一個一段保護(hù)。該段只按短路條件整定，但因不能躲非全相，故將其接于重合閘的端稱接端的零序一段為躲非全相一段。對線路變壓器值可參照本章第二節(jié)的整定條件。零序二段按滿

18、足下列條件整定，并將保護(hù)接于重合閘的端子。按與相鄰接于端子的另需一段或二段配合整定。按與相鄰變壓器差動保護(hù)范圍用配合整定。如使用此段重合閘加速或手動合閘后加速時，應(yīng)考慮變壓器涌流問題。祥見本章中的（）項。整定配合分析：按上述條件選取的定值，如本線非全相的最大零序電流值不大，可以躲開時，可以將保護(hù)改接至端。由于零序二段要求作為主保護(hù)作用，故不希望用電流或延時來躲非全相狀態(tài)。零序三段按滿足下列條件整定，并將保護(hù)接于重合閘的端子。按與相鄰線路接于端子的零序二段或三段配合整定。見（）式。接于相鄰變壓器差動保護(hù)范圍配合整定。見（）式?；虬磁c相鄰變壓器的另一側(cè)（當(dāng)變壓器中壓均接地時）零序保護(hù)配合整定。按躲

19、開本線路的單相重合閘最大周期時間整定時限。如使用此段重合閘后加速或手動合閘加速時，應(yīng)考慮變壓器涌流問題。詳見本章中的（）項。整定配合分析：按上述整定結(jié)果若靈敏度較低，可考慮按與相鄰線路接于端的保護(hù)段配合整定，整定時限應(yīng)大于相鄰線路的單相重合閘的最大周期。這樣的整定存在有缺點，當(dāng)相鄰線路在非全相中非故障相的再故障和開關(guān)拒合時，將會引起越級誤動，是否采用應(yīng)研究決定。零序四段按滿足下列條件整定，將保護(hù)接于重合閘的端。按與相鄰線路接于端的零序三段或接于端的零序四段保護(hù)配合整定。見（）式。參見本節(jié)中的零序三段整定中的項和項。整定配合分析1.在單相重合閘過程中，接于M端的零序路保護(hù)段被閉鎖退出工作，與它配

20、合整定的相鄰上一級保護(hù)即失去了配合對象，此時若非故障相再發(fā)生故障或是重合閘的開關(guān)拒絕合閘，就會引起相鄰的保護(hù)越級跳閘。因此相鄰的保護(hù)之間配合整定，要求必須按照與任何時候都工作的保戶進(jìn)行配合整定。也就是說與相鄰接于N端的保護(hù)進(jìn)行配合整定。這一點非常重要，以下分析說明圖4-7表示相鄰保護(hù)之間的配合關(guān)系。圖中電流符號后面的N、M表示該段保護(hù)接于重合閘的端子。相鄰兩個定值間的實線表示整定配合關(guān)系。圖有單相重合閘的零序保護(hù)整定配合分析在HJ線路上發(fā)生了A相接地短路，兩側(cè)的A相開關(guān)均跳閘，線路轉(zhuǎn)入非全相運動。HJ線路的零序二段保護(hù)接于M端已經(jīng)被閉鎖。此時若其非故障相，例如C相發(fā)生故障，保護(hù)動作將有以下幾種

21、情況：HJ線路有高頻保護(hù)運行，則高頻保護(hù)快速動作，跳開三相切除故障。重合閘是否會重合，要看具體時間配合情況而定，此處從略。但如果重合于故障則有后加速，不會引起越級。HJ線路有高頻保護(hù)運行，但高頻保護(hù)拒動，此時有二種情況：若故障點在零序一段（接于N端的）保護(hù)范圍內(nèi)，即有零序一段保護(hù)動作跳開三相，切除故障，不會引起越級；若故障點在零序一段保護(hù)范圍外，則由接于N端的后備保護(hù)段動作，跳開三相，切除故障。重合閘是否重合，分析從略。但重合于故障有后加速，不會引起越級。HJ線路無高頻保護(hù)運行時，則如同由高頻保護(hù)推動的分析一樣，見上一項。必須指出，重合閘后加速時相鄰的保護(hù)不會越級，但是當(dāng)開關(guān)拒絕合閘時，將不能

