電力系統(tǒng)110KV-線路的繼電保護(hù)方式進(jìn)行保護(hù)配置及整定計(jì)算 (一)

第一章緒論

第L1節(jié)繼電保護(hù)的作用

電力是當(dāng)今世界使用最為廣泛、地位最為重要的能源。電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求平安可靠、

電能質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)性好。但是，電力系統(tǒng)的組成元件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異，運(yùn)行情況復(fù)雜，

覆蓋的地域遼闊。因此，受自然條件、設(shè)備及人為因素的影響，可能出現(xiàn)各種故障和不正

常運(yùn)行狀態(tài)。故障中最常見(jiàn)，危害最大的是各種型式的短路。為此，還應(yīng)設(shè)置以各級(jí)計(jì)算

機(jī)為中心，用分層控制方式實(shí)施的平安監(jiān)控系統(tǒng)，它能對(duì)包括正常運(yùn)行在內(nèi)的各種運(yùn)行狀

態(tài)實(shí)施控制。這樣才能更進(jìn)一步地確保電力系統(tǒng)的平安運(yùn)行。

第L2節(jié)對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的根本要求

動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)根本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈

敏性和可靠性。

1.2.1選擇性：

是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保

證系統(tǒng)中的無(wú)故障局部仍能繼續(xù)平安運(yùn)行。

L2.2速動(dòng)性：

是指快速地切除故障，以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定，減少用戶在電壓降低的情況下

工作的時(shí)間，以及小故障元件的損壞程度。因此，在發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)力求保護(hù)裝置能迅速

動(dòng)作，切除故障。

L2.3靈敏度：

是指在該保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，他不應(yīng)該拒絕動(dòng)作,

而在任何具他該保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作的情況下，那么不應(yīng)該誤動(dòng)作。

1.2.4可靠性：

是指在保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該反響的故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)可靠地動(dòng)

作（即不拒動(dòng)）。而在不屬于該保護(hù)動(dòng)作的其它任何情況下，那么不應(yīng)該動(dòng)作（即不誤動(dòng)）。

可靠性取決于保護(hù)裝置本身的設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行維護(hù)等因素。一般來(lái)說(shuō)，保護(hù)

裝置的組成元件質(zhì)量越好、接線越簡(jiǎn)單、回路中繼電器的觸點(diǎn)和接插件數(shù)越少，保護(hù)裝置

就越可靠。同時(shí)，保護(hù)裝置的恰當(dāng)?shù)呐渲门c選用、正確地安裝與調(diào)試、良好的運(yùn)行維護(hù)。

對(duì)于提高保護(hù)的可靠性也具有重要的作用。

保護(hù)的誤動(dòng)和拒動(dòng)都會(huì)給電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害，在保護(hù)方案的構(gòu)成中，防止保護(hù)

誤動(dòng)與防止其拒動(dòng)的措施常常是互相矛盾的。由于電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和負(fù)荷性質(zhì)不同，誤動(dòng)

和拒動(dòng)的危害程度有所不同，因而提高保護(hù)裝置的可靠性的著重點(diǎn)在很多情況下也應(yīng)有所

不同。例如，系統(tǒng)有充足的旋轉(zhuǎn)備用容量、各元件之間聯(lián)系十分緊密的情況下，由于某一

元件的保護(hù)裝置誤動(dòng)而給系統(tǒng)造成的影響較?。坏Ｗo(hù)裝置的拒動(dòng)給系統(tǒng)在成的危害卻可

能很大。此時(shí)，應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)提高不誤動(dòng)的可靠性。又如對(duì)于大容量發(fā)電機(jī)保護(hù)，應(yīng)考慮同

時(shí)提高不拒動(dòng)的可靠性和不誤動(dòng)的可靠性。

在某些文獻(xiàn)中稱不誤動(dòng)的可靠性為“平安性”，稱不拒動(dòng)和不會(huì)非選擇動(dòng)作的可靠性為

“可信賴性”。

對(duì)繼電保護(hù)裝置的四項(xiàng)根本要求是分析研究繼電保護(hù)的根底。與此同時(shí)，電子計(jì)算機(jī)

特別是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的開(kāi)展，各種微機(jī)型繼電保護(hù)裝置也應(yīng)運(yùn)而生，由于微機(jī)保護(hù)裝置

具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，這些產(chǎn)品問(wèn)世后深受用戶青眠電流。

第L3節(jié)微機(jī)繼電保護(hù)裝置具有以下特點(diǎn)

1.3.1維護(hù)調(diào)試方便：

目前國(guó)內(nèi)大量使用的整流型或晶體管型繼電保護(hù)裝置的調(diào)試工作量很大，尤其是一些

復(fù)雜保護(hù)，例如距離保護(hù)，調(diào)試一套常常需要一周，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。究其原因，這類保

護(hù)裝置是布線邏輯的，保護(hù)的每一種功能都有相應(yīng)的硬件器件和連線來(lái)實(shí)現(xiàn)。為確認(rèn)保護(hù)

裝置是否完好，就需要把所具備的各種功能通過(guò)模擬試驗(yàn)來(lái)校核一遍。微機(jī)保護(hù)那么不同，

它的硬件是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，各種復(fù)雜的功能是由相應(yīng)的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。換言之，它是一個(gè)只

會(huì)做幾種單調(diào)的、簡(jiǎn)單操作的硬件，配以軟件，把許多簡(jiǎn)單操作組合完成各種復(fù)雜功能的。

因而只要用幾個(gè)簡(jiǎn)單的操作就可以檢驗(yàn)微機(jī)的硬件是否完好。或者說(shuō)如果微機(jī)硬件有故

隆，將會(huì)立即表現(xiàn)出來(lái)，如果硬件完好，對(duì)于以成熟的軟件，只要程序和設(shè)計(jì)時(shí)一樣（這

很容易檢查），就必然會(huì)到達(dá)設(shè)計(jì)的要求，用不著涿臺(tái)作各種模擬試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)每一種功能是

否正確。實(shí)際上如果經(jīng)檢查，程序和設(shè)計(jì)時(shí)的完全一樣，就相當(dāng)于布線邏輯的保護(hù)裝置的

各種功能已被檢查完畢。一般微機(jī)保護(hù)裝置都具有自檢功能，對(duì)硬件各局部和存放在EPROM

中的程序不段進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)異常會(huì)發(fā)出警報(bào)。通常只要接上電源后沒(méi)有警報(bào)，

就可確認(rèn)裝置完好。所以對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置可以說(shuō)幾乎不用調(diào)試，從而大大減輕了運(yùn)行維護(hù)

的工作量。

1.3.2可靠性高：

計(jì)算機(jī)在程序指揮下，有極強(qiáng)的綜合分析和判斷能力，因而它可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)保護(hù)很難

辦到的自動(dòng)糾錯(cuò)，即自動(dòng)地識(shí)別和排除干擾，防止由于干擾而造成的誤動(dòng)作。另外，它有

自診斷能力，能夠自動(dòng)檢測(cè)出本身硬件的異常局部，配合多重化可以有效地防止拒動(dòng)，因

此可靠性很高。

1.3.3易于獲得附加功能：

應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)后，如果配置一個(gè)打印機(jī)，或者其它顯示設(shè)備，可以在系統(tǒng)發(fā)生故障

后提供多種信息。例如保護(hù)各局部的動(dòng)作順序和動(dòng)作時(shí)間記錄，故障類型和相別及故障前

后電壓和電流的波形記錄等。還可以提供故障點(diǎn)的位置。這將有助于運(yùn)行部門(mén)對(duì)事故的分

析和處理。

1.3.4靈活性大：

由于計(jì)算機(jī)保護(hù)的特性主要有軟件決定，因此，只要改變軟件就可以改變保護(hù)的特性

和功能.從而可靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化。

1.3.5保護(hù)性能得到很好改善：

由于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使很多原有型式的繼電保護(hù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，可找到新的解決

