距离保护整定计算
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)：
07-第七部分 输电线路相间的距离保护整定计算
I I Z op K .1 res Z AB
式中
I Z op .1
I K rel
0.8 ~ 0.85 ；
Z AB
图7-1 距离保护整定计算系统图 若被保护对象为线路变压器组，则送电侧线路距离保护第Ⅰ段可 按保护范围伸入变压器内部整定，即 （7-2） Z I K I Z K Z
2．与相邻距离保护第Ⅱ段配合 为了缩短保护切除故障时间，可与相邻线路相间距离保护第Ⅱ段 配合，则 III III II （7-10）
Kb. min Z op.2 Z op.1 K rel Z AB K rel
12
式中 K IIi ——距离保护第Ⅲ段可靠系数，取 0.8 ~ 0.85 ； rel
相间距离保护第Ⅱ段的灵敏度按下式校验
K
II sen
Z
II op .1
Z AB
≥
1 . 3 ~ 1 .5
当灵敏度不满足要求时，可与相邻线路相间距离第Ⅱ段配合，其 动作阻抗为 （7-5） II II II op.1 rel AB rel b. min op.2
Z
K Z
K K
Z
8
式中
——可靠系数，取 K rel
II Z op .2
≤ K rel
0 .8 ；
——相邻线路相间距离保护第Ⅱ段的整定值。
13
当距离保护第Ⅲ段的动作范围未伸出相邻变压器的另一侧时， 应与相邻线路不经振荡闭锁的距离保护第Ⅱ段的动作时间配 合，即
III t op.1 II t op.2
5
式中
II K rel
——距离保护第Ⅰ段可靠系数，取 0.8 ~ 0.85 ；
距离保护整定计算
对于方向阻抗继电器
Z’’’set
Z’’’op.r
Z .min
L
FL fk
当采用方向阻抗继电器作为测量元件时， 整定阻抗为:
Z
III set 1
K
III rel
1 Z L . min . K st .Kre cos(f k -f L)
因此，采用方向阻抗继电器时,保护的
灵敏度比采用全阻抗继电器时可提高:
+
III K b. min Z op.2
)
若相邻元件为变压器，应与变压器相间 短路后备保护配合，其动作阻抗为:
III Z op.1
III K rel (ZAB
+
III K b. min Z op. T
)
Z
III op . T
—— 变压器相间短路后备保护最小保护 范围所对应的阻抗值。
1、网络参数如图示，已知：系统等值阻抗
路阻抗角相同
I rel ——距离保护第1段的可靠系数，取0．8一0.85 rel ——伸入变压器部分第1段的可靠系数，取0.75；
距离保护第I段的动作时间仍为：
t’=0s
2、相间距离保护第Ⅱ段的整定
相间距离Ⅱ段应与相邻线路相间距离第Ⅰ段 或与 相邻元件速动保护配合,以保护本线路全长。
(1)、与相邻线路第Ⅰ段 配合。
保护区为被保护线路全长的80%~85%。
(2)若被保护线路末端仅有一台变压器，可看成线 路变压器组，按躲变压器各侧母线短路来整定。
动作阻抗为： Z I
op.1
ZT K Z L + K rel
I rel
K K ZL ——被保护线路的正序阻抗； ——线路末端变压器的阻抗，且假定阻抗角与线 ZT
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。
继电保护技术培训(距离保护)
距离保护整定计算
二、相间距离保护的整定计算公式
2.3 距离Ⅲ段：
III Z set .1
Z ld . min Ⅲ K rel K re K ss
Z ld . min
0.9U e. x I fh. max
可靠系数Krel取1.2～1.3；返回系数Kre取1.15～1.25；自启动系数Kss取1.1～1.7。
A、助增分支（保护安装处至故障点sN Kb Z sN
四川能投集团继保培训
距离保护整定计算
二、相间距离保护的整定计算公式 分支系数的计算：
B、汲出分支(保护安装处至故障点有负荷引出，保护测量阻抗将减小)
汲出系数是小于1的数值
Kb
1 Z dz Z fhmin K h K zq cos( d fh ) Kk U fhmin I fhmax 0.9 110 3 I fhmax 0.9 110 3 0.35 163.5
带方向闭锁的距离保护
Z fh. min
系数取值： 1.2, K h Kk
II II I Z op .1 K rel Z AB K rel Kb. min Z op.2
Z A 1 I f .m n 2 M 3 k0 m 1 / E1 1 3k 5 V N
6 k0 m
6 k0 m
0.5s t8
6
7 10
8
9
t1 0.5s V A0
总分支系数
Kb.min Kb助Kb汲 2.52 0.575 1.35