22、進(jìn)行后加速，須由接N端的保護(hù)延時切除故障。另一點，目前國產(chǎn)單相重合閘的后加速回路都是采用了“接相后加速”的方式，即重合閘重合于線路故障，故障相必須包括第一次的故障相別，才能進(jìn)行后加速，若是重合后原故障相故障消失，只存在非故障相的故障，則無法后加速，也需由接于N端的保護(hù)適時切除故障。在此情況下，如果相鄰的不是嚴(yán)格按接N端的保護(hù)配合整定。就會引起越級跳閘。2.低壓單相重合閘周期時間的辦法。零序三、四段保護(hù)動作時間受單相重合閘周期的影響，而單相重合閘時間整定又必須決定于零序保護(hù)切除全線故障的時間。當(dāng)零序主保護(hù)段（二段）靈敏度不足時，就會出現(xiàn)零序保護(hù)時間與單相重合閘時間相互循環(huán)提高的影響。其結(jié)果可能使

23、零序三、四段保護(hù)整定時間過長，對系統(tǒng)運行不利。有時為了壓低單相重合閘的時間，而采用單相重合閘與快速主保護(hù)配合使用的方式，即無高頻或差動（橫差或縱差）保護(hù)時，不進(jìn)行單相重合閘。這時應(yīng)注意防止在高頻保護(hù)拒動時，由后備零序保護(hù)段切除故障又起動了合閘，使單相重合閘周期延長，可能造成相鄰的零序保護(hù)越級誤動。應(yīng)將各段延時零序保護(hù)段均接于R端，否定重合閘作用，防止越級誤動。3.零序保護(hù)各段，應(yīng)明確介入重合閘的端子，一方面是說明該段保護(hù)是否能躲過非全相運行狀態(tài)，另一方面也說明該段保護(hù)是否啟動合閘。對于不進(jìn)行重分閘的保護(hù)沒有必要接N、M端，特別是M端，保護(hù)被閉鎖退出工作，有時會起壞作用的。通常用主保護(hù)段啟動重合

24、閘，后備保護(hù)段則沒必要啟動重合閘。對不啟動重合閘的保護(hù)段應(yīng)接于R端子。線路的零序保護(hù)要與相鄰的變壓器零序保護(hù)配合整定。變壓器零序電抗的大小，分布對線路零序保護(hù)的定值有著決定性的影響。不同類型的變壓器，其零序電抗差別是很大的（參見第二章）。分析表明普通三卷變壓器對線路保護(hù)是有利的。三級電壓帶自偶變壓器，其零序電抗稍有不同，對線路保護(hù)影響較小。但是在220KV系統(tǒng)中，有的采用三級電壓三個星形的自耦變壓器，則使線路保護(hù)大為惡化。三星形變壓器等值電抗中，高壓側(cè)是一個較大的負(fù)電抗值，而接地分支電抗又是一個大的正值。在高壓或中壓接地短路時，對電流大小和分布都產(chǎn)生不利于保護(hù)整定的變化。三級電壓的三卷變壓器和

25、自耦變壓器，有兩側(cè)要裝設(shè)零序后備保護(hù)。線路保護(hù)后備段有時因保護(hù)范圍伸出變壓器差動保護(hù)，就須與變壓器后備零序保護(hù)段配合整定。方法有兩個。各有優(yōu)缺點，要根據(jù)系統(tǒng)具體情況而定。方法一：線路保護(hù)與變壓器另一側(cè)（與線路不同電壓級的一側(cè)）零序保護(hù)配合整定。缺點是與線路同級電壓側(cè)的變壓器零序保護(hù)不起作用，將使變壓器第三側(cè)擴(kuò)大停電。但優(yōu)點是可是保護(hù)配合降低時限。方法二：線路保護(hù)和與線路同級電壓的變壓器零序保護(hù)配合整定。其優(yōu)缺點與方法一相反。第五章線路的距離保護(hù)第一節(jié)距離保護(hù)的特點距離保護(hù)是反映短路點至保護(hù)安裝處距離長度的，動作時限是隨短路點距離而變的階段特性，當(dāng)短路電流大于精工電流時，保護(hù)范圍與通過保護(hù)的電流

