继电保护及安全自动装置的整定计算.docx

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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第55页 共55页第二章 继电保护及安全自动装置的整定计算第一节 概述一、 整定计算的基本任务继电保护及安全自动装置（以下简称继电保护）整定计算的基本任务，就是要对各种继电保护给出整定值；而对电力系统中的全部继电保护来说，则需编制出一个整定方案。整定方案通过可按电力系统的电压等级或设备来编制，还可按继电保护的功能划分成小的方案分别进行。例如，一个220KV电网的继电保护整定方案，可分为相间距离保护方案、接地零序电流保护方案、重合闸方案、线路纵联保护方案、主设备保护方案等。这些方案之间既有相对的独立性，又有一定的配合关系。二、 整

2、定计算的步骤进行整定计算的步骤大致如下：（1）按电力系统接线图，拟定继电保护的配置选型。（2）按继电保护功能分类拟定短路计算的运行方式，选择短路类型，选择分支系数的计算条件。（3）绘制电力系统阻抗图，包括正序、负序、零序三个序网。合理地假设系统中某一地点短路，进行短路故障计算，录取结果。（4）按同一功能的保护进行整定计算，如按距离保护或按零序电流保护分别进行的整定计算。（5）对整定结果分析比较，重复修改，以选出最佳方案。最后应归纳出存在的问题，并提出运行要求（包括对运行方式的要求及继电保护运行改变的要求）。（6）画出保护配置图。（7）编写整定方案说明（报告）书，除了应包括电力系统参数表、互感器

3、型号及参数表、继电保护类型及定值表外，一般还应包括以下内容：1）方案编制时间、电力系统概况。2）电力系统运行方式选择原则及变化限度。3）主要的、特殊的整定原则。4）方案存在的问题及对策。5）继电保护的运行规定，如保护的停、投、改变定值、改变使用要求以及对运行方式的限制要求等。6）方案的评价及改进方向。三、运行方式的选择原则继电保护整定计算用的运行方式，是在电力系统确定好远行方式的基础上、在不影响继电保护的保护效果的前提下，为提高继电保护对运行方式变化的适应能力而进一步选择的，特别是有些问题主要是由继电保护方面考虑决定的。例如，确定变压器中性点是否接地运行，当变比器绝缘性能没有特殊规定时，则应以

4、考虑改善零序电流保护性能来决定。整定计算用运行方式选择合理与否。不仅影响继电保护的保护效果，也会影响继电保护配置和选型的正确性。确定运行方式变化的限度，就是确定最大和最小运行方式，它应以满足常见运行方式为基础、在不影响保护效果的前提下，适当加大变化范围。其一般原则如下：（1）必须考虑抢修与故障两种状态的重叠出现，但不考虑多种重叠。（2）不考虑极少见的特殊方式。因为出现特殊方式的几率较小，不能因此恶化了绝大部分时间的保护效果。必要时，可采取临时的特殊措施加以解决。1.发电机、变压器运行变化限度的选择原则发电机、变压器运行变化限度有如下选择原则：（1）一个发电厂有两台机组时，一般应考虑全停方式，即

5、一台机组在检修中另一台机组又出现故障；当有三台以上机组时，则应选择其中两台容量较大机组同时停用的方式，对水力发电厂的机组，还应结合水库运行特性选择，如调峰、蓄能、用水调节发电等。（2）一个厂、站的母线上无论接有几台变压器，一般应考虑其中容量最大的一台停用。因变压器运行可靠性较高，检修与故障重选出现的几率很小。但对于发电机变压器组来说，则应服从于发电机的投停变化。2.中性点直接接地系统中变压器中性点接地的选择原则中性点直接接地系统中变压器中性点接地的选择原则是：（1）发电厂及变电所低压侧有电源的变压器，中性点均应接地运行，以防止出现不接地系统的工频过电压状态。如事前确定不能接地运行，则应采取其他