四川能投集团继保培训
距离保护整定计算
二、相间距离保护的整定计算公式
2.2 距离Ⅱ段：
② 与相邻元件的速动保护配合：
距离保护第7讲：距离保护的整定及基本构成
3.5.1 距离保护的延时特性
➢距离保护一般采用阶段式配合的思想，配合关系类似于 三段式电流保护
3.5.2 距离保护的整定计算
➢ 距离保护需要配置相间距离 和接地距离
➢ 距离Ⅰ段、距离Ⅱ段一般采 用具有方向性的动作特性
➢ 距离Ⅲ段通常采用带有偏移 特性的动作特性
与本保护相配合的下游相邻元件保护段 (x 为Ⅰ 段或Ⅱ 段)的 最大动作延时
3.5.2 距离保护的整定计算 距离Ⅲ段整定
作用 本线路的近后备或下级线路的远后备
整定原则 CASE1：相邻线路配合段为距离Ⅱ段或距离Ⅲ段时
CASE2：相邻元件配置电流、电压保护时的配合
为相邻线电流、电压保护的最小保护范围对应的阻抗 值
如何保证Ⅱ段在任何运行方 式下选择性？
3.5.2 距离保护的整定计算
距离Ⅱ段整定
整定处理思想 距离Ⅱ段整定时应考虑灵敏系数最大的情况，即保护范围最 大时其动作范围不超过相邻线配合段保护范围。该种运行方 式对应于分支系数最小的情况。
3.5.2 距离保护的整定计算
距离Ⅱ段整定
整定方法 •CASE1：相邻元件为输电线路
在发电机和变压器保护中作为后备保护
3.12 距离保护的基本构成与工作流程
3.12.1 距离保护的构成
（一）微机保护的硬件构成
距离保护模拟量输入：三相电流加零序电流、 三相电压加零序电压、 断路 器另一侧单相电压共9路电量
3.12.1 距离保护的构成
（二）软件构成
1. 故障启动元件 2. 距离测量元件 3. 故障选相元件 4. 振荡闭锁元件 5. 故障处理逻辑 6. PT断线闭锁元件 7. 整组复归逻辑
•CASE2：相邻元件为变压器
距离保护的整定计算法则
分支系数
取各种情况下的最小值，以保证
距离Ⅱ动作的选择性。
如果分支系数增大，同一点发生故障测量阻抗会增 大，保护范围会缩小，可保证其选择性。
3.4.3 距离保护Ⅱ段的整定计算
（2） 考虑与相邻变压器保护相配合： 假设变压器设有差动保护，可以保护线路全长。
分支系数可能是变化的，保护与谁相配合， 就采用与谁相配合的分支系数。
特性
回顾：方向阻抗继电器
动作特性：
以
为圆心
以 为整定阻抗为半径，圆周过原点（保 护安装地点）作特性圆。
回顾：方向阻抗继电器
以幅值比较方式构成方向阻抗继电器的动 作特性方程：
回顾： 方向阻抗继电器
以相位 比较方 式构成 方向继 电器的 动作特 性方程：
合。 （2）与相邻下一级变压器的电流、电压保护相
配合。 （3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗相配合。
取上述三种整定结果中数值最小者为最终整 定结果
3.4.4 距离保护Ⅲ段的整定计算
（1）与相邻下一级线路的距离Ⅱ段、Ⅲ段相 配合。
首先考虑与相邻下一级线路的距离Ⅱ段相配合
3.4.4 距离保护Ⅲ段的整定计算
采用三段式的阶梯延时特性，距离保护Ⅰ 段为无延时的速动段；Ⅱ段为带固定延时 的速动段，固定延时一般为0.3~0.6s； Ⅲ段延时需与相邻下级线路的Ⅱ段或Ⅲ段 保护配合，在此基础上加上一个延时级差。
回顾：距离保护的构成
启动回路：判断是否发生故障； 测量回路：判断故障是否在本保护区内发生 振荡闭锁：系统发生震荡时保护可靠不动作 电压回路断线闭锁：
反映测量阻抗减小而瞬时动作的欠量保护。 按躲过本线路末端发生短路时的测量阻抗
来确定动作值。
距离Ⅰ段的整定值是线路全长的 80%~85%。
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本科毕业设计（论文)继电保护整定计算的分析与研究—距离保护整定计算指导老师学号二O一二年六月中国南京摘要继电保护是电力系统安全运行的防护线,继电保护的整定计算是继电保护装置正确动作的关键。
随着电力系统的快速发展，电力系统的网络构成日趋复杂,继电保护的整定也越来越复杂,而且更费时费力，也更容易出错。
规范继电保护整定计算,提高继电保护整定计算水平对于减少设备事故或杜绝事故的发生具有深刻的意义。
如果能成功编制一款软件，该软件能够在各种各样的系统运行方式下,根据整定原则计算出继电保护装置的整定值，使装置正确动作,那么将很大程度上减少工作人员的工作量,使工作效率大大提高。
本文以三段式距离保护为例，介绍了如何利用软件开发工具Ｍatlab编制三段式距离保护软件。
主要使用了Maｔlab的GUI(图形用户界面)功能将距离保护整定计算划分成五个模块。
用户通过这些模块的提示，能准确快速地计算出整个网络的继电保护装置的整定值，并且用户还可以根据系统运行方式的变化修改整定计算算法,使整定值能够适用于多种不同的运行方式,实现了整定计算过程的自动化和智能化。