26、大小無關(guān)。距離保護(hù)一段不受系統(tǒng)運行方式變化影響。其余各段受運行方式變化影響也較小，躲開負(fù)荷電流的能力較大，因而它對運行方式的適應(yīng)能力較強(qiáng)。當(dāng)電流電壓保護(hù)不能滿足要求時，可采用距離保護(hù)，通常距離保護(hù)都是成套使用的，其中一、二段擔(dān)任主保護(hù)段，三段擔(dān)任后備保護(hù)段。也有四段式的保護(hù)或二段式的保護(hù)。距離一段的動作時限為0.1ms0.2ms,二段整定時間約為0.5ms1.5ms。三段整定時間一般都在2ms以上。此外為防止振蕩和電壓回路失去電壓，裝有振蕩閉鎖和電壓回路斷線閉鎖，為配重合閘有后加速回路。為避免短路的電弧電阻影響可加入瞬時測量回路。為了正確反映接地故障，對接地距離還加入零序電流補償回路。距離保護(hù)

27、的整定應(yīng)注意以下問題：（1）距離保護(hù)分阻抗型和電抗型，現(xiàn)采用阻抗型多，按Z整定。（2）距離保護(hù)采用的接線方式。有接入相間電壓和相電流差或相電壓和相電流。接入不同電流電壓，對不同類型的短路反映阻抗值也不同，如表5-1和表5-2所示。在整定計算中一次定值均用相阻抗值，只在計算二次定值時，才計入因接線不同而測量不同的系數(shù)。（3）距離保護(hù)是作為相間距離或作為接地距離，也有兼用的，它們的整定有所不同。（4）阻抗繼電器的特性不同，整定也不同。常用的如圖5-1所示。（）（）（）（b）方向阻抗型（d）電抗型圖5-1各種阻抗繼電器特性（a）全阻抗型（c）帶偏特性阻抗型全阻抗型與其阻抗角無關(guān)，因無方向性，必須配合

28、以方向元件使用。方向阻抗型有方向性，帶有“記憶”裝置消除電壓死區(qū)。整定值中與線路阻抗角有關(guān)。帶偏移特性具有方向性，但反方向也有部分動作區(qū)，整定中心須注意反向配合。電抗型因其無方向性，必須配合的方向元件或其他措施。（）距離保護(hù)的啟動方式。低阻抗啟動，允許負(fù)荷電流較大。而電流電壓啟動不適宜用于較重負(fù)荷的線路上。負(fù)序電流或負(fù)序功率啟動與負(fù)荷電流無關(guān)，但與負(fù)荷是否對稱有關(guān)。（）振蕩閉鎖的方式（包括啟動方式和復(fù)歸方式）不同，則考慮系統(tǒng)配合的問題不同。啟動方式有用負(fù)序電流或電壓的，還可分為用穩(wěn)態(tài)量和增量的。復(fù)歸方式有延時和瞬時兩種。（）斷線閉鎖的方式。（）有關(guān)的使用方式及端子聯(lián)線。如瞬時測量、重合閘后加速

29、、配合重合閘的方式，切換方式等。阻抗繼電器接線方式表表5-1相別。0接線。+30接線。-30接線。0接線補償接線）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）ABC阻抗繼電器不同接線方式下所反應(yīng)的阻抗值表5-2（）距離保護(hù)使用的電流，電壓互感器在一次系統(tǒng)的位置不同，則保護(hù)整定有所不同。第二節(jié)距離保護(hù)的定值計算2-1最大分支系數(shù)的選擇分支系數(shù)的影響使距離保護(hù)范圍伸長或縮短。從滿足最嚴(yán)重運行方式的選擇性出發(fā)，應(yīng)取用最大分支系數(shù)。分支系數(shù)與系統(tǒng)運行方式和負(fù)荷電流有關(guān)。(1)分支系數(shù)中一般不考慮分支負(fù)荷電流的影響。因為距離保護(hù)與電流保護(hù)不同。電流保護(hù)直接反映于故障電流與負(fù)荷電流之和，影響較大。而距離保護(hù)只