6、防止工频过电压的措施。（2）自耦型和有绝缘要求的其他型变压器，其中性点必须接地运行。（3）T接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。当T按变压器低压侧有电源时，则应采取防止工频过电压的措施。（4）为防止操作过压，在操作时应临时将变压器中性点接地，操作完毕后再断开。这种情况不按接地运行考虑。3.线路运行变化限度的选择线路运行变化限度的选择有以下几点：（1）一个厂、站母线上接有多条线路，一般应考虑一条线路检测，另一条线路又遇故障的方式。（2）双回线一般不考虑同时停用。（3）相隔一个厂、站的线路，必要时，可考虑与上述（1）的条件重叠。4.流过保护的最大、最小短路电流计算方式的选择（1）相间保护。对单侧

7、电源的辐射形网络，流过保护的最大短路电流出现在最大运行方式下，即选择所有机组、变压器、线路全部投入运行的方式。而最小短路电流，则出现在最小运行方式下。对于双侧电源的网络，一般（当取Z1=Z2时）与对侧电源的运行变化无关，可按单侧电源的方法选择。对于环状网络中的线路和。流过保护的最大短路电流应选开环运行方式，开环点应选在所整定保护线路的相邻下一级线路上。而对于最小短路电流，则应选闭环运行方式。同时，再合理地停用该保护背后的机组、变压器及线路。（2）零序电流保护。对于单侧电源的辐射网路，流过保护的最大零序电流与最小零序电流，其选择方法可参照（1）中所述。只是要注意变压器接地点的变化。对于双侧电源的

8、网路及环状网路，同样也参照（1）中所述。其重点也是考虑变压器接地点的变化。5.选取流过保护最大负荷电流的方法按负荷电流整定的保护，需要考虑各种远行方式变化时出现的最大负荷电流考虑到以下的运行变化：（1）备用电源自投引起的负荷增加。（2）并联运行线路的减少，负荷转移。（3）环状网路的开环运行，负荷转移。（4）对于双侧电源的线路，当一侧电源突切除发电机，引起另一侧负荷增加。四、整定配合的基本原则电力系统中的继电保护是按断路器配置装设的，因此继电保护必须按断路器分级进行整定。继电保护的分级是按保护的正方向来划分的，要求按保护的正方向各相邻的上、下级保护之间实现配合协调，以达到选择性的目的。这是继电保

9、护整定配合的总原则。在继电保护整定计算时，应按该保护在电力系统运行全过程中均能正确工作来设定整定计算机的条件。举例来说，对于相电流过流保护，其任务是切除短路故障，但它在电力系统运行中将会遇到各种运行状态（包括短路、振荡、负荷自起动、重合闸等），除了在其保护范围内发生短路故障时应该动作外，在其他任何运行状态下它都不应动作。因此，在进行相电流过流保护整定计算时，就必须考虑并满足可能遇到的各种运行状态。当保护装置已经具有防止某种运行状态下误动作的功能时，则整定计算就不再考虑该运行状态下的整定条件。总之，归纳起来整定计算时应考虑的运行状态有：（1）短路（三相短路、两相短路、单相接地、两相接地短路）及复

10、故障。（2）断线及非全相运行。（3）振荡。（4）负荷电动机自起动。（5）变压器励磁涌流。（6）发电机失磁、失步。（7）重合闸及手动合闸，备用电源（设备）自动投入和。（8）不对称、不平衡负荷。（9）保护的正、反方向短路。继电保护的整定计算方法按保护构成原理分为两种。第一种是以差动为基本原理的保护，包括发电机、变压器、母线等差动保护，各种纵联方式 的线路保护，如高频保护。它们在原理上具备了区分内、外部故障的能力，保护范围固定不变，而且它们的整定值与相邻保护没有配合关系，具有独立性，整定计算也比较简单。第二种阶段式保护，它们的整定值要求与相邻的上、下级保护之间有严格的配合关系，而它们的保护范围又随电

