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继电保护整定计算

附录一

1、电网元件参数计算及负荷电流计算

1.1基准值选择

基准容量：

SB100MVA

基准电压：

VBVav115kV

基准电流：

SB/

3VB

0.502kA

基准电抗：

VB/

3IB

132.25

电压标幺值：

1.05

1.2电网元件等值电抗计算

线路的正序电抗每公里均为0.4Ω/kM；负序阻抗等于正序阻抗；零序阻抗为1.2

Ω/kM；线路阻抗角为80o。

表格2.1

系统参数表

系统S最大运行方式正序阻

0.1

变压器T6（T7）容量

25MVA

抗

系统S最小运行方式正序阻

0.3

变压器T6（T7）短路电压百

10.5

抗

分比

系统S最大运行方式零序阻

0.3

抗

系统S最小运行方式零序阻

0.90

线路SC长度

50km

抗

发电机G容量

100MW线路AB长度

35km

发电机G次暂态电抗

0.129

线路BC长度

60km

电厂主变压器T容量

125MVA线路CA长度

28km

电厂主变压器T短路电压百

12.5

选题

一

分比

变压器T4（T5）容量

31.5MVA开环运行位置

变压器T4（T5）短路电压百

10.5

整定线路

分比

1.2.1输电线路等值电抗计算

（1）线路AB等值电抗计算：

正序电抗：

XAB

LAB

0.4

标幺值:

XAB

0.1059

132.25

零序阻抗：

X0.AB

LAB

1.2

标幺值:

X0.AB

0.3176

132.25

（2）线路BC等值电抗计算：

正序电抗：

XBC

LBC

0.4

标幺值:

XBC

0.1815

132.25

零序阻抗：

X0.BC

LBC

1.2

X0.BC

0.5444

标幺值:

X0.BC

132.25

（3）线路AC等值电抗计算：

正序电抗：

XAC

LAC

0.4

11.2

标幺值:

XAC

11.2

0.0847

132.25

零序阻抗：

X0.AC

LAC

1.2

33.6

标幺值:

X0.AC

33.6

0.2541

132.25

（4）线路CS等值电抗计算：

正序电抗：

XCS

LCS

0.4

标幺值:

XCS

0.1512

132.25

零序阻抗：

X0.CS

LCS

1.2

标幺值:

X0.CS

0.4537

132.25

1.2.2变压器与发电机等值电抗计算

（1）变压器T1,T2,T3等值电抗计算：

XT1

XT2

XT3

UK%

VN2

12.1

100

XT1

XT2

XT3

XT1

12.1

0.0915

132.25

（2）变压器T4,T5等值电抗计算：

XT4

XT5

UK%

VN2

100

40.333

XT4

XT5

XT4

40.3330.3050

132.25

（3）变压器T6,T7等值电抗计算：

XT6

UK%

VN2

XT7

50.82

100

XT6

50.82

XT7

0.3843

132.25

（4）发电机等值电抗计算：

XG1

XG2XG3

Xd''cosSB

0.10965

PG1

1.2.3通过断路器3的最大负荷电流

当线路LAB,LCS退出运行时，由输电线路LAC向甲乙两个变电所供电时断路器3

和断路器4上流过最大负荷电流。

P甲max

P乙max

30MVA

20MVA

IfhC.max

3115

103

0.3138kA

3UNcos

0.8V

IfhC.max

0.3138kA

0.625

0.502kA

表格2.2

等值电抗计算结果表

元件

序别

计算值

标幺值

线路LAB

正序

0.1059

零序

0.3176

线路LBC

正序

0.1815

零序

0.5444

线路LAC

正序

11.2

0.0847

零序

33.6

0.2541

线路LCS

正序

0.1512

零序

0.4537

变压器T1

正序

12.1

0.0915

零序

12.1

0.0915

变压器T2

正序

12.1

0.0915

零序

12.1

0.0915

变压器T3

正序

12.1

0.0915

零序

12.1

0.0915

变压器T4

正序

40.33

0.3050

零序

40.33

0.3050

变压器T5

正序

40.33

0.3050

零序

40.33

0.3050

变压器T6

正序

50.82

0.3843

零序

50.82

0.3843

变压器T7

正序

50.82

0.3843

零序

50.82

0.3843

发电机G1

正序

14.5

0.10965

零序

14.5

0.10965

发电机G2

正序

14.5

0.10965

零序

14.5

0.10965

发电机G3

正序

14.5

0.10965

零序

14.5

0.10965

附录二

2、保护3和4的电流保护的配置

根据保护的配置原则：

优先选择机构简单可靠，动作迅速的电流保护。

如果电流

保护无法满足电力系统的保护要求再考虑配置距离保护和零序电流保护做后备

保护。

2.1断路器3的电流保护段整定计算和校验

（1）动作电流

对输电线路，按照躲开下一条线路出口处短路可能出现的最大短路电流值进

行整定计算。

及躲开C母线处短路的最大短路电流。

在最大运行方式下，断路器

B断开为开环运行，三台发电机同时运行，与系统S断开联系。

KsetI

KrelI

Ik.C.max

取KrelI

1.3

XG1

XTI

0.109650.0915

0.06705

Ik.C.max

1.05

6.9193

XAC0.06705

0.0847

Iset.3

KrelI

Ik.C.max

1.3

6.9193

8.9951

IsetI

Iset.3

8.9951

0.502kA

4.5155kA

（2）保护范围校验

ZG.max

XG1

XT1

0.1006

0.4

0.0030246

ZB132.25

Iset.3

Ik.C.min

ZG.max

X1Lmin

Lmin0.4918km（不满足条件）

根据校验计算结果可知，电流速断保护不能满足保护要求。

分析原因可知，

AC线路太短不适合配置电流保护。

因此我放弃进行电流保护配置的整定计算，

选择给断路器3和4进行配置距离保护，并辅助零序电流保护。

附录三

3、保护3和4的距离保护的配置

3.1断路器3的距离保护整定计算和校验

图

4.1电网的等效电抗路图

查询资料：

取KrelI

0.85

KrelII

0.8,KrelIII

0.8（有变压器时取KrelII

0.7）

Kss1.5,Kre1.2

3.1.1保护3距离保护段整定计算和校验

（1）动作阻抗

对输电线路配置距离保护段，按照躲开本线路末端短路时的测量阻抗进行

整定计算。

ZsetI.3

KrelI

XAC

0.0720

ZsetI.3

9.5

（2）动作时限

tI30s（离保护段实际动作时间由保护装置和断路器固有动作时间决定）

3.1.2保护3距离保护段整定计算和校验

（1）动作阻抗按照如下条件进行配置

①按照与相邻线路保护7距离保护段相配合进行整定计算

ZsetI.7

KrelI

XCS0.1285

ZsetII.3

KrelIΙ（XAC

Kb.min

ZsetI.7）

此时分支系数

Kb.min

ZsetII.30.8（0.08470.1285）0.17056

ZsetII.3ZsetII.3ZB22.56

②按照与相邻线路保护5距离保护段相配合进行整定计算

ZsetI.5

KrelI

XCB

0.1543

ZsetII.3

KrelIΙ（XAC

Kb.minZsetI.5）

此时分支系数

Kb.min

XAC

XS.max

XCS

0.067050.08470.30.1512

XS.max

XCS

1.33

0.30.1512

ZsetII.3

0.8

（0.0847

1.33

0.1543）

0.2319

ZsetII.3ZsetII.3

30.7

③按照与相变压器低压侧短路配合进行整定计算

ZsetII

.3KrelIΙ（XAC

Kb.min

ZT6）

此时取KrelIΙ

0.7

此时分支系数

Kb.min

XAC

XS.max

XCS

0.067050.08470.30.1512

XS.max

XCS

1.33

0.30.1512

ZsetII.3

0.7

（0.0847

1.33

0.3843）0.2382

ZsetII.3ZsetII.3

31.5

综上所述：

取以上三个整定值的最小值为距离保护段整定值

即ZsetII.322.56

（2）灵敏度校验

Ksen

ZsetII.3

22.56

XAB

1.611.25（满足灵敏度要求）

（3）动作时限

tII3tI7t0.5S

能同时满足与相邻线路BC和变压器保护的配合要求。