30、是反映相鄰線的短路線段阻抗與分支負(fù)荷有關(guān)。只有當(dāng)分支負(fù)荷較大，對按負(fù)荷電流整定的保護(hù)段或有必要準(zhǔn)確計算時才考慮。(2)輻射形網(wǎng)路，最大分支系數(shù)與短路點位置無關(guān)。一般取本線末端短路，取本支路電流最大，其他分支電源減少。單回線對雙回線取相鄰雙回運行，一般短路點選在相鄰線路末端。（雙回的保護(hù)范圍不到線路末端時，也近似取在末端）有必要準(zhǔn)確時，用圖解法。雙回線對單回線，當(dāng)雙回線接分電流保護(hù)時，應(yīng)取雙回改為單回運行方式。而雙回線的保護(hù)用和電流保護(hù)時，應(yīng)取雙回運行方式。（3）環(huán)形網(wǎng)路中最大分支系數(shù)，隨短路點遠(yuǎn)去而減小，應(yīng)取開環(huán)方式。單雙回之間的變化，參考上述（2）。（4）輻射網(wǎng)對環(huán)網(wǎng)內(nèi)的線路，應(yīng)取合環(huán)方式，

31、短路點近似選在相鄰線末端。2-2距離一段（1）無分支線的線路，按躲開線路末端整定。（）（）（）式中：Z（1）被保護(hù)線路全線正序相阻抗（歐姆）Kk取0.80.85其中考慮了繼電器保護(hù)范圍伸長的誤差=0.05，和測量互感器的誤差與俗度系數(shù)=0.1。對未實測線路參數(shù)的應(yīng)用0.8。（2）未端線路變壓器組（只有一臺變時）可按不伸出變壓器整定。XB當(dāng)變壓器有差動保護(hù)時，代表變壓器相電抗。（）（歐相）（）式中：Ex/-11接線，用兩相短路計算。（）變壓器速動保護(hù)定值。取。系統(tǒng)互變器高壓側(cè)之最大電抗。（3）當(dāng)線路中間有支接變壓器時，除按（51）式整定外，還有躲開分支變壓器低壓側(cè)整定。（）KkB0.7（）Kfz

32、對變壓器的分支系數(shù)，取可能最大值。（4）對于雙回線用一套距離介入和電流的方式：除按（5-1）整定（用一回線之阻抗）外還應(yīng)采取在雙回線運行時，退出一段的措施。23距離二段一般按滿足以下兩個條件整定。（對四段式距離保護(hù)中的第三段也用此原則）按階段式級差配合，靈敏度按本線末端校驗，要求Km1.25。（1）按與相鄰線路距離一段配合（）（）（）（）式中：（）相鄰線路距離一段定值。（相阻抗）Kfz對相鄰線路的分支系數(shù)，取可能最大值。取0.85，考慮因素同距離一段KkK取0.8，Kk=kk(1-)k考慮了本保護(hù)的系數(shù)Kk和相鄰保護(hù)的縮短系數(shù)0.1，以及兩條線路阻抗角不同等誤差。（2）按躲開線路末端變壓器低壓

33、整定參見（5-4）式。整定中還有以下情況：當(dāng)與相鄰線路一段配合整定靈敏度不足時，可改按與相鄰線路距離二段配合整定。將（55）式中Zdz(2)換為Zdz(2)。相鄰線路裝有電流保護(hù)時，應(yīng)將電流的最小保護(hù)范圍求出，以電抗表示。電流保護(hù)最?。ǎǎǎ┫噜従€路電流保護(hù)動作電流。考慮電流保護(hù)的誤差，取。系統(tǒng)至相鄰保護(hù)安裝處的最大電抗。距離二段整定如下式：（）（）最小保護(hù)范圍計算按下式：（）當(dāng)相鄰線路為電壓保護(hù)時，應(yīng)將電壓保護(hù)的最小保護(hù)范圍求出，以電抗表示。電壓保護(hù)（）。（）（）（）當(dāng)相鄰線路為電流電壓保護(hù)時，應(yīng)將兩元件中最小保護(hù)范圍求出，以電抗表示。整定用單回對雙回配合，當(dāng)考慮雙回線接于電流的距離保護(hù)

