电力系统继电保护之整定计算_电流保护+距离保护
电力系统继电保护——3.1-3.2电网的距离保护-阻抗继电器原理和动作特性
Z m Z set
Zm
O
m
R
Z m Z set
R
(a)
(b)
| Zm | Zset
| U m | I m Z set
幅值比较方式
Z m Z set 270 arg 90o Z m Z set
o
相位比较方式
2. 全阻抗继电器—实际实现
jX
Z set
jX
Z m Z set
Z0 Zm Z0
jX
A
Z0
k
O
Zm
k
R
O
Zm Z0
Z0
(a)
Zm
A
R
A
Z0
(b)
| Zm Z0 | Zm Z0
Um 270 Arg 90 I m Z set
U P Um
U = I m Z0
6. 具有直线特性的继电器-电抗继电器
jX
jX set
o
相位比较方式
3. 方向阻抗继电器—实际实现
jX
Z set
jX
Z set
Zm
1 Z set 2
Z
m
1 2 Zset
Z set
Zm
O
Zm
O
R
(a)
(b)
Um 270 Arg 90 U m I m Z set
动作方程
U P Um
U =Um I m Zset
3. 方向阻抗继电器-几个概念的说明 起动阻抗随着测量阻抗 相角的变化而改变；
Zk (nTA / nTV )
动作特性扩大为一个圆
(a)
～
电力系统继电保护 ——阻抗继电器的实现方法、距离保护的整定计算与对距离保护的评价
K I I m KUU m 900 KUU m
三、相位比较原理的实现
相位比较的阻抗元件：
ห้องสมุดไป่ตู้
900 arg
UC 900 UD
既可以用阻抗比较的方式，也可以用电压比较的方式。
（2）数字式相位比较阻抗继电器
既可以用阻抗的方式，也可以用电压的形式。 电压比较方式：相量比较和瞬时采样值比较两种。
四、比较工作电压相位法实现
直接根据绝对值比较方程和相位比较方程实现阻抗继电器 比较工作电压相位原理实现故障区段测量和判断
工作电压：又称为补偿电压，定义为保护安装处测量电压 Um与测量电流Im的线性组合，即：
U op U m I m Z set
Um被称为参考电压或极化电压。
四、比较工作电压相位法实现
阻抗继电器的实现方法
一、实现方法的概念 二、绝对值比较原理的实现 三、相位比较原理的实现 四、比较工作电压相位法实现 五、精确工作电流和精确工作电压
电气工程及其自动化专业课程
电力系统继电保护
武汉理工大学自动化学院
唐金锐
tangjinrui@
距离保护的整定计算 与对距离保护的评价
四、比较工作电压相位法实现
以正序电压为参考电压的测量元件时：具有明确的方向性 以记忆电压为参考电压的测量元件：
传统的模拟式距离保护中：记忆电压是通过LC谐振记忆回路获得 ；仅在故障刚刚发生、记忆尚未消失时是成立的，称为初态特性 数字式保护中：故障发生一定时间后，电源的电动势变化，所以 记忆电压仅能在故障后的一定时间内使用。
若令UCI=uc(n)；UCR=-uc(n-N/4)； UDI=uD(n)；UDR=-uD(n-N/4)：
电力系统继电保护-3 电网距离保护
3.1.1 距离保护的概念
测量阻抗和故障距离的关系 测量阻抗的定义（以单相系统为例）
Zm
U
m
zl
z为线路单位长度的阻抗
Im
试图找到与系统运行方式、短路类型无关，只与短路点到 保护安装处有关的测量参量
3.1.1 距离保护的概念
距离保护-利用短路发生时电压、电流同时变化的特征，测量电压与 电流的比值，反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。 整定距离Lset-与距离保护的范围相对应的距离。 工作原理大致如下：
3.1.3 三相系统中测量电压和测量电流的选取
不同故障类型电流、电压和测量阻抗的关系：
CASE3：两相短路接地故障 ABG故障边界条件 (I K 3I )z L 0 U U A A 0 1 k kA K 3I )z L U kB 0 U B ( I B 0 1 k I z L 0 U U I kAB A B 1 k kAB
3 电网距离保护
3.1 距离保护的基本原理与构成