【关键词】继电保护距离保护整定计算 MatｌａbAbstractRelay ｐrotｅctioｎ is ｔｈe lｉｎe of defenｃｅｏf safetｙｏperaｔion of the ｐoｗer system.Seｔtｉnｇcalculation of relaｙprotection is ｔhe key to the ｒiｇhｔ action of relay ｐrotecｔion ｄｅｖｉces． With thｅ develｏpmｅｎt of power systｅm, pｏweｒsystem network iｓbecｏming mｏｒｅａnd more ｃomｐｌex, tｈe rel ａy protｅction ｉs becoｍiｎｇｍｏre anｄ more coｍplex, aｎd more ｔiｍｅ－ｃｏnsuminｇ and lａbｏrious, but alsｏｍore ｐrone ｔo e ｒror．Speｃificａtiｏn fｏｒ and raiｓｅ the ｌeｖel of setting calculatｉon ｏｆ relay proｔeｃtioｎhas pｒofound ｓｉgnifｉcａｎce on ｔｈe ｒeｄuctioｎ of equipment ａccidenｔ anｄ aｖｏiｄing the hａppeninｇｏf ａccideｎts．If we cａn suｃｃｅｓｓfully devｅlop a piece oｆsoftware，ｔhe softwaｒe ｃan cａlculａtｅthe ｓettiｎg values in ｖarious opｅratｉng mode of ｔhe system acｃoｒdi ｎg to ｔhe ｐｒinｃiplｅｓ of sｅtｔｉng calｃｕlaｔion of relay protection ｄeｖｉｃｅ setting vaｌｕe， so thａt the relay protｅc ｔion ｄeｖiｃeｓwiｌl aｃt coｒrectly．Ｉｔｗill ｇｒeaｔly r ｅduｃe thｅ workload of staｆf, greａｔly improvｅtｈe wｏrk ｅｆficieｎcｙ.The pａｐer tａkeｓｔhｒee sections ｄiｓtance pｒoｔeｃtion f ｏr an exaｍple anｄｉntroｄｕcｅｓhow to prｏgrａme thｅ thr ｅe seｃtionｓ distaｎcｅ pｒotｅｃｔioｎｗith ｔhｅ sofｔｗarｅ dｅvｅlｏｐinｇ tool－－Ｍatlab. The setｔing ｃalcuｌａtion of ｄistaｎce pｒoｔｅctｉoｎ is ｄiviｄed ｉnto fivｅ modulｅs by thhe mａin function of Maｔｌａb－－ＧUI （ｇraphｉcal user interfaｃe ). Through tｈｅse modulｅs tips, users cａn accurately aｎd ｑｕicｋlｙcalculate tｈｅ rｅｌay proｔｅctｉｏn device sｅttｉng ｖalｕeｓ of t ｈe entiｒe network, anｄ tｈe users caｎ alsｏchａｎｇｅｔhｅsettｉng caｌculａtｉon aｌgorｉthｍ aｃｃordiｎg tｏｔｈe operating mode of ｔhe syｓtem to ｍaｋes thｅｓettｉng valｕes cａn ｂe a ｐｐｌｉｅd ｔo a vaｒiｅty of difｆerｅnt oｐeratiｏn moｄes, to reali ｚｅ the ｓｅtting caｌculaｔｉon ｐroｃesｓ aｕｔｏｍａｔioｎ.【Ｋey ｗoｒds】Relay proteｃtｉon Dｉstａncｅ proｔection Setｔing calｃulation Ｍaｔｌab目录摘要ﻩ错误!未定义书签。
Ａbｓｔracｔ.................................... 错误!未定义书签。
目录.......................................... 错误!未定义书签。
第一章绪论.................................... 错误!未定义书签。
第一节电力系统继电保护概述ﻩ错误!未定义书签。
一、继电保护的概念....................... 错误!未定义书签。
二、继电保护的基本任务与重要性........... 错误!未定义书签。