11、力系统运行方式的改变而变化，所以阶段式保护的整定计算是比较复杂的，整定结果的可选性也是比较多的。阶段式保护的整定配合应注意以下几方面：（1）相邻上、下级保护之间的配合有三个要点：第一，在时间上应有配合，即上一级保护的整定时间应比与其相配合的下一级保护的整定时间大一个时间差t；第二，在保护范围上有配合，即对同一故障点而言，上一级保护的灵敏系数应低于下一级保护的灵敏系数；第三，上、下级保护的配合一般是按保护正方向进行的，其方向性一般由保护的方向特性或方向元件来保证。对于电流保护，为了提高其保护的可靠性，对其中的某一段保护如果它的整定值已能与反方向相应保护段配合时，应该取消方向元件对该段保护的控制。

12、一般不按保护的反方向进行配合并增大整定值的配合。（2）多段保护的整定应按保护段分段进行。第I段（一般指无时限保护段）保护通常按保护范围不伸出被保护对象的全部范围整定。其余的各段均应按上、下级保护的对应段进行整定配合。所谓对应段是指上一级保护的段与下一级保护的I段相对应。同理类推其他保护段。当这样整定的结果不能满足灵敏度的要求时，可不按对应保护段整定配合，即上一级保护的段与下一级保护的段配合，或与段配合。同理，其余各段保护亦按此方法进行，直至各段保护均整定完毕。应当提出，多段式保护的最后一段，还可以采用各级保护最后一段之间相配合的方法。这种方法的优点是提高了保护的远后备性能，缺点则是整定时间过长

13、，甚至达到不可接受的程度。特别是在环网中还有循环配合无终止的弊病，以致无法取得整定结果。实际上，为了取得较好的整定方案，以上几种整定配合方法总是交错使用的，经过分析比较后才能最后确定整定值。所以，这也是多段式保护整定比较复杂的原因之一。（3）一个保护与相邻的几个下一级保护整定配合或一种保护需按满足几个条件进行整定时，均应分别进行整定取得几个整定值，然后在几个整定值中选取最严重的数值为选定的整定值。具体来说，对反映故障量增大而动作的保护，应选取其中的最大值，对反映故障量减小而动作的保护，应选取其中的最小值。保护的动作时间则总是选取各条件中最长的时间为整定值。（4）多段式保护的整定，应以改善提高主

14、保护性能为主，兼顾后备性。当主保护段保护效果比较好时，可以尽量提高后备保护的作用。（5）整个电网中阶段式保护的整定方法。首先，对电网中所有线路的第一段保护进行整定计算；然后，再依次进行所有线路的第二段保护整定计算工，直至全网各段保护全部整定完毕。（6）具有相同功能的保护之间进行配合整定。例如相间保护与相间保护进行配合，接地保护与接地保护进行配合。在特殊情况下，若不同功能的保护同时反应了一种故障，这种情况应防止无选择性的越级动作。举例来说，在线路上发生了相间短路，相邻上一级的零序电流保护某一段因不平衡电流过大而误动作，此时可通过提高该段保护的整定值来加以防止。（7）判定电流保护是否使用元件的方法

15、。主要有：1）在同一母线的两侧，取具有相同整定时间的保护段，比较其动作电流。对于动作电流小者，应使用方向元件；动作电流大者，不使用方向元件；若相比的两个动作电流相等或相近（两个动作电流相差不大于5%），则两侧的保护段均要使用方向元件。2）同一母线两侧的保护，若没有相同的整定时间段时，则改为与对侧中比本侧低一个时间级差（没有低一个时间级差的可选取低两个时间级差的，余之类推）的保护段相比，两者中动作电流小者使用方向元件，动作电流大者可不用方向元件。第二节 35KV及以下中性点非直接接地电网中线路保护的配置与整定计算35KV（包括66KV）及以下中性点非直接接地电网线路的相间短路保护必须动作于断路器

16、跳闸，单相接地时，由于接地电流小，三相电压仍能保持平衡，对用户没有很大影响。因此，单相接地保护一般动作于信号，但单相接地对人身和设备的安全产生危害时，就应动作于断路器跳闸。一、 相间短路的电流、电压保护根据有关规程，相间短路保护应按下列原则配置：保护的电流回路的电流互感器采用不完全星形接线，各线路保护用电流互感器均装设在A、C两相上，以保护在大多数两点接地情况下只切除一个故障接地点；采用远后徊保护方式；线路上发生短路时，如厂用电或重要用户的母线电压低于50%60%的额定电压时，应快速切除故障，以保证非故障部分的电动机能继续运行。相间短路的电流电压保护通常是三段式保护。第段为无时限电流速断保护或