电流保护的缺陷 缺点 灵敏度不足 运行方式对保护影响大 配合困难 问题 无法满足更高电压等级电网对保护的速动性、选择性、灵 敏性的要求
3.1 距离保护的基本原理与构成
故障特征分析 特征 故障时电流增大 故障时电压降低 思路 综合利用电流、电压可以提高灵敏度，所以就有了阻抗保 护，利用电流电压比值作为故障特征量
总结
只有采用与故障回路相关的电流、电压才能实现距离的测量。继电器接 入不同电压、电流仪，称为不同的接线方式。 存在相间故障回路时，采用保护安装处的故障相间电压和故障相间电流 差可以反应故障距离，称为相间距离保护。 存在接地故障回路时，采用保护安装处的相电压和经零序补偿的相电流 可以反应故障距离，称为接地距离保护。 为了保护接地故障和相间故障，需要配备接地距离保护和相间距离保 护，短路形成几个故障回路。就有几个阻抗继电器可以实现阻抗测量。
继电保护课程设计--距离保护
电力系统继电保护课程设计1 设计原始资料1.1 具体题目如下图所示网络，系统参数为:3115=ϕE kV ,Ω=151G X 、Ω=102G X 、Ω=103G X ，6021==L L km 、403=L km ，50=-C B L km 、30=-D C L km 、30=-E D L km ，线路阻抗/4.0Ωkm ,2.1=ⅠrelK 、15.1K ==ⅢⅡrel rel K ，300max =-C B I A 、200max =-D C I A 、150max =-E C I A ，5.1=ss K ，85.0=re K试对线路L1、L2、L3进行距离保护的设计。
1.2 要完成的内容本文要完成的内容是对线路的距离保护原理和计算原则的简述，并对线路各参数进行分析及对线路L1、L2、L3进行距离保护的具体整定计算并注意有关细节。
距离保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。
2 分析要设计的课题内容2.1 设计规程根据继电保护在电力系统中所担负的任务，一般情况下，对动作于跳闸的继电保护在技术上有四条基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。
这几个之间，紧密联系，既矛盾又统一，必须根据具体电力系统运行的主要矛盾和矛盾的主要方面，配置、配合、整定每个电力原件的继电保护。
充分发挥和利用继电保护的科学性、工程技术性，使继电保护为提高电力系统运行的安全性、稳定性和经济性发挥最大效能。
(1)可靠性可靠性是指保护该动作时应动作，不该动作时不动作。
为保证可靠性，宜选用性能满足要求、原理尽可能简单的保护方案。
(2)选择性选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。
为保证选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件（如起动与跳闸元件、闭锁与动作元件），其灵敏系数及动作时间应相互配合。
电力系统继电保护与安全自动装置整定计算
本书介绍了电力系统继电保护的整定计算方法。整定计算是电力系统继电保护的重要组成部分， 它需要根据电力系统的实际情况，对保护装置的各项参数进行计算和调整，以确保保护装置能够 在异常情况下及时、准确地动作。本书详细介绍了电流保护、电压保护、距离保护、零序保护等 保护装置的整定计算方法，并给出了具体的计算步骤和示例。
书中，作者将电力系统继电保护与安全自动装置的整定计算进行了系统的阐 述，涵盖了从运行方式的选择原则到时间级差的计算与选择，再到整定系数的分 析与应用等各个方面。尤其是对于各种设备，如超高压电网、低压电网、发电机、 变压器、母线、电动机等的继电保护整定计算，以及电网安全自动装置的整定计 算，书中都进行了详尽的解析。
电力系统继电保护与安全自动装置 整定计算
读书笔记
01 思维导图
03 精彩摘录 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 阅读感受 06 作者简介
思维导图
关键字分析思维导图
电力
介绍
计算
保护
进行
定计
运行
自动装 置
电力
系统
安全功能
自动装置
计算
保护装置
基本
内容摘要