方法。例如對(duì)接地距離的允許過(guò)度電阻的能力，距離保護(hù)如何區(qū)別振蕩和短路等問(wèn)題都以

提出許多新的原理和解決方法。

1.3.6保護(hù)裝置體積縮小：

一套微機(jī)保護(hù)裝置，可以實(shí)現(xiàn)多種保護(hù)功能，例如一套LFP-901A微機(jī)保護(hù)裝置有3個(gè)

獨(dú)立的CPU可以實(shí)現(xiàn)距離保護(hù)、零序保護(hù)、自動(dòng)重合閘等功能。因此在組屏?xí)r，體積要縮

小，便于現(xiàn)場(chǎng)的按裝維護(hù)。

第L4節(jié)LFP-901A微機(jī)繼電保護(hù)裝置的介紹

1.4.1LFP-901A型超高壓線路成套快速保護(hù)裝置的應(yīng)用

本裝置為由微機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字式超高壓線路成套快速保護(hù)裝置。包括以工頻變化量方向

元件為主體的快速主保護(hù)，由工頻變化量距離元件構(gòu)成的快速I(mǎi)段保護(hù)，有三段式相間和

接地距離及二個(gè)延時(shí)段零序方向過(guò)流作為后備的全套后備保護(hù)。保護(hù)有分相出口，用作22KV

及以上的輸電線路的主保護(hù)及后備保護(hù)。

裝置設(shè)有重合閘出口，根據(jù)需要，實(shí)現(xiàn)單相重合，三相重合和綜合重合閘方式。

1.4.2裝置的性能特征：

(1)本裝置有三個(gè)獨(dú)立的單片機(jī)：

A)：CPU1為裝置的主把噴壺，有工頻變化量方向繼電器和零序方向繼電器經(jīng)通道配合構(gòu)成

全線路快速跳閘保護(hù)，由I段工頻變化量距離繼電器構(gòu)成快速獨(dú)立跳閘段；由二個(gè)延時(shí)零

序方向過(guò)流段構(gòu)成接地后備保護(hù).

B)：CPU2為三階段式相間和接地距離保護(hù)，以及重合閘邏輯。

O：CPU3為起動(dòng)和管理機(jī)，內(nèi)設(shè)整機(jī)總起動(dòng)元件，該起動(dòng)元件與方向和距離保護(hù)在電子電

路上(包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))完全獨(dú)立，動(dòng)作后開(kāi)放保護(hù)出口電源，另外，CPU3還作為人機(jī)

對(duì)話的通訊接口，保護(hù)跳閘，整組復(fù)歸后，CPU3接收CPU2來(lái)的電壓電流信號(hào)，進(jìn)行測(cè)距

計(jì)算。

(2)由工頻變化量方向繼電器和零序方向繼電器構(gòu)成的主保護(hù)仝線路跳河時(shí)間小于25mso

由工頻變化量距離繼電器實(shí)現(xiàn)了近處故障跳閘時(shí)間小于10ms,線路中間故障小于

15ms,由三段式相間和接地距離保護(hù)和二延時(shí)段零序俁護(hù)構(gòu)成了完整的階段式后備功能。

(3)CPU1和CPU2分別作為主保護(hù)及后備保護(hù)，功能獨(dú)立，有互相補(bǔ)充。

A)CPU1強(qiáng)調(diào)快速性，采樣率為每周波20點(diǎn)，主要繼電器采用積分算法，速度快且平安性

氤

CPU2作為后備保護(hù)強(qiáng)調(diào)準(zhǔn)確性，采樣率為每周12點(diǎn);，主耍繼電器采用付氏算法，計(jì)算

精度得以提高。

B)CPU1、CPU2功能上互相補(bǔ)充，CPU1先選擇故障相然后對(duì)故障相進(jìn)行測(cè)量；CPU2那么先

對(duì)各相進(jìn)行測(cè)量，判為區(qū)內(nèi)故障時(shí)再由選相程序選擇跳閘相別，因此，在任何復(fù)雜的故

障形式下，均不可能因選相的錯(cuò)誤而導(dǎo)致測(cè)量錯(cuò)誤。

C)CPU1中工頻變化量方向元件有非常高的靈敏度，可測(cè)量很大的故障過(guò)渡電阻：CPU2那

么強(qiáng)調(diào)后備功能的齊全，在各種復(fù)雜故障形式下不失去保護(hù)。

以上四個(gè)局部結(jié)合，保證了距離保護(hù)在各種故障情況下的快速開(kāi)放。

(8)H動(dòng)重合閘局部

自動(dòng)重合閘用于單或雙母線方式，可選用單相重合，三相重合或綜合重合的方式，可

根據(jù)故障的嚴(yán)重程度引入閉鎖重合閘的方式。

重合閘的起動(dòng)有保護(hù)起動(dòng)和開(kāi)關(guān)位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)二種，當(dāng)與本公司其他產(chǎn)品一起使用，

有二套重合閘時(shí)，二套裝置的重合閘可以同時(shí)投入，不會(huì)出現(xiàn)二次重合，與其他裝置的重

合閘配合時(shí)，可考慮用壓板僅投入一套重合閘裝置。

⑼鍵盤(pán)操作簡(jiǎn)單，采用菜單式工作方式，僅有+、-、上、下、左、右等共九個(gè)按鍵，非常

易于掌握。

(10)配有液晶信號(hào)顯示，正常運(yùn)行時(shí)，可顯示所測(cè)量的電流，電壓幅值和相位，線路故障

時(shí)那么顯示跳閘相別，跳閘類型和測(cè)距結(jié)果。

(11)裝置背后端子有一個(gè)串行口，可與打印機(jī)相連，另有一個(gè)串行口作為對(duì)外通訊用。

1.4.3技術(shù)數(shù)據(jù)

(1)額定數(shù)據(jù)

①直流電壓：220V或J0V(定貨注明)允許偏差+15%,-20%

②交流電壓：

相電壓：100/VL,

③交流電流：5A或1A

④頻率：50Hz

⑵功耗：

直流電源功耗：正常：35W

跳閘：50W

交流電壓回路相

交流電流回路：相

相(1A)

〈1VA/相(5A)

⑶電源

工作電源：士12V,允許偏差±0.2V

±5V,允許偏差±0.15

光耦隔離電源：24V允許偏差±5V

1.4.4主要技術(shù)指標(biāo):

(1)整組動(dòng)作時(shí)間：

距離保護(hù)I段：Q20nls

工頻變化量距離元件：近處4-10ms

末端＜20ms

方向保護(hù)全線路跳閘時(shí)用：＜25vms

⑵起動(dòng)元件：

士△△△△1起動(dòng)，起動(dòng)值0。2In

零序過(guò)流起動(dòng)元件，0.1,0.2,0.2Tn可整定.

