第1章 输电线路保护配置整定计算
重点 ：掌握110KV电压等级输电线路保护配置方法整定计算原
难点 ：保护整定计算
力培养求：基110KV电压等级线路保护进行整定计算
学时：4学时
保护：反映整保护元件障短延时选择切障保护称保护
备保护：保护拒动时切障保护称备保护
辅助保护：补充保护备保护足增设简单保护
线路障类型特征：
相间短路（三相相间短路二相相间短路）
接短路（单相接短路二相接短路三相接短路）
中三相相间短路障产生危害严重单相接短路常见相间短路基特征：障相流动短路电流障相间电压零保护安装处母线电压降低接短路特征：
1中性点直接接系统
特点：
①全系统出现零序电压零序电压全系统均相等
②非障线路零序电流线路电容形成零序电流超前零序电压90°
③障线路零序电流全系统非障元件线路电容形成零序电流滞零序电压90°显然母线出线愈时障线路流零序电流愈
④障相电压（金属性障）零非障相电压升高正常运行时相间电压
⑤障线路非障线路电容电流方相
中性点直接接系统中线路单相障反应零序电压出现构成零序电压保护反应零序电流构成零序电流保护反应零序功率方构成零序功率方保护
2中性点直接接系统
接时零序分量特点：
①障点零序电压高离障点越远处零序电压越低中性点接变压器处零序电压零
②零序电流分布决定输电线路零序阻抗中性点接变压器零序阻抗电源数目位置关
③电力系统运行方式变化时果输电线路中性点接变压器数目变零序阻抗零序等效网络变电力系统正序阻抗负序阻抗着系统运行方式变化间接影响零序分量
④发生障线路两端零序功率方正序功率方相反零序功率方实际线路流母线
二保护配置
电流接系统（35KV）输电线路般采三段式电流保护反应相间短路障电流接系统没接点单相接短路仅视异常运行状态般利母线绝缘监察装置发信号运行员分区停电寻找接设备变电站讲母线出线回路数较涉供电连续性问题般采零序电流零序方保护反应接障
短线路运行方式变化较时考虑Ⅰ段保护仅Ⅱ段+Ⅲ段保护分作保护备保护
110KV输电线路般采三段式相间距离保护作相间短路障保护方式采阶段式零序电流保护作接短路保护方式极非常短线路必考虑采差保护作保护
注意：
1双侧电源输电线路反方短路时果保护失选择性话应该增设方元件构成方电流保护
2变压器——线路组接线时线路视变压器绕组引出线单独设置保护
3保护配置没定反应象出现障满足保护四基求方案济方案种保护灵敏度应满足规程求否应改换保护方式
三三段式电流保护整定计算
1瞬时电流速断保护
整定计算原：躲开条线路末端短路电流
整定计算公式：
式中：
Iact——继电器动作电流
Kc——保护接线系数
IkBmax——运行方式保护区末端B母线处三相相间短路时流保护短路电流
K1rel——系数般取12～13
I1op1——保护动作电流次侧数值
nTA——保护安装处电流互感器变
灵敏系数校验：
式中：
X1——线路单位阻抗般04ΩKM
Xsmax——系统短路阻抗
求保护范围低15～20线路全长允许
2限时电流速断保护
整定计算原：
超出相邻元件瞬时速断保护范围保护1限时电流速断保护动作电流保护2瞬时速断保护动作电流保证元件首端短路时保护动作选择性保护1动作时限应该保护2：
式中：
KⅡrel——限时速断保护系数般取11～12
△t——时限级差般取05S
灵敏度校验：
规程求：
3定时限电流保护
定时限电流保护般作备保护求作线路保护备
相邻线路元件远备
动作电流躲负荷电流整定
式中：
KⅢrel——系数般取115～125
Krel——电流继电器返回系数般取085～095
Kss——电动机起动系数般取15～30
动作时间阶梯原递推
灵敏度分备远备进行计算
式中：
Ikmin——保护区末端短路时流保护短路电流：运行方式两相相间短路电流
求：作备时Ksen≥13～15
作远备时Ksen≥12
注意：作备时灵敏系数校验点取条线路末端作远备时灵敏系数校验点取相邻元件线路末端
4三段式电流保护整定计算实例