17、无时限电流闭锁电压速断保护；第段为带时限电流速断保护或带时限电流闭锁电压速断保护；第段为过电流保护或低电压闭锁的过电流保护。但根据被保护线路在电网中的地位，在能满足选择性、灵敏性和速动性的前提下，也可只装设、段，、或只装设第段保护。在进行保护设计时，需要注意的是：（1）对于带电抗器的单侧电源线路，如其断路器不能切断电抗器前是短路，则不应装设电流速断保护。此时，应由母线保护或其他保护切除电抗器前的故障。（2）鉴于目前中性点非直接接地电网线路多为馈线，双侧电源线路上多见于发电厂厂用电源线，线路长度较短，可装设带方向或不带方向的电流速断保护和过电流保护。如不能满足选择性、灵敏性或速动性要求时，可考虑

18、采用短线路纵联差动保护（整定见本节之三）整定计算一般包括动作值的整定，灵敏度校验和动作时限的整定三部分。（一）无时限电流速断保护的整定计算1.动作电流的整定原则（1）按躲本线路末端故障整定。为了保证外部短路时，无时限电流速断保护不动作，其动作电流应躲过外部短路时的最大短路电流，即IIop=KrelIk.max (2-1) 式中Ik.max本线路末端短路时最大短路电流； Krel可靠系数，取1.21.3（2）按与相邻变压器保护配合整定。当相邻元件为变压器时，可以采取与变压器保护配合的方式整定以扩大保护范围。其中：1）当变压器采用纵差保护时IIop=KrelIk.max (2-2)式中Ik.max

19、变压器低压侧母线短路时，流过本线路的最大短路电流； Krel可靠系数，取1.31.42）当变压器采用无时限电流速断保护时IIop=KrelIop.T (2-3)式中Iop.T并列运行变压器的电流速断定值；Krel可靠系数，取1.1。须指出，当变压器高压侧短路时，线路会被无选择性切除，扩大了事故停电范围，为此应采用自动重合闸加以补救。2.灵敏度校验按本线路末端故障整定的电流速断保护，灵敏度通常用保护范围来衡量。根据保护区末端两相短路时短路电流与动作电流相等可以得出最小保护范围为 (2-4a) 式中Es系统等效相电势； z1单位长度线路正序阻抗；系统最小运行方式时的等值阻抗。同理可得最大运行方式下

20、三相短路时的最大保护范围为 （2-4b）式中系统最大运行方式时的等值阻抗。要求最小保护范围不小于本线路全长的15%；最大保护范围不小于本线路全长的50%。对第（2）种情况，灵敏度按下式计算为 （2-5）式中Ik.min系统最小运行方式下，在被保护线路末端两相短路时，流过保护的最小短路电流。3.动作时限的整定无时限电流速断保护动作时间仅为保护固有动作时间，整定时限为0s。（二）无时限电流闭锁电压速断保护的整定计算当无时限电流速断保护的灵敏度不满足要求时，可采用无时限电流闭锁电压速断保护，以提高保护的灵敏度。该保护的测量元件由电流继电器和电压继电器共同组成。它们的触点构成“与”门逻辑关系，只有当两

21、个继电器都动作时，才能作用于断路器跳闸。保护的整定原则与无时限电流速断保护一样，躲开被保护线路外部故障。由于它采用了两个测量元件，因此在外部短路时，只要有一个测量元件不动作，保护就能保证选择性。保护的整定方法是保证在经常运行方式时，有较大的保护范围。因此，保护的动作电流为 （2-6）式中 Es系统等效相电势； Zs系统正常运行方式下的等值阻抗； z1线路单位长度的正序阻抗； l1经常运行方式下保护范围长度，一般取0.8倍线路全长。 就是系统经常运行方式下，保护区末端三相短路时的短路电流。按保护范围相等整定，此时低电压元件也应刚好动作，所以它动作电压为 （2-7）在被保护线路外部短路时，保护不会