(3)方向保護(hù)局部：I)相電流差突變量選相元件起動(dòng)值：0.2In±15%

II)工頻變化量方向元件：

最小動(dòng)作電流2In

最小動(dòng)作電壓5V

III)工頻變化量距離元件：

動(dòng)作速度：＜101ns(ZXUopVUz時(shí))

IV)零序方向元件：

最小動(dòng)作電壓：〉0.5丫＜1V

V)零序過(guò)流元件定值誤差：＜5%

vi)n\in段零序跳閘延遲時(shí)間：o—ios

1.4.5距離保護(hù)局部：

(1)整定范圍：

0.0125c

(2)裝置的構(gòu)成：

1)裝置的整體構(gòu)成見(jiàn)圖：

輸入電流電壓首先經(jīng)隔離互感器傳變至二次側(cè)，成為小信號(hào)電壓，一組進(jìn)

VFC插件，將電壓信號(hào)經(jīng)壓頻變換器轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，供CPU1、CPU2作保護(hù)測(cè)量信號(hào),

另一組經(jīng)低通濾波器后進(jìn)入管理機(jī)內(nèi)部A/D,采樣值作為起動(dòng)元件判別量。

CPU3內(nèi)設(shè)裝置總起動(dòng)元件，起動(dòng)后開(kāi)放出口繼電器正電源。

CPU1內(nèi)是一套完整的主保護(hù)。

CPU2內(nèi)是一套完整的后備保護(hù)及自動(dòng)重合閘。

二套保護(hù)輸出至出口繼電器。

CPU3還作為通訊管理機(jī)，負(fù)責(zé)三個(gè)CPU之間通訊及人機(jī)對(duì)話。

2）輸出接點(diǎn)

裝置共輸出6組跳閘接點(diǎn)，可用于切除二個(gè)開(kāi)關(guān)，第1。2二組跳閘接點(diǎn)T1..>T

,2至開(kāi)關(guān)跳閘線圈，每相輸出均由二對(duì)接點(diǎn)并實(shí)現(xiàn)，其中一對(duì)為快速接點(diǎn)，另一對(duì)為

慢速ClOms）小中間繼電器，小中間繼電器作為后備保證了保護(hù)跳閘的可靠性，第

3-6組跳閘接點(diǎn)T.3-T.fi,分別送至斷路器保護(hù)及運(yùn)動(dòng)裝置。

當(dāng)保護(hù)使用外部重合閘裝置時(shí)，可輸出二組給重合閘裝置的接點(diǎn)，每組分別有單

相跳閘（實(shí)際為任何跳閘，包括三相跳閘），三相跳閘和閉鎖重合閘三對(duì)接點(diǎn)。

裝置輸出一組起動(dòng)切機(jī)切負(fù)荷接點(diǎn)，其三對(duì)接點(diǎn)與起動(dòng)重合閘的三對(duì)接點(diǎn)相同。

起動(dòng)收發(fā)訊機(jī)的接點(diǎn)對(duì)閉鎖式通道有起動(dòng)發(fā)訊和起動(dòng)停訊二對(duì)接點(diǎn)，當(dāng)起動(dòng)停訊

的接點(diǎn)動(dòng)作時(shí)，起動(dòng)發(fā)訊的接點(diǎn)瞬時(shí)返回，因此，如收發(fā)訊機(jī)本身有起動(dòng)發(fā)訊時(shí)瞬時(shí)

發(fā)訊而起動(dòng)發(fā)訊接點(diǎn)返回時(shí)又立即停止發(fā)訊的功能，可不用停訊接點(diǎn)，當(dāng)采用允許式

通道時(shí)，由停訊接點(diǎn)起動(dòng)（起動(dòng)發(fā)訊接點(diǎn)不用）。

另有二組接點(diǎn)分別至中央信號(hào)和遠(yuǎn)動(dòng)裝置，跳閘中央信號(hào)和報(bào)警中央信號(hào)，電源

可分開(kāi)，其中XJ為磁保護(hù)的跳閘信號(hào)繼電器，BSJ-1為方向保護(hù)（CPU1）報(bào)警被閉

鎖，BSJ—2為距離保護(hù)（CPU2）報(bào)警被閉鎖的輸出信號(hào)接點(diǎn)，BJJ為裝置異常信號(hào)，

當(dāng)CPU1-CPU3檢查到有異常情況時(shí)，BJJ動(dòng)作，閉鎖掉與該異常情況相關(guān)的局部保

護(hù)，但不閉鎖保護(hù)整體并通知值班人員盡快處理，

裝置輸出兩隊(duì)重合閘接點(diǎn)，HJ-1至重合閘回路，HJ—2是當(dāng)一條線路上有二套

重合閘裝置時(shí)，由HJ-2作閉鎖重合閘接點(diǎn)街道另一套重合閘裝置的閉鎖重合閘入

口。

3）裝置的輸入輸出端子

裝置的電壓及接點(diǎn)的輸入輸出采用30線轉(zhuǎn)插件，其長(zhǎng)處一那么是為了解決裝置小

型化而輸出端子太密的矛盾，另那么采用轉(zhuǎn)插件減少接線有利于調(diào)試自動(dòng)化創(chuàng)造條件。

圖中A、B二插頭是輸出接點(diǎn)，C為輸入交流電壓或開(kāi)關(guān)量，DD為電流端子及直流

電源端子，EE為RS232川行接口，F(xiàn)F為串行打印機(jī)。

4）結(jié)構(gòu)與安裝：

裝置為單層4U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，用嵌入式安裝于保護(hù)屏上。

第二章繼電保護(hù)的整定原那么

第2.1節(jié)設(shè)計(jì)原那么和一般規(guī)定

電網(wǎng)繼電保護(hù)和平安自動(dòng)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成局部，對(duì)保證電力系統(tǒng)的正

常運(yùn)行，防止事故發(fā)生或擴(kuò)大起了重要作用。

應(yīng)根據(jù)審定的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)〔二次局部)原那么或?qū)彾ǖ南到y(tǒng)接線及要求進(jìn)行電

網(wǎng)繼電保護(hù)和平安自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《繼電保護(hù)和平安自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程

(SDJ6-83)》、《110~220kV電網(wǎng)繼電保護(hù)與平安自動(dòng)裝置運(yùn)行條例》等有關(guān)專業(yè)技術(shù)規(guī)

程的要求。

要合理處理好繼電保護(hù)和平安自動(dòng)裝置與其保護(hù)對(duì)象一電網(wǎng)局部的關(guān)系，二次局

部應(yīng)滿足《電力系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)那么》、《電力系統(tǒng)平安穩(wěn)定導(dǎo)那么》等有關(guān)技術(shù)規(guī)程的要

求，這是電力系統(tǒng)平安經(jīng)濟(jì)的根底。在確定電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、廠站主接線和運(yùn)行方式，必須

統(tǒng)籌考慮繼電保護(hù)和平安自動(dòng)裝置配置的合理性與可能性。在此根底上，繼電保護(hù)和

平安自動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和幫站主接線的要求，適應(yīng)電網(wǎng)和變電站運(yùn)行

靈活性的需求。

電網(wǎng)繼電保護(hù)和平安自動(dòng)裝置應(yīng)符合可靠性、平安性、靈敏性、速動(dòng)性的要求。

要結(jié)合具體條件和要求，從裝置的選型、配置、整定、實(shí)驗(yàn)等方面采取綜合措施，突

出重點(diǎn)，統(tǒng)籌兼顧，妥善處理，以到達(dá)保證電網(wǎng)平安經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

2.2.1標(biāo)幺值

參數(shù)計(jì)算需要用到標(biāo)幺值或有名值，在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，各元件的電抗表示方法不

統(tǒng)一，基值也不一樣。如發(fā)電機(jī)電抗，廠家給出的是以發(fā)電機(jī)額定容量又和額定電壓為

基值的標(biāo)幺電抗Xd(%);而輸電線路電抗，通常是用有名值。

在標(biāo)幺制中，單個(gè)物理量均用標(biāo)幺值來(lái)表示，標(biāo)幺值的定義如下：

標(biāo)幺值=實(shí)際有名值(任意單位)/基準(zhǔn)值(與有名值同單位)

顯然，同一個(gè)實(shí)際值，當(dāng)所選的基準(zhǔn)值不同是，其標(biāo)幺值也不同。所以當(dāng)訴說(shuō)一個(gè)物理量

的標(biāo)幺值是，必須同時(shí)說(shuō)明起基準(zhǔn)值多大，否那么僅有一個(gè)標(biāo)幺值是沒(méi)意義的。

中選定電壓、電流、阻抗、和功率的基準(zhǔn)值分別為UQ5、Zs和工時(shí)，相應(yīng)的標(biāo)幺

值為

Ut=U/Us(2-1)

h=IUB(2-2)

Z*=Z/ZB(2-3)

S.=S/S8(2-4)

