距离保护整定计算例题
第5章 保护计算举例
第5章 保护计算举例5.1 距离保护计算举例以215、216断路器为例整定计算()Ω=⨯=⨯=97.2926.3585.085.01Z Z dz Ⅰ0=dz tⅡdz Z ，Ⅱ段与相邻211断路器Ⅰ段配合。
()Ω=⨯=⋅3.525.6185.0211Ⅰdz Zmin 211⋅⋅⋅⋅+=fz dz k dz dz K Z K Z Z ⅠⅠⅡ 85.0=k K分支系数：9727.1163.0/6128.0min =+=⋅fz K系统Ⅰ最小，系统Ⅱ最大，故B —C 单回路分支系数()16.7142.0/085.12min =+⨯=⋅fz K 。
所以：min 211⋅⋅⋅⋅+=fz dz k dz dz K Z K Z Z ⅠⅠⅡ9727.13.5285.097.29⨯⨯+=()Ω=5.112灵敏度校验：75.397.29/5.112==lm K ＞1.25动作时间：5.0=Ⅱdz t （S ）ⅢdzZ ，Ⅲ段与相邻线路211断路器Ⅱ段配合。
ⅡⅢ211min 18.085.0⋅⋅⨯+=dz fz dz Z K Z Z=4575.459127.18.026.3585.0⨯⨯+⨯()Ω=99()39.397.2999=÷=近lm K ＞1.5()()35.036.3616.797.29/99=⨯+=远lm K ＜1.2因为不满足远后备灵敏度的要求，所以按躲开线路流过的最大负荷电流来整定。
()Ω==428min fh dz Z Z (最小负荷阻抗)()()42.136.3616.797.29/428=⨯+=远lm K ＞1.2()3.1497.29428=÷=近lm K ＞1.5动作时间：3=Ⅲdz t (S)距离保护计算结果见后表4--1。
5.2 相差高频保护整定计算举例5.2.1启动元件(以210、211断路器为例进行计算整定)。
()120/10cos 2423/5002.05.23max 2⨯⨯⨯⨯=⋅=⋅φbp k dzj I K I058.0120/14002.05.2=⨯⨯= (A) 4.0120150127.05.2/=÷⨯⨯=⋅⋅=l zc k dzj n l I K I (A)相差启动元件可以整定在1A 左右。
距离保护整定计算例题
精心整理距离保护整定计算例题题目：系统参数如图，保护1配置相间距离保护，试对其距离I段、II段、III段进行整定，并校验距离II段、III段的灵敏度。
取z1=0.4?/km，线路阻抗角为75?，Kss=1.5，返回系数Kre=1.2，III段的可靠系数Krel=1.2。
要求II段灵敏度?1.3~1.5，III段近后备?1.5，远后备?1.2。
解：1、计算各元件参数，并作等值电路ZMN=z1lMN=0.4?30=12.00?ZNP=z1lNP=0.4?60=24.00?ZT=100%K U?TTSU2=1005.10?5.311152=44.08?2、整定距离I段Z Iset1=K IrelZMN=0.85?12=10.20?t I1=0sZ Iset3=K IrelZNP=0.85?24=20.40?t I3=0s3、整定距离II1)整定阻抗计算(1)与相邻线路I段配合Z II II I?20.40)=43.38?(2)Z II?44.08)=72.27?取Z II?2)K IIsen=MNsetIIZZ1=43.38/12=3.62(?1.5)，满足规程要求3）时限t II1=0.5s4、整定距离III段并校验灵敏度1)最小负荷阻抗ZLminZLmin=LmanLIU min=LmanNIU9.0=35.3/1109.0⨯=163.31?Cos?L =0.866，?L=30?2）负荷阻抗角方向的动作阻抗Zact（30?）Zact（30?）=ressrelLKKKZ min=2.15.12.131.163⨯⨯=75.61?3）整定阻抗Z IIIset1，?set=75?(1)采用全阻抗继电器Z IIIset1=Zact（30?）=75.61?，?set=75?（2）采用方向阻抗继电器附录:助增分支系数的计算分支系数：.1.2I I K b ==.1.3.1I I I +=.1.3.1I I +=211s MNs x Z x ++，与故障点的位置无关。
距离保护例题
1.如下图所示网络，对QF1上的三段式距离保护进行整定和校验计算。
其中各段可靠系数85.0=′′=′rel relK K ，2.1=′′′rel K ，负荷自启动系数6.1=ss K ，阻抗继电器返回系数3.1=re K ，QF3处保护最大动作时限为1.5s 。
线路每公里阻抗为0.4Ω，AB 线最大负荷200MW ，功率因数0.95。
解：（1）Ω=××=′8.404.012085.0.A opZ ，s t A op 0.=′。