图示单侧电源放射状网络ABBC均设三段式电流保护已知：1）线路AB长20km线路BC长30km线路电抗公里04欧姆2)变电BC中变压器连接组Yd11变压器装设差动保护3）线路AB传输功率95MW功率数09起动系数取134）T1变压器算保护线路电压等级阻抗28欧5）系统电抗79欧系统电抗45欧试AB线路保护进行整定计算校验灵敏度
解：
（1）短路电流计算
注意：短路电流计算值注意算保护安装处电压等级否会出现错误双侧甚侧电源网络中应取流保护短路电流值限系统中短路电流数值会时间衰减整定计算灵敏度校验时精确计算应取相应时间处短路电流数值
B母线短路三相两相短路电流：
1590（A）
1160（A）
C母线短路电流：
E母线短路电流：
整定计算
①保护1Ⅰ段定值计算
工程实践中应根保护安装处TA变折算出电流继电器动作值便设定
保护范围校验：
349KM
满足求
②保护1限时电流速断保护
躲变压器低压侧母线短路电流整定：
相邻线路瞬时电流速断保护配合
115×125×840
1210A
选述计算较值动作电流计算值动作时间05S
灵敏系数校验：
见相邻线路配合满足求改变压器配合
③保护1定限时电流保护
躲AB线路负荷电流整定：
5018A
动作时限阶梯原推处假定BC段保护时限15ST1保护动作时限05S该保护动作时限15+0520S
灵敏度校验：
备时：
远备时：
注意：作T1远备
四距离保护整定计算
相间距离保护采阶段式保护三段式距离保护整定计算原三段式电流保护基相
1相间距离Ⅰ段保护整定
相间距离保护第Ⅰ段动作阻抗：
系数取08～085
保护象线路变压器组动作阻抗：
果整定阻抗角线路阻抗角相等保护区保护线路全长80～85
2相间距离Ⅱ段保护整定
相间距离Ⅱ段应相邻线路相间距离第Ⅰ段相邻元件速动保护配合
①相邻线路第Ⅰ段配合
动作阻抗：
式中：
Kbmin——分支系数
KⅡrel——系数般取08
关分支系数：
助增分支（保护安装处障点电源注入保护测量阻抗增）
B汲出分支（保护安装处障点负荷引出保护测量阻抗减）
Znp1——引出负荷线路全长阻抗
Znp2——影响线路全长阻抗
Zset——影响线路距离Ⅰ段保护整定阻抗
汲出系数1数值
C助增分支汲出分支时存时
总分支系数助增系数汲出系数相
例题：分支系数计算
已知线路正序阻抗045ΩKM 行线路70kmMN线路40km距离Ⅰ段保护系数取085M侧电源阻抗ZsMmax25Ω等值阻抗ZsMmin20ΩN侧电源ZsNmax25Ω等值阻抗分ZsNmin15Ω
试求MN线路M侧距离保护分支系数
解：
（1）求分支系数
助增系数：
汲出系数：
汲出系数1
总分支系数：
（2）求分支系数
助增系数：
252
汲出系数：
总分支系数：
②相邻元件速动保护配合
灵敏度校验：
求：≥13～15
灵敏系数满足求相邻Ⅱ段配合动作阻抗
动作时间：
3相间距离Ⅲ段保护整定
整定计算原：躲负荷阻抗整定
①躲负荷阻抗整定
系数取12～13全阻抗继电器返回系数取115～125
测量元件采方阻抗继电器：
Ψlm——方阻抗继电器灵敏角
Ψld——负荷阻抗角
②灵敏度校验
备时：
求≥13～15
远备时：
求≥12
注意：动作阻抗次侧计算值工程实践中应换算成继电器整定值：
五阶段式零序电流保护整定
三段式零序电流保护原理接线图
1零序电流速断保护
反应相间短路障电流保护相似零序电流保护反应电流中零序分量躲保护线路末端接短路时保护安装处测量零序电流整定
保护动作速度快动作值应断路器三相触头时闭合非全相运行伴振荡等现象产生零序电流配合保证选择性非全相振荡条件整定定值高灵敏度满足求
措施：通常设置两速断保护灵敏Ⅰ段条件①②整定灵敏Ⅰ段条件③整定出现非全相运行时闭锁灵敏Ⅰ段
2限时零序电流速断保护
基原理相间短路时阶段式电流保护相赘述灵敏度满足求时：采相邻线路零序Ⅱ段配合动作电流动作时间均配合
3零序电流保护
动作电流整定条件：
①躲级线路相间短路时衡电流
②零序Ⅲ段保护间灵敏度逐级配合
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重点 ：掌握110KV电压等级输电线路保护配置方法整定计算原