34、雙回線運行有橫差，橫差停用改為單回運行的條件，則可按雙回全線阻抗（即雙回線阻抗并聯(lián)）整定，用（5-5）式。但應(yīng)注意橫差相繼動作的延時配合問題。當(dāng)雙回線和電流的距離保護(hù)，則不應(yīng)考慮停橫差保護(hù)，否則會越級。雙回線接和電流的距離保護(hù)，應(yīng)按雙回線運行條件與相鄰保護(hù)配合整定。24距離三段一般按滿足以下條件整定。時限按階段級差配合原則，但其最低時限不得低于常見的最大振蕩周期（因距離三段是不經(jīng)振蕩閉鎖的）。此周期約為2ms左右。靈敏度按本線路末端校驗，Km1.5。按相鄰線路末端校驗，Km1.2。此段的整定原則也適用于四段式的距離保護(hù)中的第四段整定。（1)按與相鄰線路距離二段配合整定，按（5-5）式，將Zdz

35、(2)換為Zdz(2)當(dāng)按與相鄰線路距離二段整定，對相鄰線路沒有靈敏度時，則應(yīng)改為按與相鄰線路距離三段整定。（）與相鄰變壓器低電壓閉鎖過流配合整定。按（），（），（）式計算。（）按躲開最大負(fù)荷電流整定）對電流起動元件：（）（）Kq取1.52.5，可按第二章第五節(jié)方法計算。流過保護(hù)的最大負(fù)荷電流。b)對全阻抗啟動元件（）（）（）（）式中：Zfhzx最小負(fù)荷阻抗Ue保護(hù)的電網(wǎng)線電壓C）對0°接線的方向阻抗啟動元件（）（5-13）x線路阻抗角Fh負(fù)荷阻抗角其他符號同前。d)對+30°接線的方向阻抗啟動元件。（）（5-14）式中符號同前。e)對-30的接線的方向阻抗起動元件（）（5

36、-15）式中符號同前整定配合的幾個問題：1參閱距離二段整定配合的問題。2距離三段整定。在環(huán)網(wǎng)中按階段時限特性配合，當(dāng)都取與相鄰三段配合整定時，會出現(xiàn)循環(huán)矛盾的情況。另一方面也希望使網(wǎng)路中所有距離三段的時限整定的較低。為此提出所謂的起始點問題，也就是第一個整定的距離三段。起始點的距離三段整定，最好是符合這樣的要求，即相鄰二段配合整定時限低，對相鄰線路又具有后備靈敏度。一般選擇起始點的條件有三點：1）相鄰線路較本線路長。2)本線路對相鄰線路的分支系數(shù)較小，且變化也較小。3)與相鄰二段配合后，整定時限較低。應(yīng)當(dāng)注意,當(dāng)與相鄰二段配合整定時,在相鄰線路發(fā)生轉(zhuǎn)換性故障時,因其一、二段被震蕩閉鎖而不動作，

37、必然要使本保護(hù)三段越級。如設(shè)置不經(jīng)震蕩閉鎖的二段延時可解決此問題。但是上述條件有時并不能完全符合。為了改善整個網(wǎng)絡(luò)中的距離三段時限，也可采取起始點與相鄰保護(hù)無選擇性的（無選擇性的可能性較小的地方）配合方式。3分析距離保護(hù)起動元件的整定阻抗與負(fù)荷阻抗及短路阻抗關(guān)系。如圖5-2（a）所示，為0°接線方式，負(fù)荷阻抗Zfh為OB，短路時動作阻抗Zdz為OA，負(fù)荷阻抗角下動作阻抗Zdzfh為OCZdz為圓直徑，OAC為直角三角形，則有如下關(guān)系：（。（）接線（）接線圖負(fù)荷阻抗與整定阻抗的折算圖（）（）整定阻抗即等于短路阻抗。由（5-13）、（5-14）、（5-15）三種接線的整定比較可知,在同。