Ω=××=′6.304.09085.0.B opZ ，s t B op 0.=′。
（2）Ω=+××=′′8.66)6.304.0120(85.0.A opZ ，4.14.01208.66.=×=′′A sen K ，s t t t B op A op 5.0..=Δ+′=′′。
（3）9.22995.010200)10220(cos 6232min .=×××==αP U Z L ，Ω=××=′′′923.16.12.19.229.A op Z 。
近后备9.14.012092.=×=′′′A senK ，远后备9.14.0)90120(92.=×+=′′′A sen K ，s t t A op 5.225.1.=Δ+=′′′。
2. 如图网络，计算距离保护1Ⅰ段和Ⅱ段的动作阻抗、动作时限和灵敏系数（或保护范围）。
要求：（1）0.8rel rel K K ==ⅠⅡ。
（2）计算分支系数时，短路点设为Ⅰ段保护范围的末端。
Z<Z<70km1、1处距离Ⅰ段10.8300.49.6Z ′=××=Ω.10op t s ′=。
保护范围为线路全长的80%。
2、2处和3处距离Ⅰ段 20.8800.425.6Z ′=××=Ω， 20.8700.422.4Z ′=××=Ω。
距离保护的整定计算实例
例3-1 在图3—48所示网络中，各线路均装有距离保护，试对其中保护1的相间短路保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段进行整定计算。
已知线路AB 的最大负荷电流350max L =⋅I A,功率因数9.0cos =ϕ，各线路每公里阻抗Ω=4.01Z /km ，阻抗角 70k =ϕ，电动机的自起动系数1ss =K ,正常时母线最低工作电压min MA ⋅U 取等于110(9.0N N =U U kV )。
图3—48 网络接线图解： 1.有关各元件阻抗值的计算AB 线路的正序阻抗 Ω=⨯==12304.0L 1AB AB Z ZBC 线路的正序阻抗 Ω=⨯==24604.0L 1BC BC Z Z变压器的等值阻抗 Ω=⨯=⋅=1.445.311151005.10100%2T 2T k T S U U Z 2．距离Ⅰ段的整定(1)动作阻抗： Ω=⨯==2.101285.0rel 1.AB op Z K Z ⅠⅠ(2)动作时间：01=Ⅰt s3．距离Ⅱ段(1)动作阻抗：按下列两个条件选择。
1)与相邻线路BC 的保护3(或保护5)的Ⅰ段配合)(min b rel rel 1.op BC AB Z K K Z K Z ⋅+=ⅠⅡⅡ式中，取8.0,85.0rel rel ==ⅡⅠK K ， min b ⋅K 为保护3的Ⅰ段末端发生短路时对保护1而言的图3-49 整定距离Ⅱ段时求min .jz K 的等值电路最小分支系数，如图3-49所示，当保护3的Ⅰ段末端1d 点短路时， 分支系数计算式为 215.112)15.01(B A B B A 12b ⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=+⨯++==X Z X Z Z X X Z X I I K AB BC BC AB 为了得出最小的分支系数min b ⋅K ,上式中A X 应取可能最小值，即A X 最小，而B X 应取最大可能值，而相邻双回线路应投入，因而19.1215.11301220min .b =⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛++=K 于是Ω=⨯⨯+=''02.29)2485.019.112(8.01.dzZ 2)按躲开相邻变压器低压侧出口2d 点短路整定（在此认为变压器装有可保护变压器全部的差动保护，此原则为与该快速差动保护相配合），)(T min .b rel 1.op Z K Z K Z AB ⋅+=ⅡⅡ此处分支系数min b ⋅K 为在相邻变压器出口2k 点短路时对保护1的最小分支系数，由图3-53可见Ω=⨯+==++=++==⋅3.72)1.4407.212(7.007.2130122011.op max .B min .A 13min b ⅡZ X Z X I I K AB此处取7.0rel =ⅡK 。
电力系统继电保护距离保护(例题)
本章是本课程的重点之一。要求掌握： 1、概念和基本原理。包括：测量阻抗、整定阻抗、 动作阻抗、最大灵敏角、精工电流、分支系数。 2、动作特性和动作方程，幅值比较与相位比较之 间的转换关系。 3、接线方式及其反映的故障类型（最好能推导）。 4、整定原则和计算。 5、振荡轨迹、振荡中心，振荡闭锁措施。 6、选相方法。 7、过渡电阻的影响。 8、工频故障分量距离继电器的基本原理。