使用標(biāo)幺值,首先必須選定基準(zhǔn)值.電力系統(tǒng)的各電氣量基準(zhǔn)值的選擇，在符合電路根

本關(guān)系的前提下,原那么上可以任意選取。

四個(gè)物理量的基準(zhǔn)值都要分別滿足以上的公式。因此，四個(gè)基準(zhǔn)值只能任選兩個(gè)，其

余兩個(gè)那么由上述關(guān)系式?jīng)Q定。至于先選定哪兩個(gè)基準(zhǔn)值，原那么上沒(méi)有限制；但習(xí)慣上

多先選定乙和品。這樣電力系統(tǒng)主要涉及三相短路的〃，ZB可得：

(2—5J

ZB=UB“B=U"SB（2-6）

Us和梟原那么上選任何值都可以，但應(yīng)根據(jù)計(jì)算的內(nèi)容及計(jì)算方便來(lái)選擇。通常UB多

項(xiàng)選擇為額定電壓或平均額定電壓。SJ可選系統(tǒng)的或某發(fā)電機(jī)的總功率；有時(shí)也可取一整

數(shù)，如100、1000MVA等。

標(biāo)幺值的歸算

①精確的計(jì)算法，再標(biāo)幺值歸算中，不僅將各電壓級(jí)參數(shù)歸算到根本級(jí)，而且還需選取同

樣的基準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算標(biāo)幺值。

1）將各電壓級(jí)參數(shù)的有名他按有名制的精確計(jì)算法歸算到根本級(jí)，再根本級(jí)選取統(tǒng)一的電

壓基值和功率基值。

2〕各電壓級(jí)參數(shù)的有名值不歸算到根本值而是再根本級(jí)選取電壓基值和功率基值后將電壓

基值向各被歸算級(jí)歸算，然后救災(zāi)各電壓級(jí)用歸算得到的基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)功率計(jì)算各元件

的標(biāo)幺值。

②近似計(jì)算：標(biāo)幺值計(jì)算的近似歸算也是用平均額定電行計(jì)算。標(biāo)幺值的近似計(jì)算可以就

在各電壓級(jí)用選定的功率基準(zhǔn)值和各平均額定電壓作為電壓基準(zhǔn)來(lái)計(jì)算標(biāo)幺值即可。

結(jié)合本網(wǎng)絡(luò)采用近似計(jì)算法。選取基準(zhǔn)值：SB=10CMVA

U產(chǎn)220KVUB2=11KVUB^115KV

干算結(jié)果見(jiàn)下表：（詳細(xì)過(guò)程見(jiàn)《計(jì)算書(shū)》第1章）

（4）電力系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)表：

①發(fā)電機(jī)參數(shù)：（表2-1）

發(fā)電機(jī)額定容量額定電壓功率因數(shù)次暫態(tài)電歸算到基歸算到基

/MVA/KV抗（標(biāo)么準(zhǔn)容量的準(zhǔn)容量的

cos。

值）等值電抗等值電抗

/Q（有名（標(biāo)么

值）值：

A廠發(fā)電4310

機(jī)

B廠發(fā)電7510

機(jī)

C廠發(fā)電

機(jī)

②變壓器參數(shù)：（表2-2）

變壓器編號(hào)額定容量繞組型式短路電壓歸算到基準(zhǔn)歸算到基準(zhǔn)

/MVA容量的等值容量的等值

uj/。電抗/。（有電抗〔標(biāo)么

名值）值）

40三相雙繞組

20三相雙繞組

20三相雙繞組

三相雙繞組10.5

篤

n10三相雙繞組

15三相雙繞組

Ts

③線路參數(shù)：（表2-3）

線路名稱線路長(zhǎng)度正、負(fù)序阻抗正、負(fù)序阻抗零序阻抗（有零序阻抗（標(biāo)

［有名值）（標(biāo)么值）名值）么值）

305.1+J1215.3+j42

6010.2+j2430.6+jl32

LBC

305.1+J1215.3+J42

LBD

305.l+jl215.3+J42

L；）卜

第2.3節(jié)變壓器中性點(diǎn)的選擇原那么以及PT,CT的選擇

系統(tǒng)中變壓器的中性點(diǎn)是否接地運(yùn)行原那么是：應(yīng)盡量保持變電所零序阻抗根本不變,

以保持系統(tǒng)中零序電流的分布不變，并使零序電流電壓保護(hù)有足夠的靈敏度和變壓器不致

于產(chǎn)生過(guò)電壓危險(xiǎn)，般變壓器中性點(diǎn)接地有如下原那么：

1）電源端的變電所只有一臺(tái)變壓器時(shí)，其變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)直接接地運(yùn)行。

2）變電所有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí)，應(yīng)只將一臺(tái)變壓加中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，當(dāng)該變壓器

停運(yùn)時(shí)，再將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。假設(shè)由于某些原因，

變電所正常情況下必須有兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，那么當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接

地變壓器停運(yùn)時(shí)，應(yīng)將第三臺(tái)變壓器改為中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行。

3）雙母線運(yùn)行的變電所有三臺(tái)及以上變壓器時(shí)，應(yīng)按兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地的方式

運(yùn)行，并把它們分別接于不同的母線上，當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時(shí)，應(yīng)將

另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。

4）低電壓側(cè)無(wú)電源的變壓滯的中性點(diǎn)應(yīng)不接地運(yùn)行，以提高保護(hù)的靈敏度和簡(jiǎn)化保護(hù)接

線。

5）對(duì)于其他由于特殊原因的不滿足上述規(guī)定者，應(yīng)按特殊情況臨時(shí)處理，例如，可采用

改變保護(hù)定值，停用保護(hù)或增加變壓器接地運(yùn)行臺(tái)數(shù)等方法進(jìn)行處理，以保證保護(hù)和系統(tǒng)

的正常運(yùn)行。

根據(jù)以上原那么：

1）A廠只有一臺(tái)變壓器，所以應(yīng)中性點(diǎn)接地。

2）B廠有兩臺(tái)變壓器，只將其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地，假設(shè)該變壓器停運(yùn)時(shí)，那么將另

一臺(tái)中性點(diǎn)不接地的變壓器改為中性點(diǎn)直接接地。

3）C廠一臺(tái)變壓器，中性點(diǎn)接地。

4)變電站D線路比擬長(zhǎng)，應(yīng)中性點(diǎn)直接接地。

5)中央變電站，中性點(diǎn)直接接地。

輸電線路CTPT的選擇

(1)電流互感器

①電流互感器的作用：

1)電流互感器將高壓回路中的電流變換為低壓回路中的小電流，并將高壓回路與

低壓回路隔離，使他們之間不存在電的直接關(guān)系。

2)額定的情況下，電流互感器的二次側(cè)電流取為5A,這樣可使繼電保護(hù)裝置和其

它二次回路的設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)化。

3)電保護(hù)裝置和其它二次回路設(shè)備工作于低電壓和小電流，不僅使造價(jià)降低，維

護(hù)方便，而且也保證了運(yùn)行人員的平安。

電流互感器二次回路必須有一點(diǎn)接地，否那么當(dāng)一，二次擊穿時(shí)，造成威脅人身和

設(shè)備的平安。

②電流互感器的選擇和配置

1)型號(hào)：電流互感器的型號(hào)應(yīng)根據(jù)作用環(huán)境條件與產(chǎn)品情況選擇。

2)一次電壓：Ug=Un

Ug—-電流互感器安裝處一次回路工作電壓

Un--電流互感器的額定電壓

3)一次回路電流：HnNIgmax

Igmax-電流互感器安裝處一次回路最大電流

Iln-電流互感器一次側(cè)額定電流。

4)準(zhǔn)確等級(jí)：

用于保護(hù)裝置為0.5級(jí)，用于儀表可適當(dāng)提高。

5)二次負(fù)荷：S2WSn

S2-—電流互感器二次負(fù)荷

Sn---電流互感器額定負(fù)荷少

6)輸電線路上CT的選擇：

根據(jù)輸電線路的極限傳輸功率計(jì)算。對(duì)于110KV線路有

L=30KMP產(chǎn)40MW,P,

L=60MWP=40MW

認(rèn)為是近似線性變化的。

所以結(jié)果參見(jiàn)《計(jì)算書(shū)》第2章

(2)電壓互感器

①電壓互感器的作用

1)電壓互感器的作用是將一次側(cè)高電壓成比例的變換為較低的電壓，實(shí)現(xiàn)了二次

系統(tǒng)與一次系統(tǒng)的隔離，保證了工作人員的平安。

2)電壓互感器二次側(cè)電壓通常為100V,這樣可以做到測(cè)量?jī)x表及繼電器的小型化

和標(biāo)準(zhǔn)化。

②電壓互感器的配置原那么：

1)型式：電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇，在需要檢查與監(jiān)視一次回路單

相接地時(shí)，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有三繞組的單相互感器組。

3）二次電壓：100V

4）準(zhǔn)確等級(jí)：1

電壓互感器應(yīng)在哪一準(zhǔn)確度等級(jí)下工作，需根據(jù)接入的測(cè)量?jī)x表.繼電器與自動(dòng)