《电力系统继电保护与安全自动装置整定计算》是一本关于电力系统继电保护和安全自动装置整 定计算的书籍，其内容涵盖了电力系统继电保护的基本原理、整定计算方法、安全自动装置的基 本功能和整定计算方法等方面。
“在选择继电保护装置时，要根据电力系统的特点、负荷重要性以及故障类 型等因素进行综合考虑，以确保选择的继电保护装置能够满足系统的要求。”
电力系统继电保护电网距离保护原理
三相系统中测量电压和测量电流的选取
. 两相接地短路故障
有
或者
. 两相不接地短路故障 有
. 三相对称短路 此时故障点处的各相电压相等，且三相系统对称 时均为0。这种情况下，选用任意一相的电压、电 流或任意两相间的电压、电流差作为距离保护的 测量电压和电流均可。
10
故障环路的概念及测量电压、电流的选取
. 一种是首先精确地测量出Zm ，然后再将它与事先确 定的动作特性进行比较。当Zm落在动作区域之内 时，判为区内故障，给出动作信号；当Zm落在动作 区域之外时，继电器不动作。
. 另一种方法无需精确地测出Zm ，只需间接地判断 它是处在动作边界之内还是处在动作边界之外，即 可确定继电器动作或不动作。
18
偏移圆特性
正向整定阻抗与反向整定阻抗相量末端的连线，就是 圆特性的直径，它将圆分成两部分，即右下部分和左 上部分，当测量阻抗落在右下部分圆周的任一点上 时，有
当测量阻抗落在左上部分 圆周的任一点上时，有
测量元件的动作条件可表示为
19
偏移圆特性
• 使阻抗元件处于临界动作状态对应的阻抗称为动作阻 抗，通常用Zop 表示。对于具有偏移圆特性的阻抗继 电器而言，当测量阻抗Zm 的阻抗角不同时，对应的动 作阻抗是不同的。
. 在系统中性点直接接地系统中，发生单相接地时， 故障电流在故障相与大地之间流通；两相接地短路 时，故障电流既可在两故障相与大地间流通，也可 在两故障相间流通；两相不接地短路时，故障电流 在果把故障电流可以流通的通路称为故障环路，则
在单相接地短路时，存在一个故障相与大地之间的
20
方向圆特性
. 在偏移圆特性中，令Zset2 = 0， Zset1 = Zset ，则动作 特性就变成方向圆特性，特性圆经过坐标原点。
继电保护整定计算公式汇总
继电保护整定计算公式汇总继电保护整定计算是电力系统保护的重要组成部分。
在电力系统运行中，应该根据系统的特点和要求，合理地进行继电保护整定计算，保证电网的稳定运行和安全性。
本文将分享一些常见的继电保护整定计算公式，希望对读者有所帮助。
一、距离保护整定计算公式距离保护是电力系统中最常见的保护之一，其主要功能是保护输电线路和变电站设备的安全运行。
距离保护的整定计算公式如下：•相对距离保护的整定计算公式：1.相对距离保护动作时间设置公式：T = K * L / (V - F * L)其中，T为距离保护的动作时间（单位：s），K为校正系数，取值应在0.8～1.2之间；L为距离（单位：km）；V为系统电压（单位：kV），F为负载阻抗因数，取值应为0.8～1.2之间。
2.相对距离保护动作值设置公式：Z = L * (K1 + K2 * e^(K3 * L) / V)其中，Z为距离保护的动作值（单位：Ω）；K1、K2、K3为校正系数，应根据具体的系统参数进行确定；e为自然对数的底数。
•绝对距离保护的整定计算公式：1.绝对距离保护动作时间设置公式：T = K * L / V其中，T为距离保护的动作时间（单位：s），K为校正系数，取值应在0.8～1.2之间；L为距离（单位：km）；V为系统电压（单位：kV）。
2.绝对距离保护动作值设置公式：Z = L * (K1 + K2 * e^(K3 * L) / V)其中，Z为距离保护的动作值（单位：Ω）；K1、K2、K3为校正系数，应根据具体的系统参数进行确定；e为自然对数的底数。
二、过电流保护整定计算公式过电流保护的主要功能是保护电力系统中各种设备，在出现电气故障时，对其进行及时的故障切除。
过电流保护的整定计算公式如下：•相间过电流保护的整定计算公式：1.相间过电流保护动作时间设置公式：T = 0.14 * K * Z / I其中，T为保护的动作时间（单位：s），K为校正系数，通常取1.0；Z为当前相间电路的阻抗（单位：Ω）；I为保护设备的额定电流（单位：A）。