I I 而 Z set.3 K rel Z 34 0.85 24 20.4()
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Kb.min的计算
Xs1.min
A
Z1-2
B
0.85Z3-4
k1 0.15Z3-4 C
Xs2.max
I 1
I 2
Z5-6
K b.min
I 2 X s1.min Z1 2 X s2.max (1 0.15) Z 34 I1 X s2.max 2 Z 34
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(2) 灵敏性校验 1) 本线路末端短路时的灵敏系数
K sen
Z 110.2 9.18 1.5 Z1-2 12
III set
满足要求
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2) 相邻元件末端短路时的灵敏系数
相邻线路末端短路时
III Z set Z1-2 K b.max Z 34
K sen
K b.max
X s1.max Z12 X s2.min 25 12 1 2.48 X s2.min 25
K sen
110.2 1.2 12 2.48 24
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满足要求
相邻变压器低压侧出口k2点短路时
K b.max
距离保护例题
距离保护整定计算I 在图（1）所示网络中，各线路均装有距离保护，试对其中保护1的相间短路保护ΙΠ 段进行整定计算。
其中E1的电压为115KV ,最大阻抗为25ΙΠΩ最小阻抗为20Ω.E2的最大阻抗为30Ω 最小阻抗为25Ω E3的最大阻抗为20Ω最小阻抗为15。
已知线路a----b 的最大负荷电流Ω=max .D I 350A ,功率因数cos ϕ=0.9,各线路每公里阻抗z1=km Ω4.0 ，阻抗角l ϕ=70,,电动机的自启动系数=1.5,正常时母线最低工作电压取等于0.9,t ,。
,85.0=Ιrel K ,8.0=Πrel K 2.1=ΙΠrel K 15.1=re K ss K min .L U N U s 5.0312=s t 5.1310=解 ：1． 有关各元件阻抗值的计算线路1—2的正序阻抗 )(12304.021121Ω=×==−−L z Z线路3—4，5—6，7—8的正序阻抗为)(24604.0876543Ω=×===−−−Z Z Z 变压器的等值阻抗为)(1.445.311151005.10100%22Ω=×=×=T T K T S U U Z （注意110kv 是额定电压，而母线电压一般为115kv 高额定5kv 。
115kv 是线电压要折算成相电压，而且要注意单位的统一）2． 距离I 段的整定（1）阻抗整定.)(2.101285.02111Ω=×==−Z K Z rel set 2）动作时间。
s t 01=3． 距离II 段的整定(1)整定阻抗：按下列两个条件选择1）与相邻下一级线路3—4（或5—6或7—8）的保护3（或保护5或保护7）的1段配合)(3.min .ΙΠΠ+=set b AB rel set Z K Z K Z 式中，可取而,85.0=Ιrel K ,8.0=Πrel K )(4.202485.0433.Ω=×==−ΙΙZ K Z rel set 分支系数的计算：设B 母线上的电压为U 。
继电保护距离保护的整定计算和校验
继电保护距离保护的整定计算和校验4.1 断路器1距离保护的整定计算和校验4.1.1距离保护І段的整定计算(1)动作阻抗对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定。
取K K'=0.85；Z dz'=K K'Z L3=0.85×36=30.6Ω；(2)动作时限距离保护І段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时限决定，人为延时为零，即t'=0s。
4.1.2距离保护П段的整定计算和校验(1)动作阻抗：按下列三个条件选择。
①与相邻线路L4的保护的І段配合Zdz''=K K''(Z L3+K'K f h·min Z L4)式中，取K'=0.85, K K''=0 .8，K f h·min为保护7的І段末端发生短路时对保护7而言的最小分支系数。
当保护7的І段末端发生短路时，分支系数为：K f h·min=I L3/I L4=1于是Zdz''=K K''(Z L3+K'K f h·min Z L4)=0.8×(36+0.85×1×10)=35.6Ω；②与相邻线路L2的保护的І段配合Zdz''=K K''(Z L3+K'K f h·min Z L2)式中，取K'=0.85, K K''=0 .8，K f h·min为保护5的І段末端发生短路时对保护7而言的最小分支系数。