38、樣負(fù)荷阻抗下而整定阻抗為不同,以-30接線的整定最大+30為最小。因而，-30接線方式的。靈敏度可以提高，或說三種接線在相同的整定阻抗下,-30接線能允許更大的負(fù)荷電流。在重。負(fù)荷(送有功功率多的）長線路上，采用-30接線較好。但應(yīng)注意它允許送的無功功率卻較小。圖5-2(b)為-30接線的阻抗特性圓。依圖5-2(b)和(5-19)式可推導(dǎo)出(5-15)式。2-5動作時限的選擇(1)距離一段動作時間系保護(hù)固有時限，一般為0.1ms0.15ms，已大于線路營型避雷器的放電時間，不必再考慮配合問題。(2)距離二段應(yīng)與相鄰配合保護(hù)段時限級差配合。距離二段與相鄰所有出線的距離一段的時限配合，應(yīng)考慮一段動

39、作時限的長短。當(dāng)一段動作較快時，如為0.1ms，則相鄰二段可用0.5ms。若為0.2ms時，應(yīng)取t=0.6ms0.7ms。當(dāng)相鄰母線上裝有后備結(jié)線時，還應(yīng)與后背結(jié)線的動作時間配合。為了不影響線路主保護(hù)動作時間的提高，一般不選擇一個時限級差，而只取0.2ms0.25ms的級差。2-6接地距離的整定在大接地電流系統(tǒng)中反應(yīng)接地故障時，或單相重合閘的選相元件，均采用接地距離元件。線路上發(fā)生單相接地時（大接地電流系統(tǒng)），因為線路的零序阻抗大于正序阻抗，所以繼電器測量阻抗增大，為使繼電器測量阻抗仍和正序阻抗與線路長度成正比例，保護(hù)范圍不變，應(yīng)加以I。補償。補償系數(shù)為K，它是引入繼電器的I。與實際I。的倍數(shù)

40、。K值一般是用自偶變流器變比實現(xiàn)的。K值一般小于1，當(dāng)線路有互感時K可能大于1。K值的計算如下：如圖5-4，當(dāng)線路上A相發(fā)生單相接地短路時，繼電器端子上的電壓、電流、阻抗為：?。ǎǎǎǎǎ?。式中（）（）圖接地距離保護(hù)計算圖（）（）（）（）令Zce=Z1時則。式中：Uce、Ice分別為接入保護(hù)的相電壓和相電流。I1I2I0分別為流過保護(hù)的正序、負(fù)序、零序電流。Z1，Z0分別為線路的正序，零序阻抗。Zce保護(hù)測量的阻抗。K接地距離保護(hù)用的補償系數(shù)。因為Z1和Z0阻抗角不同，K值一般情況下為復(fù)數(shù)，實用上取實數(shù)。一般線路上Z0=2.0Z13.5Z1，故K0.330.83。對于有零序互感的平行線

41、路，還應(yīng)考慮在接地短路時，零序互感使測量阻抗改變的問題，如圖5-4。此時K值計算如下：（）（）（）（）（）。（）在圖5-4中，對于圖（a）的保護(hù)（2）應(yīng)取。（）。（）（）對于圖（b）的保護(hù)(1)應(yīng)取,對于圖(c)的保護(hù)(1)應(yīng)取。（）（）。對圖(b)保護(hù)(1)的K值可簡化為:（）（）（）(5-27)（）式中:Z0(1)，Z1(1)，I0(1)分別為被計算線路的零序，正序阻抗，零序電流。Z0(2)，I0(2)對被計算線路有互感的線路的零序阻抗，零序電流。ZMO平行線間的零序互感阻抗（a）平行線內(nèi)部短路(b)平行線一回停電兩端接地外部短路（c）平行線外部短路圖5-4有互感線路的接地距離保護(hù)分析為保