难点 ：保护整定计算
力培养求：基110KV电压等级线路保护进行整定计算
学时：4学时
保护：反映整保护元件障短延时选择切障保护称保护
备保护：保护拒动时切障保护称备保护
辅助保护：补充保护备保护足增设简单保护
线路障类型特征：
相间短路（三相相间短路二相相间短路）
接短路（单相接短路二相接短路三相接短路）
中三相相间短路障产生危害严重单相接短路常见相间短路基特征：障相流动短路电流障相间电压零保护安装处母线电压降低接短路特征：
1中性点直接接系统
特点：
①全系统出现零序电压零序电压全系统均相等
②非障线路零序电流线路电容形成零序电流超前零序电压90°
③障线路零序电流全系统非障元件线路电容形成零序电流滞零序电压90°显然母线出线愈时障线路流零序电流愈
④障相电压（金属性障）零非障相电压升高正常运行时相间电压
⑤障线路非障线路电容电流方相
中性点直接接系统中线路单相障反应零序电压出现构成零序电压保护反应零序电流构成零序电流保护反应零序功率方构成零序功率方保护
2中性点直接接系统
接时零序分量特点：
①障点零序电压高离障点越远处零序电压越低中性点接变压器处零序电压零
②零序电流分布决定输电线路零序阻抗中性点接变压器零序阻抗电源数目位置关
③电力系统运行方式变化时果输电线路中性点接变压器数目变零序阻抗零序等效网络变电力系统正序阻抗负序阻抗着系统运行方式变化间接影响零序分量
④发生障线路两端零序功率方正序功率方相反零序功率方实际线路流母线
二保护配置
电流接系统（35KV）输电线路般采三段式电流保护反应相间短路障电流接系统没接点单相接短路仅视异常运行状态般利母线绝缘监察装置发信号运行员分区停电寻找接设备变电站讲母线出线回路数较涉供电连续性问题般采零序电流零序方保护反应接障
短线路运行方式变化较时考虑Ⅰ段保护仅Ⅱ段+Ⅲ段保护分作保护备保护
110KV输电线路般采三段式相间距离保护作相间短路障保护方式采阶段式零序电流保护作接短路保护方式极非常短线路必考虑采差保护作保护
注意：
1双侧电源输电线路反方短路时果保护失选择性话应该增设方元件构成方电流保护
2变压器——线路组接线时线路视变压器绕组引出线单独设置保护
3保护配置没定反应象出现障满足保护四基求方案济方案种保护灵敏度应满足规程求否应改换保护方式
三三段式电流保护整定计算
1瞬时电流速断保护
整定计算原：躲开条线路末端短路电流
整定计算公式：
式中：
Iact——继电器动作电流
Kc——保护接线系数
IkBmax——运行方式保护区末端B母线处三相相间短路时流保护短路电流
K1rel——系数般取12～13
I1op1——保护动作电流次侧数值
nTA——保护安装处电流互感器变
灵敏系数校验：
式中：
X1——线路单位阻抗般04ΩKM
Xsmax——系统短路阻抗
求保护范围低15～20线路全长允许
2限时电流速断保护
整定计算原：
超出相邻元件瞬时速断保护范围保护1限时电流速断保护动作电流保护2瞬时速断保护动作电流保证元件首端短路时保护动作选择性保护1动作时限应该保护2：
式中：
KⅡrel——限时速断保护系数般取11～12
△t——时限级差般取05S
灵敏度校验：
规程求：
3定时限电流保护
定时限电流保护般作备保护求作线路保护备
相邻线路元件远备
动作电流躲负荷电流整定
式中：
KⅢrel——系数般取115～125
Krel——电流继电器返回系数般取085～095
Kss——电动机起动系数般取15～30
动作时间阶梯原递推
灵敏度分备远备进行计算
式中：
Ikmin——保护区末端短路时流保护短路电流：运行方式两相相间短路电流
求：作备时Ksen≥13～15
作远备时Ksen≥12
注意：作备时灵敏系数校验点取条线路末端作远备时灵敏系数校验点取相邻元件线路末端
4三段式电流保护整定计算实例