裝置及設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求來(lái)確定。

5）二次負(fù)荷:SzWSn

③輸電線路上PT變比的選擇

線路電均為110KV,應(yīng)選用三相屋外的PT。由《發(fā)電廠電氣局部課設(shè)參考資料》查得變比

比為11爛/貴可用三個(gè)單相的PT組合而成。

PT、CT選擇結(jié)果見(jiàn)下表:

①線路輸送最大工作電流及電流互感器的變比表2-4）

線路名稱電流互感器變比

最大工作電流（max/A

200/5

LAB

200/5

LBC

200/5

L”

150/5

LDE

②電流互感器參數(shù)：（表2-5）

型號(hào)額定電流比級(jí)次組合準(zhǔn)確級(jí)二次負(fù)荷10%倍數(shù)

/C

LCWD-110(50-100)-D/11二次負(fù)倍數(shù)

(300-600)荷/C

/515

③電壓互感器參數(shù)：（表2-6）

型號(hào)準(zhǔn)確級(jí)額定容量最大容量額定電壓比連接組

/VA

JCC-110150020001/1/1/-12-12

曙/詈⑼

第2.4節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行方式確定原那么

計(jì)算短路電流時(shí)，運(yùn)行方式確實(shí)定北常重要，因?yàn)樗P(guān)系到所選的保護(hù)是否經(jīng)濟(jì)合理、

簡(jiǎn)單可靠，以及是否能滿足靈敏度要求等一系列問(wèn)題。

俁護(hù)的運(yùn)行方式是以通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流的大小來(lái)區(qū)分的。

2.4.1

根據(jù)系統(tǒng)最大負(fù)荷的需要，電力系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備都投入運(yùn)行（或大局部投入運(yùn)行）

以及選定的接地中性點(diǎn)全部接地的系統(tǒng)運(yùn)行方式稱為最大運(yùn)行方式。對(duì)繼電保護(hù)來(lái)說(shuō)，是

短路時(shí)通過(guò)保護(hù)的短路電流最大的運(yùn)行方式。

2.4.2

根據(jù)系統(tǒng)最小負(fù)荷，投入行之相適應(yīng)的發(fā)電設(shè)備且系統(tǒng)中性點(diǎn)只有少局部接地的運(yùn)行

方式稱為最小運(yùn)行方式。對(duì)繼電保護(hù)來(lái)說(shuō)，是短路時(shí)通過(guò)保護(hù)的短路電流最小的運(yùn)行方式。

對(duì)過(guò)量保護(hù)來(lái)說(shuō)，通常都是根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式來(lái)確定保護(hù)的整定值，以保證選擇

性，因?yàn)橹灰谧畲筮\(yùn)行方式下能保證選擇性，在其他運(yùn)行方式下也一定能保證選擇性；

靈敏度的校驗(yàn)應(yīng)根據(jù)最小運(yùn)行方式來(lái)進(jìn)行，因?yàn)橹灰谧钚∵\(yùn)行方式下，靈敏度符合要求,

在其他運(yùn)行方式下，靈敏度也一定，靈敏度也一定能滿足要求。

對(duì)某些保護(hù)〔例如電流電壓連鎖速斷保護(hù)和電流速斷保護(hù)），在整定計(jì)算時(shí)，還要按正

常運(yùn)行方式來(lái)決定動(dòng)作值或計(jì)算靈敏度。根據(jù)系統(tǒng)正常負(fù)荷的需要，投入與之相適應(yīng)數(shù)量

的發(fā)電機(jī)、變壓器和線路的運(yùn)行方式稱為正常運(yùn)行方式。

確定最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式的結(jié)果為:。（詳細(xì)過(guò)程見(jiàn)《計(jì)算書(shū)》第3章）

零序保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行方式計(jì)算結(jié)果表（表2-7）

斷路器運(yùn)行方式正方向15%處短路電流值

雙回運(yùn)行S為最大

1

雙回線路單回運(yùn)行，S為最大，

雙回運(yùn)行S為最大

2

雙回線路單回運(yùn)行，S為最大，

雙回線路單回運(yùn)行S為最小

3

雙回運(yùn)行，S為最小。

雙回線路單回運(yùn)行S為最大

4

雙回運(yùn)行，S為最大

第2?5節(jié)短路計(jì)算原那么

（1）首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支線路電容，發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗。

（2）選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓

（3）將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺電抗

（4）繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件阻抗統(tǒng)一編號(hào)

2.5.3化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：

計(jì)算不同的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò),

并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。

2.5.4繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。（詳細(xì)過(guò)程見(jiàn)《計(jì)算書(shū)》第3章）

單相接地短路零序電流計(jì)算結(jié)果表（表2-8）

短路點(diǎn)編號(hào)斷路器編號(hào)最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式

51

62

91

102

113

124

135

193

兩相接地短路零序電流計(jì)算結(jié)果表（表2-9）

短路點(diǎn)編號(hào)斷路器編號(hào)最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式

11

22

33

73

44

84

173

181

204

三相短路電流計(jì)算結(jié)果表（表2-10）

短路點(diǎn)編號(hào)斷路器編號(hào)最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式

141

153

164

第三章電力網(wǎng)相間繼電保護(hù)方式選擇與整定計(jì)算

第3.1節(jié)概述

3.1.1距離保護(hù)原理

本保護(hù)包括三段式相間距離和三段式接地距離，分別用以切除相間故障和單相接地故

隨。阻抗算法采用微分方程算法，阻抗特性采用多邊形特性。保護(hù)起動(dòng)后，首先執(zhí)行選相

程序，當(dāng)判斷為相間故障時(shí)，執(zhí)行相間距離邏輯；當(dāng)判斷為單相故障時(shí)，執(zhí)行接地距離邏

輯。保護(hù)邏輯完全符合“四統(tǒng)一”要求。

(1)方向判別

①當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生第一次故障時(shí)，利用電壓記憶，保護(hù)準(zhǔn)確判斷I?川段任何故障類型的