42、護(hù)范圍配合具有選擇性。在計算選取K值時，應(yīng)用ZMO，使K值較小。接地距離保護(hù)的整定計算，原則上和相同距離保護(hù)的公式相同。但是采用了補償系數(shù)K值后，距離保護(hù)在接地短路和相間短路時只能正確反映本線路的正序阻抗。因而與相鄰線路的保護(hù)整定配合時，保護(hù)范圍將有變化。如圖5-6，在D(1)點A相接地短路，根據(jù)（5-22）（5-23）和（5-24）式，可寫出保護(hù)1的電流，電壓及測量阻抗。（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（5-28）（5-29）（）（）（）圖5-6接地距離整定配合分析（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）

43、（）（）（）（5-30）（）（）（）（）（）（）（）（）令為接地距離的分支系數(shù)（）（）（）（）（）（）（5-31）（）（）（）（）（）（）（）（）由（5-10）式可知Kjzjd不僅與K值有關(guān)而且與正序，負(fù)序，零序電流分配比例有關(guān)。只有當(dāng)兩個線路的K值相同，并且兩個線路的正序、負(fù)序、零序電流之比均為同一比例時，測量范圍才是準(zhǔn)確的。接地距離保護(hù)要準(zhǔn)確的計算是很復(fù)雜的，實用上只能是近似的。即采用較大的可靠系數(shù)和選擇較少的常用運行方式進(jìn)行計算。第三節(jié)阻抗調(diào)試定值與二次整定阻抗的關(guān)系及二次整定阻抗的計算方法阻抗調(diào)試定值與二次整定阻抗的關(guān)系我們要求繼電器的刻度值即動作阻抗值（）應(yīng)等于二次整定阻抗值（）這樣

44、有利于運行管理。繼電器調(diào)試時通入的電壓，電流，繼電器的刻度值為：（）（歐姆相）當(dāng)要求（）（）時，（）（歐姆相）由（）式可知二次整定阻抗與通入繼電器的電流電壓的關(guān)系。繼電器的調(diào)試定值試驗，其實質(zhì)是模擬兩相短路，則等于環(huán)阻抗，即兩倍相阻抗，而繼電器刻度表示為相阻抗，要使測量阻抗值等于繼電器刻度值，故引入的系數(shù)。二次整定阻抗的計算二次定值是繼電器整定試驗的根據(jù)，無論距離保護(hù)接入電流、電壓為何種接線，都須計算出適于繼電器調(diào)試整定的二次阻抗值，二次阻抗值計算，一般是假定繼電器的最大靈敏角，可以調(diào)到要求值，于是計算式為：（）（）式中：（）分別一、二次整定阻抗。歐姆相分別為電流、電壓互感器的變化。阻抗繼電器

45、接線系數(shù)由（）式得：（）（）由（）可看出，阻抗繼電器的接線系數(shù)，它等于繼電器的刻度值（整定阻抗值）與保護(hù)安裝處至短路點之間的二次相阻抗之比。我們將看作是保護(hù)安裝處至短路點之間的一個二次相阻抗值。它并不等于二次整定值。接線系數(shù)與繼電器特性，保護(hù)接線方式以及短路類別有關(guān)。下面進(jìn)行分析：（）全阻抗型繼電器接線電壓，相電流差°接線方式的保護(hù)當(dāng)三相短路時有：（）（歐）（）當(dāng)兩相短路時有：（）（）（歐）（）由（）式和（）式知繼電器測量阻抗，正好等于繼電器的刻度值，要求繼電器刻度值等于二次整定阻抗值，所以Kjx=1。（）歐/相（548）接線電壓、相電流、+30°換線方式的保護(hù)，當(dāng)三相短路時有：（）歐當(dāng)兩相短路時有：（）歐（550）為清楚起見,先分析(550)可知,繼電器測量阻抗等于繼電器刻度值(相阻抗)的兩倍,當(dāng)要求二次整定相阻抗值等于繼電器刻度值時,必須取其測量值的一半,于是得:（）（）（）（551）（）得但是有（549）式可見，三相短路時，測量阻抗比兩相短路時為小。為了不使保護(hù)范圍伸為了不使保護(hù)范圍伸長，應(yīng)取三相短路的值，于是得：（）（）（552）（）x+30°，兩相短路時阻抗角為x，雖然阻抗角不同，但由于繼電器特性是全阻抗型，所以使保