继电保护整定计算实例

1、如图所示网络，AB、BC、BD线路上均装设了三段式电流保护，变压器装设了差动保护。已知Ⅰ段可靠系数取1.25，Ⅱ段可靠取1.15，Ⅲ段可靠系数取1.15，自起动系数取1.5,返回系数取0.85，AB线路最大工作电流200A，时限级差取0.5s，系统等值阻抗最大值为18Ω,最小值为13Ω，其它参数如图示，各阻抗值均归算至115kV的有名值，求AB线路限时电流速断保护及定时限过电流的动作电流、灵敏度和动作时间。24Ω20Ω16Ω180Ω130ΩABCDEF1.5s2s解：（1）相邻线路Ⅰ段保护动作电流确定由于D母线短路电流比C母线大，因此保护应与BD线路配合，D母线最大短路电流为：[注：理论上说AB线路的Ⅱ段既要与BC线路Ⅰ段配合，又要与BD线路Ⅰ段配合，由于BD线路的阻抗小于BC线路，所以瞬时电流速断保护的动作电流必定大于BC线路，因此与BD线路配合后，也会满足与BC线路配合的要求。]AIkD1254)162413(3115000max.[注：计算短路电流时，电压可采用平均电压。]BD线路Ⅰ段动作电流为：AIIop1568125425.12AB线路Ⅱ段动作电流为：AIIIop1803156815.11被保护线路末端最小短路电流为：AIk1369)2418(311500023min,灵敏度为：118031369senK不满足要求。改与相邻线路Ⅱ段配合，则[注：同理，由于BD线路Ⅱ段限时电流速断保护动作电流大于BC线路，因此应与BD线路Ⅱ段配合。]AIkF363)130162413(3115000max.AIIIop54336315.13.115.25431369senK满足要求。动作时间tttIIopIIop21（2）定时限过电流保护AIIIIop40620085.05.115.11近后备灵敏度：37.34061369senK满足要求；远后备灵敏度：AIkE927)202418(2115000min.28.2406927senK满足要求。[注：远后备BC线路满足要求，必然BD也满足要求，因BC线路阻抗大于BD线路。]动作时间：stop5.312、如图所示35kV单侧电源放射状网络，确定线路AB的保护方案。变电所B、C中变压器连接组别为Ｙ，d11，且在变压器上装设差动保护，线路A、B的最大传输功率为Ｐmax＝9MW,功率因数9.0cos，系统中的发电机都装设了自动励磁调节器。自起动系数取1.3。9.4Ω10Ω12Ω30Ω30Ω6.3Ω解：暂选三段式电流保护作为AB线路的保护方案。（1）瞬时电流速断保护B母线短路最大三相短路电流AIk1310)103.6(337000)3(max.[注：发电机装设自动调节励磁器，计算短路电流时，可不考虑衰减。]AIKIkrelop1638131025.1.)3(max.灵敏度检验：最小运行方式15％处两相短路灵敏度1697)1015.04.9(237000)2(min.kI＞opI[注：按此计算能计算出保护区是否达到最小保护区，不能计算出保护区实际长度。]因此灵敏度满足要求。当需要计算出保护区长度时，可由下面计算公式求出最小保护区长度：1638)4.9(237000minZ，9.14.91638237000minZ%19%100109.1minL（2）限时电流速断保护1）1）按躲过接在B母线上的变压器低压侧母线短路整定AIk461)30103.6(337000)3(max.AIKIkmaop6004613.1.)3(max.2）2）与相邻线路瞬时电流速断保护配合AIk755)12103.6(337000)3(max.AIop108575525.115.1选以上较大值作为动作电流,则动作电流为1085A。3）3）灵敏度检验AIk954)104.9(237000)2(min.1085954senK1.25改用与变压器低压侧母线短路配合，选用动作电流600A。[注：按基本配合原则，要计算出BC线路Ⅱ段动作电流，由于从网络参数可以看出，与相邻变压器配合的动作电流大于与相邻线路配合的动作电流，所以可以直接选取与相邻变压器配合，但应注意的是，此配合方式已经是Ⅱ段与Ⅱ段配合了。]59.1600954senK＞1.25动时间取1s。(3)定时限过电流保护AIw1749.03595.031093max.[注：计算式中的0.95系数考虑电压降低5%时，输送最大功率。]AIKKKIwressrelop31985.01743.12.1.max.灵敏度校验1）按本线路末端最小二相短路电流校验99.2319954senK＞1.5[注：线路只能按两相短路条件校验灵敏度。]2）按相邻线路末端最小两相短路电流校验AIk589)12104.9(237000)2(min.85.1319589senK＞1.23）按相邻元件变压器低压侧母线短路校验（电流保护接线按两相三继电器方式）AIk432)30104.9(337000)3(min.[注：保护采用两相三继电器接线时，灵敏校验值应采用三相短路电流值。]35.1319432senK保护时限按阶梯原则，比相邻元件后备保护最大动作时间大一个时限级差△ｔ。3、网络如所示，已知：线路AB(A侧)和BC均装有三段式电流保护,它们的最大负荷电流分别为120A和100A,负荷的自起动系数均为1.8；线路AB第Ⅱ段保护的延时允许大于1s；可靠系数25.1IrelK,15.1IIrelK，2.1IIIrelK，15.1relK(躲开最大振荡电流时采用),返回系数85.0reK；A电源的15max.sAX,20min.sAX；B电源的20max.sBX，25min.sBX；其它参数如图。