方向。在振蕩閉鎖期間，如再發(fā)生故障，考慮到系統(tǒng)可能在振蕩中記憶不可靠，故對(duì)各種

不對(duì)稱故障均采用負(fù)序方向元件把關(guān)。當(dāng)故障為三相短路時(shí)，振蕩閉鎖中的DZI段采用偏

移特性，其偏移特性可由控制字選擇內(nèi)偏或外偏，而對(duì)振蕩閉鎖中的III段距離繼電器，其

偏移特性固定為內(nèi)偏。

阻抗特性偏移度如下：

X方向：X定值＞1QQ

X定值＜1。時(shí),取1/2X定值

R方向：取R定值/4與X偏移量之小者。

(2)手合邏輯

當(dāng)手合到故障線路時(shí)，如阻抗繼電器在偏移IV內(nèi)，那么立即發(fā)永跳令。

(3)非全相邏輯

當(dāng)發(fā)生單相故障時(shí)，保護(hù)那么同時(shí)不斷計(jì)算二個(gè)健全相對(duì)地及二健全相間的阻抗，在

任一阻抗有突變，且突變后的阻抗值在II段范圍內(nèi)(此時(shí)II段特性帶偏移)，確認(rèn)健全相

又發(fā)生了故障。如故障轉(zhuǎn)換發(fā)生在發(fā)出單跳令后，那么立即三跳；如在發(fā)出單跳令前，

且故障在H段，那么轉(zhuǎn)至相間距離邏輯。

(4)振蕩閉鎖邏輯

①本保護(hù)振蕩閉鎖邏輯除設(shè)有常規(guī)保護(hù)所具有的短時(shí)開(kāi)放I、n段及延時(shí)Ui段外，還

增設(shè)了按dz/dt原理構(gòu)成的區(qū)分振蕩中短路的邏輯，該原理動(dòng)作條件如下：

a感受阻抗先有一個(gè)突變

I段范圍內(nèi)

當(dāng)滿足上述三個(gè)條件后，保護(hù)出口跳三相。

②距離【段和距離II段可以通過(guò)控制字選擇不經(jīng)振蕩閉鎖。

(5)交流電壓斷線和電流回路自檢

①電壓斷線有兩種情況；不對(duì)稱斷線和三相完全斷線。

1)不對(duì)稱斷線的判據(jù)為：

Ua+Ub+Uc-3Uo＞7V

2)三相完全斷線的判據(jù)為:

a各相電壓均小于8v

bA相電流大于0.2A（5A制）

當(dāng)保護(hù)判斷出PT斷線后，突變量方向及負(fù)序方向高頻保護(hù)自動(dòng)退出，但零序方向高

頻保護(hù)仍保存工作，只是將3U0自動(dòng)切換為外接開(kāi)口3U0o

②電流回路出錯(cuò)的判據(jù)為

I:I+Ih+L-3Io>7A

電流回路出錯(cuò)后，閉鎖本保護(hù)。

③為了在正常運(yùn)行狀態(tài)下，檢查電流回路可能出現(xiàn)的分流情況（如大電流端子頂不

開(kāi)），保護(hù)還設(shè)置了另一判據(jù)，即

1）當(dāng)L+Ib+L>L/4時(shí)為無(wú)電流定值）

裝置發(fā)呼喚信號(hào)，尹打印“DLBPH”，但并不閉鎖保護(hù)。

2）在PT斷線情況下，高頻距離自動(dòng)退出，但高頻零序仍保存工作，只是將自產(chǎn)3U。自

動(dòng)切換為外接3U0o

3）在交流回路出錯(cuò)時(shí)，距離保護(hù)自動(dòng)退出。

（6）整組復(fù)歸

保護(hù)整組復(fù)歸的條件為：

1）A相電流小于靜穩(wěn)破壞電流，即

2）ZAB,ZK，ZCA三個(gè)阻抗繼電器在偏移IV外

③零序電流連續(xù)12s動(dòng)作不返回時(shí)，保護(hù)將呼喚打印“CTDX”并先閉鎖1元件再整組復(fù)

歸。在零序電流消失后，卜元件自動(dòng)投入。

（7）跳閘邏輯

1）當(dāng)保護(hù)判斷出故障為區(qū)內(nèi)單相故障時(shí)，那么進(jìn)入選跳回路，如重合方式允許單跳那

么發(fā)單跳令，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)分相跳閘繼電器和跳閘重動(dòng)繼電器TZDJ。如不允許單跳，那么發(fā)

三跳令驅(qū)動(dòng)三個(gè)分相跳閘繼電器和三跳重動(dòng)繼電器3TZDJ。

2）如故障為相間故障，保護(hù)那么發(fā)三跳令。

3）當(dāng)單跳令發(fā)出后，開(kāi)關(guān)未跳開(kāi)前.，又發(fā)生轉(zhuǎn)換性故障那么立即補(bǔ)發(fā)三跳令，并打

印“DEVCK”。

4）當(dāng)單跳令發(fā)出0.2s后,開(kāi)關(guān)仍未跳開(kāi)，那么補(bǔ)發(fā)三跳令，并打印“HB3TCK”。

5）在非全相運(yùn)行過(guò)程中，如健全相又發(fā)生了故障，那么由方向保護(hù)發(fā)三跳令，并打印

“DEVCK”。

6）當(dāng)三跳令發(fā)出0.25s后，開(kāi)關(guān)仍未跳開(kāi)，保護(hù)那么補(bǔ)發(fā)永跳令，驅(qū)動(dòng)永跳繼電器

CKJR,并打印“HB3TCK”。

7）當(dāng)水跳令發(fā)出5s后，開(kāi)關(guān)仍未跳開(kāi)，保護(hù)那么收回跳閘令，告警并打印“HBRTSB”。

8）當(dāng)開(kāi)關(guān)重合后，那么由距離加速發(fā)永跳令，單相永久故障打印“GBJSCK”，其它永

久故障JSCKo

（8）后加速邏輯

本保護(hù)設(shè)有如下加速功能：

1）瞬時(shí)加速I(mǎi)I段

2）瞬時(shí)加速HI段

IV段

4）重合后故障相電抗分量同第一次故障相近，且R分量在區(qū)內(nèi)，瞬時(shí)加速以上

加速功能可通過(guò)挖制字投入或退出。

（9）距離保護(hù)和重合閘：

距離保護(hù)和重合閘由CPU2實(shí)現(xiàn)。

1）起動(dòng)

有三個(gè)局部起動(dòng)CPU2進(jìn)入故障測(cè)量程序

A）反響正負(fù)序綜合電流工頻變化量的過(guò)流繼電器。

其中

IE=I,-KI2

△。為浮動(dòng)門(mén)襤

B）零序過(guò)流繼電器

定值范圍0.11—

C）開(kāi)關(guān)不對(duì)應(yīng)起動(dòng)，有操作開(kāi)關(guān)KK在合后位置而跳閘位置繼電器TWJ動(dòng)作時(shí)進(jìn)故

障測(cè)量程序。

2）正常運(yùn)行程序

3）檢查開(kāi)關(guān)位置狀態(tài)

4）交流電壓斷線

5）輕負(fù)荷確認(rèn)

正常運(yùn)行時(shí)，假設(shè)負(fù)荷電流小于0.11,那么確認(rèn)為輕負(fù)荷，置輕負(fù)荷標(biāo)志，作為重合

閘的一項(xiàng)判據(jù)。

6）故障測(cè)量程序

1）低壓距離

當(dāng)正序電壓小于15%Un時(shí)，進(jìn)低壓距離程序，這時(shí)只可能有三相短路和系統(tǒng)振蕩二種

情況。系統(tǒng)振蕩由振蕩閉鎖回路區(qū)分，這里只需考慮三相短路，三相短路時(shí)，三個(gè)相阻抗

和三個(gè)相間阻抗性能一樣，因此，僅測(cè)量相阻抗。

一般情況下個(gè)阻抗一樣，但為了保證母線故障轉(zhuǎn)換至線路構(gòu)成三相故障時(shí)仍能快速切

除故障，對(duì)三相阻抗進(jìn)行計(jì)算，任一相動(dòng)作跳閘時(shí)選為三相故障。

低壓距離繼電器比擬工作電壓和極化電壓相位：

工作電壓：Uom)=U-

極化電壓：uP(t)=

這里：中二A、B、C

下標(biāo)工作電壓

P：極化電壓

ZzD：為整定阻抗

M為記憶故障前電壓

U1為正序電壓

正方向故障時(shí)，如圖

IN

在記憶清失皤：幾；=%叱——>N

「

其中EMB=??J7c

因此U°岫=(Zk-Zzd)I?