22、误动作。在较经常运行方式大的运行方式下，保护的选择性由低电压元件来保证；反之，由电流元件保证。（三）带时限电流速断保护的整定计算为了保证选择性，带时限电流速断保护的整定值必须与相邻元件的保护配合，通常是与相邻元件的无时限电流速断保护配合。它的整定计算与电网的结构和相邻元件的保护类型有关。1.动作电流的整定原则（1）相邻线路装有无时限电流速断保护时 （2-8）式中 相邻线路无时限电流速断保护的动作电流； 可靠系数，取1.11.2。（2）相邻线路装有无时限闭锁电压速断保护时，保护动作电流的整定必须与其电流元件和电压元件的动作值都配合，并取大者为整定值。其中：1）与电流元件配合时，可按式（2-8）计

23、算，但式中的应改用相邻线路无时限电流闭锁电压速断保护电流元件的动作电流。2）与电压元件配合时 （2-9）式中 相邻线路电压元件最小保护区末端短路时，流经被保护线路的最大短路电流； 可靠系数，取1.11.2。2.灵敏度校验带时限电流速断保护的灵敏度按下式计算 （2-10）式中 被保护线路末端短路时，流经保护最小短路电流。灵敏度不满足要求时，可与相邻线路第段保护配合，即 （2-11）式中 相邻线路带时限电流速断保护的动作电流； 可靠系数，取1.11.2。3.动作时限的整定当与相邻线路电流段保护配合时，动作时限为 （2-12）式中 相邻线路段保护动作时限，按0s计； 时限级差，一般取0.5s。当与相

24、邻线路电流段保护配合时，动作时限为 （2-13）式中相邻线路段保护动作时限。（四）定时限过电流保护整定计算1.按躲过线路可能流过的最大负荷电流整定 （2-14）式中通过保护的最大负荷电流； 可靠系数，取1.151.25； 返回系数，取0.85；负荷自起动系数，取25。2.灵敏度校验（1）作近后备时 （2-15）式中被保护线路末端短路时，流过保护的最小短路电流。 （2）作远后备时 （2-16）式中相邻元件末端短路时，流过保护的最小短路电流。3.动作时限的鉴定原则按阶梯原则整定，即 （2-17）式中相邻元件过电流保护的最大延时。（五）低电压闭锁过电流保护的整定计算当采用过电流保护不能满足灵敏度要求

25、时，可采用低电压闭锁的过电流保护。其整定计算方法如下：1.电流元件动作电流的计算 （2-18）式中过流保护的正常负荷电流；其他符号代表的意义与式（2-14）相同。2.电压元件动作电压的计算 （2-19）式中最小工作线电压； 额定线电压； 可靠系数，取0.9； 返回系数，取1.15。3.电流元件的灵敏度校验按式（2-15）和式（2-16）进行校验。4.电压元件的灵敏度校验 （2-20）式中被保护线路末端短路时，保护安装处的最大剩余电压。5.动作时间的整定动作时间的整定按阶梯原则进行。上面所计算的各种保护的动作电流和动作电压的一次数值，如果要求计算二次侧动作值，可按下述两式进行：二次动作电流为 （

26、2-21）式中动作电流一次值；电流互感器的接线系数，采用星形接线时，取1；采用三角形接线时，取；电流互感器变比。二次动作电压为 （2-22）式中动作电压的一次值； 电压互感器变比。此外，对于经常出现过负荷的电缆线路或电缆与架空线的混合线路应装设过负荷保护。其动作电流按下式计算 （2-23）式中 可靠系数，取1.05； 返回系数，取0.85； 电缆线路的额定电流。过负荷保护一般以长延时动作于信号。鉴于中性点非直接接地电网中环形网络、并列运行平行线路的情况较少出现，本书不再介绍相关保护的配置与整定。二、单相接地零序电流保护中性点不接地系统发生单相接地时，由于接地电流小，一般只在发电厂和变电所的母线