距离保护的整定计算
距离保护的整定计算距离保护的整定计算⼀、距离保护第⼀段 1.动作阻抗(１)对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定，即取AB K dzZ k Z '='?12．动作时限0≈'t 秒。
⼆、距离保护第⼆段1．动作阻抗（1）与下⼀线路的第⼀段保护范围配合，并⽤分⽀系数考虑助增及外汲电流对测量阻抗的影响，即()BC k fz AB k dzZ K K Z K Z '+''=''?1式中fz K 为分⽀系数min ???? ??=ABBCfz II K（2）与相邻变压器的快速保护相配合()B fz AB k dzZ K Z K Z +''=''?1取（1）、（2）计算结果中的⼩者作为1?''dzZ 。
2. 动作时限保护第Ⅱ段的动作时限，应⽐下⼀线路保护第Ⅰ段的动作时限⼤⼀个时限阶段，即12CABA '图3-50 电⼒系统接线图AZ 'BABZ BCZ Z 'Z ''Z '''00.5tZ 'Z ''Z '''00.5t3AZ 12CABA '图3-50 电⼒系统接线图AZ 'BABZ BCZ Z 'Z ''Z '''00.5tZ 'Z ''Z '''00.5t3AZt t t t ?≈?+'=''213.灵敏度校验5.1≥''=ABdzlm Z Z K如灵敏度不能满⾜要求，可按照与下⼀线路保护第Ⅱ段相配合的原则选择动作阻抗，即()2.dz fz AB k dzZ K Z K Z ''+''=''这时，第Ⅱ段的动作时限应⽐下⼀线路第Ⅱ段的动作时限⼤⼀个时限阶段，即三、距离保护的第三段1．动作阻抗按躲开最⼩负荷阻抗来选择，若第Ⅲ段采⽤全阻抗继电器，其动作阻抗为min.1.1fh zqh k dzZ K K K Z '''='''式中2．动作时限保护第Ⅲ段的动作时限较相邻与之配合的元件保护的动作时限⼤⼀个时限阶段，即t t t ?+'''='''23．灵敏度校验作近后备保护时5.11.≥'''=ABdzlm Z Z K 近作远后备保护时2.1≥+'''=BCfz ABdzlm Z K Z Z K 远式中，K fz 为分⽀系数，取最⼤可能值。
继电保护距离保护整定计算
继电保护距离保护整定计算继电保护是电力系统中的重要组成部分，主要用于检测电力系统中的故障，并迅速切除故障点，保证系统的安全运行。
其中，距离保护是一种常用的继电保护方式，通过测量电力系统中故障点到保护装置的距离来判断故障位置。
距离保护的整定计算是指根据电力系统的特性和运行条件，确定距离保护装置的各项参数的过程。
本文将介绍距离保护的整定计算方法。
首先，距离保护的整定计算可分为三个主要步骤：计算工作电压（或计算电流）、选择灵敏系数和计算保护带。
1.计算工作电压（或计算电流）距离保护的整定计算首先需要确定故障发生时的工作电压（或电流）。
工作电压是指电力系统运行时的电压值，一般可通过系统的额定电压和实际运行条件进行计算得到。
工作电流是指系统运行时的故障电流值，常用于短路保护的整定。
可以根据电力系统的短路电流和负载电流等参数来进行计算。
2.选择灵敏系数距离保护的灵敏系数是判断保护动作的重要参数，常用的灵敏系数有定值和变值两种。
定值灵敏系数是指保护装置所设置的固定值，一般根据系统特性和运行情况来选择。
变值灵敏系数是根据电力系统的特性和运行条件动态调整的，一般由保护装置自动计算和调整。
3.计算保护带距离保护的保护带是通过测量电力系统中故障点到保护装置的距离来判断故障位置的，常用的保护带有定值带、偏移带和方向带三种。
定值带是指根据系统的额定电压和故障电流等参数设置的固定带，偏移带是在定值带的基础上根据系统特性调整的带，方向带是根据故障方向确定的判断带。
距离保护的整定计算还需要考虑电力系统的特性和运行条件。
例如，线路长度、线路参数、短路容量、负载情况等都会对整定参数产生影响。
一般来说，线路越长、短路容量越大，整定参数应设置为较大的值；线路越短、短路容量越小，整定参数应设置为较小的值。
此外，还需要考虑到灵敏系数的选择和保护装置的可靠性等因素。
总之，继电保护距离保护的整定计算是根据电力系统的特性和运行条件，确定距离保护装置的各项参数的过程。
继电保护原理课程设计--距离保护