繼電器的電相方程為*-90。<ArgUont/U^<90°^

Bzs_-900<Arg(Zk-Zzd)/(^srZk)ej(s<90°

設(shè)故障前母線電壓與'系統(tǒng)電勢(shì)同相形8二0,其暫態(tài)4作特性：如圖：

Zzd

測(cè)量阻抗Zk在復(fù)平面上的一~g以Z至-Zs連線為直徑的圓。當(dāng)6不為零時(shí)，將

是以Zzd至卜Zs連線為弓或第H象限偏移。

Zk

圖中動(dòng)作后包含E空過(guò)渡電把1故障時(shí)都能正確動(dòng)作，并不表示

爭(zhēng)性必須服方向故障為前提導(dǎo)出。

反方向故障時(shí)會(huì)誤動(dòng)作

上圖是反方向故障E障時(shí):

在記憶消失前：U

其中%中二一(Z's+Zfc),

因此

代入式中并整理：一90°<A叩[(次一ZzJ)/(Z's+7k)e*]<90°

-Zk的動(dòng)作邊界位以Zzd與Z連線為直徑的圓，當(dāng)-Zk在圓內(nèi)動(dòng)作，可見(jiàn)，繼電器有

明確的方向性，不可能誤判方向。

以上結(jié)論是在記憶電壓消失以前，即繼電器的暫態(tài)特性，當(dāng)記憶電壓消失后。

正方向故障時(shí)：UgM=1gZk

反方向故障時(shí)：UgM=-16Zk

于是正方向故障時(shí)：U°p=l中(Zk-Zzd)

反方向故障：UOP=I^-Zk)-Zzd]

正方向故障時(shí)，Zk的動(dòng)作邊界如圖，而反方向故障時(shí).，-Zk的動(dòng)作邊界也如圖，繼電

器的動(dòng)作邊界經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，因此，母線和出口故障時(shí)，繼電器處在動(dòng)作邊界。

為了保證母線故障，特別是經(jīng)弧光電阻三相故障時(shí)不會(huì)誤動(dòng)作，因此，對(duì)T,TT段距

離繼電器設(shè)置了門(mén)襤電壓，其幅值取最大弧光壓降，同時(shí)，I、II段距離繼電器暫態(tài)動(dòng)作

后，將繼電器的門(mén)藍(lán)倒置相當(dāng)于將特性圓包含原點(diǎn)，以保證繼電器動(dòng)作后能保持到故障切

除。為了保證III段距離繼電器的后備性能，HI段距離元件的門(mén)藍(lán)電壓總是倒置，因此,

其特性包含原點(diǎn)。

3.1.2距離保護(hù)的根本特性和特點(diǎn)

(1)距離保護(hù)的根本構(gòu)成

距離保護(hù)是以反映從故獐點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間阻抗大小(距離大小)的阻抗繼電器為

主要元件(測(cè)量元件)，動(dòng)作時(shí)間具有階梯性的相間保護(hù)裝置。當(dāng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間

的實(shí)際阻抗大雨預(yù)定值時(shí)，表示故障點(diǎn)在保護(hù)范圍之外，保護(hù)不動(dòng)作當(dāng)上述阻抗小于預(yù)定

值時(shí)，表示故障點(diǎn)在保護(hù)范圍之內(nèi)，保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)再配以方向元件(方向特性)及時(shí)間元

件，即組成了具有階梯特性的距離保護(hù)裝置。

(2)距離保護(hù)的應(yīng)用

距離保護(hù)可以應(yīng)用在任何結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行方式多變的電力系統(tǒng)中，能有選擇性的、較

快的切除相間故障。當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，距離保護(hù)在有些情況下也能動(dòng)作；當(dāng)發(fā)

生兩相短路接地故障時(shí)，它可與零序電流保護(hù)同時(shí)動(dòng)作，切除故障。因此，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)

雜，運(yùn)行方式多變，采用一般的電流、電壓保護(hù)不能滿足運(yùn)行要求時(shí)，那么應(yīng)考慮采用距

離保護(hù)裝置。

(3)距離保護(hù)各段動(dòng)作特性

距離保護(hù)一般裝設(shè)三段，必要時(shí)也可采用四段。其中第I段可以保護(hù)全線路的

80%~85%,其動(dòng)作時(shí)間一般不大于0.032.1s(保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間),前者為晶體管

俁護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，后者為機(jī)電型保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。第H段按階梯性與相鄰保護(hù)相配合，動(dòng)

作時(shí)間一般為0.51.5s,通常能夠靈敏而較快速地切除全線路范圍內(nèi)的故障。由I、H段

構(gòu)成線路的主要保護(hù)。第HI(IV)段，其動(dòng)作時(shí)間一般在2s以上，作為后備保護(hù)段。

(4)距離保護(hù)裝置特點(diǎn)

①由于距離保護(hù)主耍反映限抗值，一般說(shuō)其靈敏度較高，受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化

的影響較小，運(yùn)行中躲開(kāi)負(fù)荷電流的能力強(qiáng)。在本線路故障時(shí)，裝置第I段的性能根本上

不受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響(只要流過(guò)裝置的故障電流不小于阻抗元件所允許的精

確工作電流)。當(dāng)故障點(diǎn)在相鄰線路上時(shí)，由于可能有助增作用，對(duì)于地n、iii段，保護(hù)

的實(shí)際動(dòng)作區(qū)可能隨運(yùn)行方式的變化而有所變化，但一般情況下，均能滿足系統(tǒng)運(yùn)行的要

求。

②由于保護(hù)性能受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較小，因而裝置運(yùn)行靈活、動(dòng)作可靠、

性能穩(wěn)定.特別是在保護(hù)定值整定計(jì)算和各級(jí)保護(hù)段相互配合上較為簡(jiǎn)單靈活，是保護(hù)電

力系統(tǒng)相間故障的主要階段式保護(hù)裝置。

第3.2節(jié)相間距離保護(hù)裝置各保護(hù)段定值配合的原那么

和助增系數(shù)計(jì)算原那么

3.2.1距離保護(hù)定值配合的根本原那么

距離保護(hù)定值配合的根本原那么如下：

(1)距離保護(hù)裝置具有階梯式特性時(shí)，起相鄰上、下級(jí)保護(hù)段之間應(yīng)該逐級(jí)配合，即

兩配合段之間應(yīng)在動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍上互相配合。

距離保護(hù)也應(yīng)與上、下相鄰的其他保護(hù)裝置在動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍上相配合，例如：

當(dāng)相鄰為發(fā)電機(jī)變壓器組時(shí)，應(yīng)與其過(guò)電流保護(hù)相配合；當(dāng)相鄰為變壓器或線路時(shí)，假設(shè)

裝設(shè)電流、電流保護(hù)，那么應(yīng)與電流、電壓保護(hù)之動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍相配合。

(2)在某些特殊情況下，為了提高保護(hù)某段的靈敏度，或?yàn)榱思铀倌扯伪Ｗo(hù)切除故障

的時(shí)間，采用所謂“非選擇性動(dòng)作，再由重合閘加以糾正”的措施。例如：當(dāng)某一較長(zhǎng)線

路的中間接有分支變壓器時(shí)，線路距離保護(hù)裝置第I段可允許按伸入至分支變壓器內(nèi)部整

定，即可仍按所保護(hù)線路總阻抗的80嬉85%計(jì)算，但應(yīng)躲開(kāi)分支變壓器低壓母線故障；當(dāng)

變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，線路距高保護(hù)第I段可能與變壓器差動(dòng)保護(hù)同時(shí)動(dòng)作(因變壓器

差動(dòng)保護(hù)設(shè)有出口跳閘自保護(hù)回路)，而由線路自動(dòng)重合閘加以糾正，使供電線路恢復(fù)正常

供電。

(3)采用重合閘后加速方式，到達(dá)保護(hù)配合的目的。采用重合閘后加速方式，除了加

速故障切除，以減小對(duì)電力設(shè)備的破壞程度外，還可借以保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性。這可在