27、上装设单相接地监视装置。监视装置反应零序电压，动作于信号。对有条件安装零序电流互感器的线路，如电缆线路或经电缆引出的架空线路，当单相接地电流能满足保护的选择性和灵敏性要求时，应装设动作于信号的零序电流保护或零序功率方向保护；如不能安装零序电流互感器（如架空线），而单相接地保护能够躲过电流回路中不平衡电流的影响，例如单相接地电流较大，或保护反应接地电流的暂态值等，也可将保护装置接于三相电流互感器构成的零序回路中。对于中性点经消弧线圈接地的电网，根据其短路时零序电流特点，无法利用零序电流保护或零序功率方向保护判别出故障线路，因此这种情况下接地保护可考虑采用绝缘监视或利用单相接地时产生的高次谐波（以

28、五次谐波为主）及过渡过程等特点构成的保护方式等。三、短线路纵联差动保护34km及以下的短线路（包括110kv及以上电压等级），无论是采用电流、电压保护还是采用距离保护，常常都不能满足选择性、灵敏性和速动性的要求。在这种线路上经常需要采用纵联差动保护（导引线纵联差动）以适应系统运行的需要。此外，发电厂厂用电源线(包括带电抗器的电源线)，一般距离较短，也宜装设纵联差动保护。该保护的整定计算如下：1.动作电流的计算纵差动保护的动作电流（二次值），按下述两条件整定，并取其中较大者作为整定值。（1）按躲外部短路时的最大不平衡电流整定为 （2-24）式中可靠系数，取1.21.3； 外部短路时流经保护的最大

29、不平衡电流。其中：保护没有装速饱和电流变换器时，保护装有速饱和电流变换器时，其中为电流互感器的误差，取0.1；为电流互感器的同型系数，取0.5；为考虑非周期分量影响的系数，取23；为最大外部短路电流值；为电流互感器变比。（2）按躲被保护线路最大负荷电流整定。当纵差动保护的二次回路断线时，保护将流过负荷电流的二次值。因此保护还须考虑按躲最大负荷电流整定，即 （2-25）式中被保护线路的最大负荷电流值；可靠系数，取1.21.3。2.闭锁（起动）元件的整定不同纵联差动保护装置所用的闭锁（起动）元件不同，如负序电压元件、低电压元件、相电流元件、零序电流元件等。（1）负序电压闭锁（起动）元件的整定。按保

30、证线路末端发生不对称故障有灵敏度整定，动作电压（二次值）为 （2-26）式中被保护线路末端不对称短路故障时的最小负序电压；灵敏系数，不低于2；电压互感器变比。（2）低电压闭锁（起动）元件的整定。按最低运行电压整定，参见式（2-19）和式（2-22），并验算被保护线路末端三相短路时的灵敏系数为 （2-27）式中被保护线路末端三相短路故障时保护安装处母线最小线电压；低电压闭锁（起动）元件的整定值。（3）相电流闭锁（起动）元件的整定。按大于被保护线路的最大负荷电流整定，见式（2-14），并验算线路末端两相短路时的灵敏系数为 （2-28）式中被保护线路末端两相短路故障时的最小电流；相电流闭锁（起动）元

31、件的整定值（二次值）；电流互感器变比。 （4）零序电流闭锁（起动）元件的整定。按在线路末端发生单相及两相接地故障时有灵敏度整定，动作电流（二次值）为 （2-29）式中被保护线路末端两相接地短路及单相接地故障时的最小零序电流；灵敏系数，不小于2。3.灵敏度校验纵差动保护的灵敏度按下式进行校验，即 （2-30）式中被保护线路内部短路时，流经保护的最小短路电流二次值。第三节 110220KV中性点直接接地电网线路保护的配置与整定计算 在110220KV中性点直接接地电网，线路的相间短路及单相接地短路保护均应动作于断路器跳闸。在下列情况下，应装设一套全线速动保护：根据系统稳定要求有必要时；线路发生三相