试决定：线路AB(A侧)各段保护动作电流及灵敏度。40Ω24Ω解：1、求瞬时速断电流保护动作电流及灵敏度AB线路是双电源的线路，因此动作电流必须大于流过A侧开关可能的最大电流。[注：不考虑采用方向元件时。]1）1）A电源在最大运行方式下,B母线最大三相短路电流AIk1210)4015(3115000)3(max.2）2）B电源在最大运行方式下，A母线最大三相短路电流AIk1110)4020(3115000)3(max.3）3）AB电源振荡时,流过A侧开关最大电流为AIk1770)402015(31150002)3(max.[注：计及两侧电源相位差为180时振荡电流为最大。]所以：AIop2040177015.119.820204021011523min.min.sopLXIEX%48.20%1004019.8%100min.ABLXX15％（2）求限时电流速断保护动作值和灵敏系数AIk1720]24)20552055[(3115000)3(max.AIBop2150172025.1.求最小分支系数min.bK：[注：由于有电源助增，流过保护安装处的短路电流不等于短路点总短路电流，因此需要计及分支影响，求保护动作值时应采用最小分支系数。]2.32540151min.bKAIKKIBopbrelop7732.3215015.1.min.25.1773602101153senK(3)求定时限过电流保护动作电流及灵敏度动作电流为：AIop30512085.08.12.1近后备灵敏度为：14.3305602101153senK＞1.5满足要求。当作为远备保护时，应采用C变电站母线两相短路的最小短路电流，并计及分支电流影响，分支系数应计最大值。最大分支系数为：42040201max.bK[注：计算灵敏系数时应采用最大分支系数。]总阻抗为：3940204020X最小两相短路电流为：AIk1470392101153)2(min.远后备灵敏度为：21.130541470senK＞1.2满足要求。4、如图所示网络中，已知：电源等值电抗521XX，80X；线路AB、BC的电抗kmX/4.01，kmX/4.10；变压器T1额定参数为31.5MVA，110／6.6kV，Ｕk＝10.5％，其它参数如图所示。试决定线路AB的零序电流保护的第Ⅰ段、第Ⅱ段、第Ⅲ段的动作电流、灵敏度和动作时限。20kmΩ50kmT1T2解：1、计算零序电流线路AB：8204.021XX；28204.10X；线路BC：20504.021XX；70504.10X；变压器T1：33.405.31/110105.0221XX。求B母线短路时的零序电流：1321XX，360X因为0X＞1X，所以)1(0kI＞)1.1(0kI故按单相接地短路作为整定条件，两相接地短路作为灵敏度校验条件。[注：可通过比较正序总阻抗与零序总阻抗的大小，选择单相接地或两相接地短路作为保护动作电流的计算条件。]0221)1.1(0XXXIIkk[注：按变压器不接地运行计算。]＝02202021.XXXXXXXXEs＝A780361313)3613361313(3115000[注：用正序等效定则求出零序量。]AIk234078033)1.1(0AIk1070)361313(3115000)1(0[注：求单相接地短路时，零序电流。因零序电流等于正序电流。]AIk3210107033)1(0在线路AB中点短路时，921XX，220XAIk12502299)2292299(3101153)1.1(0AIk3750125033)1.1(0B母线的三相短路电流AIBk5110)85(3115000)3(.求母线C短路时的零序电流：3321XX，1060XAIk8131063333)106331063333(311500033)1.1(0AIk1158)1063333(311500033)1(02、各段保护的整定计算及灵敏度校验(1)(1)零序Ⅰ段保护：IopI1.25×3210＝4010A单相接地短路：)4.14.02852(311500034010LL[注：按某点单相接地短路时，3倍零序电流等于保护定值，即可求出保护区。]所以kmL4.14＞km205.0[注：此值即为最大保护区长度。]两相接地短路：)4.12164.05(311500034010LL[注：16为电源零序阻抗的2倍。]所以L＝9km＞0.2×20km[注：此值即为最小保护区长度。]（2）零序Ⅱ段保护：AIIIop1670116025.115.14.116702340senK＞1.3满足要求。动作时限：stIIp5.00(3)零序Ⅲ段保护因为是110kV线路,可不考虑非全相运行情况,按躲开末端最大不平衡电流整定：AIIIIop48051101.05.05.125.1近后备：9.44802340senK满足要求。远后备：69.1480813senK满足要求。动作时限：stttIIIBopIIIAop15.05.0..5、网络参数如图所示，已知：系统等值阻抗10AX，30min.BX、最大阻抗为无穷大；线路的正序阻抗Ｚ1＝0.45Ω／km，阻抗角65k；线路上采用三段式距离保护，阻抗元件均采用方向阻继电器，继电器最灵敏角65sen；保护Ｂ的Ⅲ段时限为2s；线路AB、BC的最大负荷电流AIL400max.,负荷自起动系数为2，负荷的功率因数9.0cos；变压器采用差动保护，变压器容量MVA152、电压