继电保护原理课程设计--距离保护
距离保护是电力系统中常用的继电保护方式之一，其原理是根据故障点到保护点的距离来判断故障的发生位置，从而实现对电力系统的保护。
距离保护的基本原理是利用电力系统故障时的电流和电压特性来判断故障的位置。
在电力系统正常运行时，电流和电压的相位差是恒定不变的，而当发生故障时，故障点处的电流和电压相位差会发生变化。
通过测量故障点到保护点的电流和电压，然后根据相位差的变化来判断故障的位置，从而实现保护的目的。
距离保护的设计主要包括以下几个步骤：
1. 确定保护区域：根据电力系统的结构和保护要求，确定需要进行距离保护的区域。
2. 选择距离保护装置：根据保护区域的特点和要求，选择合适的距离保护装置。
常用的距离保护装置有整流器距离保护装置、比率距离保护装置和阻抗距离保护装置等。
3. 设置保护参数：根据电力系统的特点和距离保护装置的技术要求，设置保护参数，包括距离定标值、延时时间和动作特性等。
4. 进行仿真分析：利用电力系统仿真软件，对距离保护进行仿真分析，检验保护参数的正确性和合理性。
5. 确定保护动作准则：根据仿真分析的结果和电力系统的要求，确定保护动作的准则，即根据测量的电流和电压值来判断故障的位置，并进行相应的保护动作。
6. 进行测试和调试：对设计好的距离保护装置进行测试和调试，确保其可靠性和稳定性。
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1op?A
1⑵
K皿1op?min ?C125
Kset（远）-皿1 .25
1op?A
1|⑵
1k?mi n?D
【注：】当为两相两继电器接线时，还应考虑校验：Ks；n（远）＜3皿1.25
1op? A
t皿t皿t
lop?Alop?BI
2s 0.5s
距离保护
整定计算
灵敏度校验
距离I段保护
原则：躲过本线路末端短路阻抗。zSet?AKlelZAB（ ）K冋0.85（提高选择性）
无
top?A0s
距离n段保护
原则：与相邻电路I段或元件配合，取小者作整定值。
1按与相邻线路I段配合：Znnt?AK；l（ZabKbZ；et?B）
2按与相邻元件配合整定，原则：躲过相邻变压器低压母线侧的短路阻抗。
Z：t?AK爲（Zab ©Zt）（） （K；i0.7~0.8）
zn
K^en1.3~1.5
ZAB
t皿t皿t
lop?Alop?BL
2s 0.5s 2.5s
②按方向阻抗继电器整定：Z：t?AZL?min()
KrelKreKssCOS(1l)
Kr；1.25 ~ 1.3,Kss1.5 ~ 3,Kre1.1
tntIt
lop?Alop?BI
0s 0.5s 0.5s
电流川段保护 （定时限过电流和返回系数。
I皿k皿Kss|八八、
1op?AKre^1fh?max（kA）
Kre
（Krei1.15~1.25,Kss1.5~2,Kre0.8 ~ 0.95）
|⑵
K叮一Ik?min?B15
电流保护
整定计算
灵敏度校验
动作时限
电流I段保护
（无时限电流速断保护）
原则：躲过本线路末端最大短路电流。
1op?AKrel1k?max?B（kA）（Krel1.2~1.3）
空E
Lmin1（右Xs?max） 15%~20%
LABXAB1op? A
top?A0s
电流n段保护
（限时电流速度按保护） 目的：实现本线路全长保护。
原则：与相邻线路I段或兀件配合，整定值取大者。
1按与相邻线路i段配合：inp?Ak^iOp?b（kA）
2按与相邻元件配合：I爲人 心1；?；_?0（kA）
1.15 ~1.25
|⑵
Kn1 k?min?B彳3
Ksetn1 .3
1op?A
【注：】灵敏度校验按最不利情况校验，即在最小运行方式下，被保护线路末端 发生两相短路时，短路电流为本线路内部故障时最小短路电流，以此短路电流 校验灵敏度。
t"tIt
lop?Alop?AI
0s 0.5s 0.5s
距离川段保护
原则：躲过本线路最小负荷阻抗。
①按全阻抗继电器整定：Zn；t?AZL?min（）
K K K
d rel d re d ss
Z皿
IX皿Zset?AA[-
Ksen（近）1.5
Zab
z皿
iz皿厶set?A彳q
Ksen（西zkZ1 .2
ZABKbZBC