图示单侧电源放射状网络ABBC均设三段式电流保护已知：1）线路AB长20km线路BC长30km线路电抗公里04欧姆2)变电BC中变压器连接组Yd11变压器装设差动保护3）线路AB传输功率95MW功率数09起动系数取134）T1变压器算保护线路电压等级阻抗28欧5）系统电抗79欧系统电抗45欧试AB线路保护进行整定计算校验灵敏度
解：
（1）短路电流计算
注意：短路电流计算值注意算保护安装处电压等级否会出现错误双侧甚侧电源网络中应取流保护短路电流值限系统中短路电流数值会时间衰减整定计算灵敏度校验时精确计算应取相应时间处短路电流数值
B母线短路三相两相短路电流：
1590（A）
1160（A）
C母线短路电流：
E母线短路电流：
整定计算
①保护1Ⅰ段定值计算
工程实践中应根保护安装处TA变折算出电流继电器动作值便设定
保护范围校验：
349KM
满足求
②保护1限时电流速断保护
躲变压器低压侧母线短路电流整定：
相邻线路瞬时电流速断保护配合
115×125×840
1210A
选述计算较值动作电流计算值动作时间05S
灵敏系数校验：
见相邻线路配合满足求改变压器配合
③保护1定限时电流保护
躲AB线路负荷电流整定：
5018A
动作时限阶梯原推处假定BC段保护时限15ST1保护动作时限05S该保护动作时限15+0520S
灵敏度校验：
备时：
远备时：
注意：作T1远备
四距离保护整定计算
相间距离保护采阶段式保护三段式距离保护整定计算原三段式电流保护基相
1相间距离Ⅰ段保护整定
相间距离保护第Ⅰ段动作阻抗：
系数取08～085
保护象线路变压器组动作阻抗：
果整定阻抗角线路阻抗角相等保护区保护线路全长80～85
2相间距离Ⅱ段保护整定
相间距离Ⅱ段应相邻线路相间距离第Ⅰ段相邻元件速动保护配合
①相邻线路第Ⅰ段配合
动作阻抗：
式中：
Kbmin——分支系数
KⅡrel——系数般取08
关分支系数：
助增分支（保护安装处障点电源注入保护测量阻抗增）
B汲出分支（保护安装处障点负荷引出保护测量阻抗减）
Znp1——引出负荷线路全长阻抗
Znp2——影响线路全长阻抗
Zset——影响线路距离Ⅰ段保护整定阻抗
汲出系数1数值
C助增分支汲出分支时存时
总分支系数助增系数汲出系数相
例题：分支系数计算
已知线路正序阻抗045ΩKM 行线路70kmMN线路40km距离Ⅰ段保护系数取085M侧电源阻抗ZsMmax25Ω等值阻抗ZsMmin20ΩN侧电源ZsNmax25Ω等值阻抗分ZsNmin15Ω
试求MN线路M侧距离保护分支系数
解：
（1）求分支系数
助增系数：
汲出系数：
汲出系数1
总分支系数：
（2）求分支系数
助增系数：
252
汲出系数：
总分支系数：
②相邻元件速动保护配合
灵敏度校验：
求：≥13～15
灵敏系数满足求相邻Ⅱ段配合动作阻抗
动作时间：
3相间距离Ⅲ段保护整定
整定计算原：躲负荷阻抗整定
①躲负荷阻抗整定
系数取12～13全阻抗继电器返回系数取115～125
测量元件采方阻抗继电器：
Ψlm——方阻抗继电器灵敏角
Ψld——负荷阻抗角
②灵敏度校验
备时：
求≥13～15
远备时：
求≥12
注意：动作阻抗次侧计算值工程实践中应换算成继电器整定值：
五阶段式零序电流保护整定
三段式零序电流保护原理接线图
1零序电流速断保护
反应相间短路障电流保护相似零序电流保护反应电流中零序分量躲保护线路末端接短路时保护安装处测量零序电流整定
保护动作速度快动作值应断路器三相触头时闭合非全相运行伴振荡等现象产生零序电流配合保证选择性非全相振荡条件整定定值高灵敏度满足求
措施：通常设置两速断保护灵敏Ⅰ段条件①②整定灵敏Ⅰ段条件③整定出现非全相运行时闭锁灵敏Ⅰ段
2限时零序电流速断保护
基原理相间短路时阶段式电流保护相赘述灵敏度满足求时：采相邻线路零序Ⅱ段配合动作电流动作时间均配合
3零序电流保护
动作电流整定条件：
①躲级线路相间短路时衡电流
②零序Ⅲ段保护间灵敏度逐级配合
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