下述情況下實(shí)現(xiàn)：當(dāng)線路發(fā)生永久性故障時(shí)，故障線路由距離保護(hù)斷開(kāi)，線路重合閘動(dòng)作,

進(jìn)行重合。此時(shí)，線路上、下相鄰各距離保護(hù)的1、II段可能均由其振蕩閉鎖裝置所閉鎖,

而未經(jīng)振蕩閉鎖裝置閉鎖的第III段，在有些情況下往往在時(shí)限上不能互相配合(因有時(shí)

距離保護(hù)III段與相鄰保護(hù)的第II段配合)，故重合閘后將會(huì)造成越級(jí)動(dòng)作。其解決方法

是采用重合閘后加速距離保護(hù)111段，一般只要重合閘后加速距離保護(hù)111段在1.b~2s,

即可躲開(kāi)系統(tǒng)振蕩周期，故只要線路距離保護(hù)IIT段的動(dòng)作時(shí)間人于2~2.5s,即可滿足在

重合閘后仍能互相配合的要求。

3.2.2距離保護(hù)定值計(jì)算中所用助增系數(shù)(或分支系數(shù))的選擇及計(jì)算

(1)對(duì)于輻射狀結(jié)構(gòu)電網(wǎng)的線路保護(hù)配合時(shí)

這種系統(tǒng)，其助增系數(shù)與故障點(diǎn)之位置無(wú)關(guān)。計(jì)算時(shí)故障點(diǎn)可取在線路的末端，主電

源側(cè)采取大運(yùn)行方式，分支電源采用小運(yùn)行方式。

(2)環(huán)形電力網(wǎng)中線路保護(hù)間助增系數(shù)的計(jì)算

(3)單回線路對(duì)雙回線路的保護(hù)配合時(shí)應(yīng)按雙回線路并行運(yùn)行的方式下求取。

(4)雙回線路對(duì)單回線路配合時(shí)，按雙回線路單回運(yùn)行的方式下考慮。

應(yīng)該指出，上述原那么無(wú)論對(duì)于輻射狀電網(wǎng)內(nèi)，還是環(huán)形電網(wǎng)內(nèi)的雙回線與單回線間

的助增系數(shù)的計(jì)算都是適用的。

第3.3節(jié)距離保護(hù)裝置阻抗繼電器的接線方式和整定阻抗

3.3.1阻抗繼電器的接線方式

阻抗繼電器的電流及電壓回路的介入，有各種不同的接線方式，譬如：有接入相電壓和

相電流的；有接入相間電壓和相電流之差的；有接入相間電壓和相電流的等等。對(duì)于不同

的接線方式，在各種類型的短路故障情況下，繼電器端子上所測(cè)得的阻抗值是不同的。

3.3.2阻抗繼電器的整定阻抗

在進(jìn)行距離保護(hù)裝置的定值計(jì)算時(shí)，首先按照計(jì)算原那么及要求，算出各保護(hù)段的一

次整定阻抗值。計(jì)算的結(jié)果用線路的一次正序相阻抗表示。這樣就可給出距離保護(hù)定值配

置圖，并根據(jù)實(shí)際情況和習(xí)慣可以按以下幾種不同方式給出調(diào)試用定值。

第一種方式：根據(jù)所計(jì)算出的距離保護(hù)各段的一次定值，直接給出距離保護(hù)各段的“整

定阻抗"Z,“。該定值為當(dāng)線路三相短路時(shí)，從保護(hù)區(qū)末端至保護(hù)安裝處每相線路正序阻抗

的一次歐姆值。至于考慮由該一次“整定阻抗”換算至電流互感器及電壓互感器二次側(cè)的

“整定阻抗”以及繼電器接線系數(shù)等因素影響時(shí)的計(jì)算工作，均由實(shí)驗(yàn)部門(mén)根據(jù)實(shí)際情況

確定。這種方式給出保護(hù)定值的優(yōu)點(diǎn)是，概念清楚、不易發(fā)生過(guò)失；其缺點(diǎn)是，要求調(diào)試

者熟悉一、二次定值的換兌關(guān)系，給調(diào)試單位增加了一些工作量。

第二種方式：根據(jù)電流互感器及電壓互感器的變化，結(jié)合繼電器的接線系數(shù)，按下式

算出在三相短路故障方式下，阻抗繼電器的二次“整定阻抗”值，并依次給出各保護(hù)

段的整定值,

(3-1)

式中Z*——阻抗繼電器的二次整定阻抗相）；

Zw一—距離保護(hù)的一次整定阻抗（Q/相）；

〃山、〃陽(yáng)——分別為流互感器和電壓互感器的變比；

K——三相短路時(shí)，阻抗繼電器的接線系數(shù)，對(duì)于［/、//、的O。接線方式，當(dāng)三相短

路時(shí)，Kjx=1；對(duì)。.\/八的+30"接線，那么K八=6/'30"。

第三種方式：按照已選的電流互感器及電壓互感器變比，給出從保護(hù)趕為末端至保護(hù)

安裝處之間線路正序相阻抗的二次值（即換算至電流互感器及電壓互感器二次側(cè)的正序相

阻抗），可按下式計(jì)算為

Zss=X（3-2）

nyh

式中7———距離保護(hù)的一次整定阻抗（Q/相）：

Zw一—距離保護(hù)的一次整定阻抗（。/相）；

〃、“一一分別為電壓互感器，電流互感器的變化。

，卬，A47,H

上式中的整定阻抗為從保護(hù)范圍末端至保護(hù)安裝處之間的一個(gè)假想的二次正序相阻

抗，它不考慮繼電器的接線系數(shù)（即繼電器的接線方式），在其整定值的通知單中應(yīng)加以說(shuō)

明。根據(jù)通知單中的“整定值”，調(diào)試單位在調(diào)試時(shí)應(yīng)結(jié)合繼電器的具體接線方式及實(shí)驗(yàn)方

法進(jìn)行。

根據(jù)LFP-901A型微機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)，采用第三種方法計(jì)算。

第3.4節(jié)距離保護(hù)整定計(jì)算

3.4.1整定計(jì)算

（1）距離保護(hù)I段整定計(jì)算

躲過(guò)本線路的末端相間故障。

ZL=K*Z,（3-3）

式中，zL一線路本側(cè)斷路器處距離保護(hù)I段的整定阻抗,旦整定阻抗角與線路阻抗角相同;

左輯一距離保護(hù)第I段的可靠系數(shù)，取0.8-0.85;

乙一線路的正序阻抗.

距離保護(hù)第【段動(dòng)作時(shí)間為：

“Rs（3-4）

距離保護(hù)第1段靈敏度用保護(hù)范圍表示，即為被保護(hù)線路全長(zhǎng)的80%—85%

（2）距離保護(hù)第II段的整定：

1）與相鄰變壓器的縱差保護(hù)配合，有：

Z2=K〉Z/+K〉K/,nMn.Z7（3一5）

式中，

K2一一0.86;

右；一距離保護(hù)第段的可靠系數(shù)，<^<0.7;

ZT一相鄰變壓器的正序阻抗

之強(qiáng)一相鄰變壓器另側(cè)母線短路時(shí)流過(guò)變壓器的短路電流與被保護(hù)線電流之比的最小值?

2）與相鄰線路距離保護(hù)第I段整定值配合,有

2:二理-乙+<_>《,2：,（3-6）

K〃min一分支系數(shù)最小值,為相鄰線第I段距離保護(hù)范圍末端短路時(shí)流過(guò)故障線電流與保護(hù)

線電流之比的最小值.

取之中最小值

距離保護(hù)第II段靈敏度：

71

AT"=^->1.3-1.5(3-7)

""Z,

（3）相間距離保護(hù)第in段的整定：

1）被保護(hù)線路的最小負(fù)荷阻抗，有

當(dāng)采用方向阻