当保护5的І段末端发生短路时，分支系数为：K f h·min=I L3/I L4=1于是Zdz''=K K''(Z L3+K'K f h·min Z L2)=0.8×(36+0.85×1×16)=39.68Ω；③按躲开相邻变压器低压侧出口短路整定Zdz''=K K''(Z L3+K f h·min Z TC)式中，取K K''=0 .8，K f h·min为保护7的І段末端变压器低压侧出口发生短路时对变压器低压侧出口而言的最小分支系数。
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t t t ∆+''=''21三、 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。
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距离保护整定计算例题
题目：系统参数如图，保护1配置相间距离保护，试对其距离I 段、II 段、III
段进行整定，并校验距离II 段、III 段的灵敏度。
取z1=0.4Ω/km ，线路阻抗角为75︒，Kss=1.5，返回系数Kre=1.2，III 段的可靠系数Krel=1.2。
要求II 段灵敏度≥1.3~1.5，III 段近后备≥1.5，远后备≥1.2。
解：
1、计算各元件参数，并作等值电路
Z MN =z 1l MN =0.4⨯30=12.00 Ω Z NP =z 1l NP =0.4⨯60=24.00 Ω
Z T =100%K U ⨯T T S U 2=1005.10⨯5
.311152
=44.08 Ω
2、整定距离I 段
Z I set1=K I rel Z MN =0.85⨯12=10.20 Ω t I 1=0s Z I set3=K I rel Z NP =0.85⨯24=20.40 Ω t I 3=0s 3、整定距离II 段并校验灵敏度 1)整定阻抗计算
(1)与相邻线路I 段配合
Z II set1=K II rel (Z MN +Kbmin Z I set3 )=0.8(12+2.07⨯20.40)=43.38Ω (2)与变压器速断保护配合
Z II set1=K II rel (Z MN +Kbmin Z T )=0.7(12+2.07⨯44.08)=72.27 Ω 取Z II set1=Min( (1),(2))=43.38Ω
2)灵敏度校验
K II sen =
MN
set II Z Z 1
=43.38/12=3.62 (>1.5)，满足规程要求 3）时限 t II 1=0.5s 4、整定距离III 段并校验灵敏度 1)最小负荷阻抗 Z Lmin Z Lmin =
Lman L I U min =Lman
N I U 9.0=35.03
/1109.0⨯=163.31 Ω
Cos ϕL =0.866， ϕL=30︒
2）负荷阻抗角方向的动作阻抗Z act （30︒） Z act （30︒）=
re ss rel L K K K Z min =2
.15.12.131
.163⨯⨯=75.61 Ω
3）整定阻抗Z III set1，ϕset =75︒ (1)采用全阻抗继电器
Z III set1= Z act （30︒）=75.61Ω， ϕset =75︒ （2）采用方向阻抗继电器 Z III set1 =
)cos()
30(L set act Z ϕϕ-︒=)
3075(61.75︒-︒COS =106.94Ω
4）灵敏度校验
方向阻抗：近后备：Ksen=
MN
set III Z Z 1
=106.94/12=8.91
远后备：（1）线路NP Ksen=NP MN set III Z K Z Z max 1
+=2448.21294.106⨯+=1.5
（2）变压器Ksen=T MN set III Z K Z Z max 1
+=08.4448.21294.106⨯+=0.88
定值清单
附录: 助增分支系数的计算
KN MN NK
MN M m Z I I Z I Z I Z I I U Z 1
.
2.
1
.
2.
1.1
+
=+=
=
⋅
⋅
KN b MN Z K Z +=
分支系数：.
1
.
2I I K b =
=
.
1
.
3
.
1I I I +=.
1
.
3.
1I I +
=2
11s MN
s x Z x ++
，与故障点的位置无关。
min 2max 1max 1s MN s b X Z X K ++= =2512
251++=2.48
max
2min 1min 1s MN
s b X Z X K ++= = 1+(20+12)/30=2.07。