三、继电保护的4个基本要求ﻩ错误!未定义书签。
四、继电保护的原理和构成ﻩ错误!未定义书签。
第二节继电保护的发展简史.................. 错误!未定义书签。
一、继电保护原理发展史................... 错误!未定义书签。
二、继电保护装置发展史................... 错误!未定义书签。
三、继电保护整定计算软件的发展与研究ﻩ错误!未定义书签。
第三节本文所做的工作ﻩ错误!未定义书签。
第二章电网的距离保护ﻩ错误!未定义书签。
第一节距离保护简介ﻩ错误!未定义书签。
一、距离保护的概念ﻩ错误!未定义书签。
二、距离保护的构成....................... 错误!未定义书签。
第二节距离保护装置的主要元件——阻抗继电器ﻩ错误!未定义书签。
一、偏移圆特性阻抗继电器................. 错误!未定义书签。
二、方向圆特性阻抗继电器ﻩ错误!未定义书签。
三、全阻抗圆继电器ﻩ错误!未定义书签。
第三节距离保护定值配合的基本原则ﻩ错误!未定义书签。
第四节定值计算的分支系数的选择与计算....... 错误!未定义书签。
一、带有助增分支的网络ﻩ错误!未定义书签。
二、带有外汲分支的网络................... 错误!未定义书签。
三、助增、外汲分支同时存在的网络......... 错误!未定义书签。
第五节距离保护整定计算..................... 错误!未定义书签。
一、距离保护I段整定计算................. 错误!未定义书签。
二、距离保护IＩ段整定计算............... 错误!未定义书签。
三、距离保护IIＩ段整定计算.............. 错误!未定义书签。
第六节对距离保护的评价ﻩ错误!未定义书签。
第三章整定计算软件的设计与开发................. 错误!未定义书签。
第一节引言ﻩ错误!未定义书签。
第二节软件开发工具ﻩ错误!未定义书签。
一、Matlab语言简介...................... 错误!未定义书签。
二、图形用户界面GUI简介ﻩ错误!未定义书签。
第三节软件设计框架图...................... 错误!未定义书签。
一、软件结构示意图ﻩ错误!未定义书签。
二、软件功能模块概述ﻩ错误!未定义书签。
三、软件的功能特性....................... 错误!未定义书签。
第四章算例结果分析............................. 错误!未定义书签。
第一节算例................................. 错误!未定义书签。
一、手算算例............................. 错误!未定义书签。
二、软件整定结果......................... 错误!未定义书签。
第二节分析及结论........................... 错误!未定义书签。
第五章结论.................................... 错误!未定义书签。
第一节工作总结ﻩ错误!未定义书签。
第二节不足与展望.......................... 错误!未定义书签。
致谢......................................... 错误!未定义书签。
参考文献........................................ 错误!未定义书签。
第一章绪论第一节电力系统继电保护概述一、继电保护的概念当系统一旦发生故障时,保证系统能有选择性的、快速的切除故障的装置，称为继电保护装置;原来实现此功能的装置是由继电器组合来实现的,故称为继电保护装置，而目前继电器已被电子元件及计算机替代，但仍沿用此名称。
在电力部门常用继电保护一词泛指机电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统[１]。
二、继电保护的基本任务与重要性当系统发生短路时可能产生的后果有:经过故障处的很大的短路电流和由于短路电流击穿空气所产生的电弧,会使故障元件烧坏;当短路电流通过非故障元件时,由于电流的热效应和电动力的作用，同样也会使得元件过早的损坏以至缩短了元件的寿命;当短路时,电力系统中部分地区的母线电压将大大降低，不仅能破坏居民家中小型电器的安全性和稳定性，也会降低工厂生产出来的精密设备的质量；更严重的是会破坏电力系统并列运行的稳定性,引起系统震荡,甚至瓦解整个系统[1] [3]。
因此，继电保护的基本任务在于:(1)有针对性地将故障元件快速、自动切除，使电力系统快速恢复正常工作状态，并且使无故障的元件破坏程度减至最少,并最大程度地保证无故障元件的正常运行。