3.1.3保护3距离保护段整定计算和校验

（1）整定阻抗

按照躲开最小负荷阻抗进行整定。

ULD.min

ZLD.min182.15

Ifh.C.max

ZLD.min

ZLD.min1.3773

因为距离保护采用的为方向阻抗继电器故：

取Krel

0.8，Kre

1.15，Kss

1.5，set

80，L30

ZsetIII.3

Kss

KrelZLD.min

0.8

182.15

131.42

Krecos（set-

L）1.51.15cos50

Zset.3

Zset.30.9937

（2）灵敏度校验

①本线路末端短路时的灵敏度系数

Ksen（.1）

Zset.3

131.42

11.7341.5

（满足要求）

XAC

11.2

②相邻线路末端短路时的灵敏度系数

要满足

（

）

Zset.3

1.2

Ksen.2

XACKb.maxZnext

当线路CS末端短路时Kb.max

Zset.3

131.42

（满足要求）

Ksen（.2）

4.211.2

XACKb.maxXCS

11.220

当发电机为最最小运行方式，系统S为最大运行方式可求出最大分支系数

Kb.max

XG.maxXAC

XS.min

XCS

1.7353

XS.min

XCS

相邻线路CB末端短路时：

Ksen（.2）

Zset.3

131.42

2.491.2（满足要求）

Kb.max

XCB

11.2

1.7353

XAC

相邻变压器低压侧短路时：

K（）

Zset.3

131.42

1.321.2（满足要求）

sen.2

Kb.max

XT6

11.2

1.7353

50.82

XAC

（3）动作时间

由于乙变电所出口后备保护动作时间为1.0S

故：

t31.02t2.0S

3.2断路器4的距离保护整定计算和校验

3.2.1保护4距离保护段整定计算和校验

（1）动作阻抗

对输电线路配置距离保护段，按照躲开本线路末端短路时的测量阻抗进

行整定计算。

ZsetI.4

KrelI

XAC

0.0720

ZsetI.4

9.5

（2）动作时间

tI40s（离保护段实际动作时间由保护装置和断路器固有动作时间决定）

由于相对断路器4没有下一级输电线路，故保护3就不需要进行第段和

第段的整定计算。

3.3距离保护的评价

（1）优点

能满足多电源复杂电网对保护动作选择性的要求；阻抗继电器是同时反应电

压的降低与电流的增大而动作的，因此距离保护较电流保护有较高的灵敏度。

其

中Ⅰ段距离保护基本不受运行方式的影响，而Ⅱ、Ⅲ段仍受系统运行方式变化的

影响，但比电流保护要小些，保护区域和灵敏度比较稳定。

（2）缺点

不能实现全线瞬动。

对双侧电源线路，将有全线的30%～40%以第Ⅱ段时限跳闸，这对稳定性有较高要求的超高压远距离输电系统来说是不能接受的；阻抗继电器本身较复杂，还增设了振荡闭锁装置，电压断线闭锁装置，因此，距离保

护装置调试比较麻烦，可靠性也相对低些。

表4.1

保护3和4距离保护的配置结果表

保护序号

项目

保护段

保护

段

保护

段

整定值

9.5

22.56

131.42

保护3

动作时间

0.5S

2.0S

灵敏度

1.61

11.734

整定值

9.5

保护4

动作时间

灵敏度

附录四

4、保护3和4的零序电流保护的配置

4.1断路器3零序电流保护的配置

在配置继电保护的时候，我们首先考虑配置距离保护作为主保护，再辅以

零序电流保护。

在最大运行方式下（三台发电机同时运行，系统处在开环运行），

系统也处在最大运行方式下，在各个线路末端短路情况下，电网的等效电路图如

下图所示。

图5.1电网的等效电路图

系统中所有变压器的接线方式为-Y接线且中性点直接接地，取变压器的零序电抗与正序电抗一样，且等效系统S也是直接接地系统。

4.1.1保护3零序电流保护段的整定计算和校验

（1）保护3零序电流保护段的整定计算

按照躲开下一级线路出口处单相或者两相接地短路时，可能出现的最大零

序短路电流进行整定计算。

图5.2K1处发生短路时的零序等值网图

Ik1.f0

（X0.T1）//（X0.AB

X0.T4）

X0.AC

Ik1.f0

1.05

3.71

0.0915

0.305

0.2541

）

//（0.3176

I0.set.3

3Krel

Ik1.f0

14.469

I0.set.3

7.26kA

（取Krel1.3）

（2）动作时间

t00t0.1S（取一段延时t0.1S,以方便躲开断路器三相不同期合闸的时

间）

4.1.2保护3零序电流保护段的整定计算和校验

（1）K2处发生接地短路时与保护5零序段相配合

图5.3K2处接地短路时零序等值网图

①K2处发生接地短路零序电流段整定计算

I0.set.3KrelI0.set.5

Kb.min

Ik2.f0

（X0.T6）//（X0.CSX0.S.max）//（X0.AC

X0.T1//（X0.AB

X0.T4））

X0.CB

Ik2.f0

1.05

1.5220

（0.384）//（0.4540.9）//（0.2541

0.0915//（0.3176

0.5444

0.305））

I0.set.53KrelIk2.f031.31.52205.9356

I0.set.5I0.set.5IB5.93560.502kA2.9797kA

（取Krel

1.3）

（X0.T6）//（X0.CS

X0.S.max）

X0.AC

X0.T1//（X0.AB

X0.T4）

Kb.min

X0.T6）//（X0.CS

（

X0.S.max）

（

0.3843

0.2541

0.0915

0.305

）

）//（0.45370.9）

//（0.3176

Kb.min

2.6797

（0.3843）//（0.45370.9）

I0.set.3

Krel

I0.set.5

1.2

5.9356

2.6580

Kb.min

2.6797

I0.set.3

I0.set.3IB

2.6580

0.502kA

1.3343kA

②K2处发生接地短路灵敏度校验

（取Krel

1.2）

I0.k1.min

3.5018

XT1

X0.AC

I0.k1.min

3.50180.502kA

1.7579kA

I0.k1.min

1.7579

（满足要求）

Ksen

I0II.set.3

3.951.5

1.3343

（2）K3处发生接地短路时与保护7零序段相配合

图5.4K3处接地短路

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