32、短路，如使发电厂厂用母线电压低于允许值（一般为70%额定电压），且其他保护不能无时限和有选择地切除短路时；如电力网的某些主要线路采用全线速动保护后，不仅改善本线路保护性能，而且能够改善整个电网保护的性能时。对220KV线路，符合下列条件之一时，可装设二套全线速动保护：根据系统稳定要求；复杂网络中，后备保护整定配合有困难时。对于需要装设全线速动保护的电缆短线及架空短线路，可采用导引线保护或光纤通道的纵联保护作为主保护，另装设多段式电流电压保护或距离保护作为后备保护。110KV线路的后备保护宜采用远后备方式。220KV线路宜采用近后备方式。但某些线路，如能实现远后备，则宜采用远后备，或同时采用远、

33、近结合的后备方式。110220KV线路保护可按下列原则配置：1. 反应接地短路的保护配置：对220KV线路，当接地电阻不大于100时，保护应能可靠地、有选择地切除故障。如已满足装设一套或二套全线速动保护的条件，则除装设全线速动保护外，还应装设接地后备保护，宜装设阶段式或反时限零序电流保护；也可采用接地距离保护，并辅之以阶段式或反时限零序电流保护。对110KV线路，如不需要装设全线速动，则宜装设阶段式或反时限零序电流保护作为接地短路的主保护及后备保护；也可采用接地距离保护作为主保护及后备保护，并辅之以阶段式或反时限零序电流保护。对于平行线路的接地短路宜装设零序电流横联差动保护作为主保护；装设接于

34、每一回线路的带方向或不带方向的多段式零序电流保护作为后备保护，当作远后备保护时，可接两线路零序电流之和，以提高灵敏度。2. 反应相间短路的保护配置对于110220KV线路，特别是220KV线路，首先要考虑是否装设全线速动保护。如装设全线速动保护，则除此之外，还要装设相间短路后备保护（如相间距离保护）和辅助保护（如电流速断保护）。对单侧电源单回线路，如不装设全线速动保护，可装设三相多段式电流电压保护作为本线路的主保护及后备保护，如不能满足灵敏性及速动性的要求时，则应装设相间距离保护作为本线路的主保护及后备保护。对双侧电源单回线路，如不装设全线速动保护，应装设相间距离保护作为本线路的主保护及后备保

35、护。正常运行方式下，保护安装处短路，电流速断保护的灵敏系数在1.2以上时，可装设电流速断保护作为辅助保护。对于平行线路的相间短路，一般可装设横联差动保护或电流平衡保护作主保护。当灵敏度和速动性不能满足要求时，应在每一回线路上装设纵联保护作主保护。装设带方向或不带方向元件的多段式电流保护作后备保护，并作为单回线运行时的主保护和后备保护。当采用近后备方式时，后备保护分别接于每一回线路上；当采用远后备方式时，则应接入双回线路的和电流。本节介绍线路纵联保护、相间距离保护、接地距离保护和零序电流保护的整定计算方法。一、 线路纵联保护当线路故障时，靠保护单侧的电气量变化，作为保护装置的动作判据，难以达到全

36、线瞬时切除故障的要求。为实现全线短路故障时均能快速切除，必须将线路两侧电气量作为保护的测量信息，通过信息交换，对区内、外故障位置进行判断，从而实现全线速动保护。（1） 基本原理通常有如下三种：1）电流差动原理。规定电流的方向由母线流向线路为正，外部故障时线路两侧电流相量和为零，内部故障时线路两侧电流之相量和为故障点的短路电流，保护根据这一特征而动作。2）电流相差原理。规定电流的方向由母线流向线路为正，外部故障时线路两侧电流相位差为180，而当内部发生短路时，如不计其他影响因素时，有两侧电流相位差为0。因此，当两侧电流相位相同时，说明线路内部发生短路。3）方向比较原理。外部短路时，线路两侧方向元

37、件的测量结果一为正方向，一为反方向。内部短路时，线路两侧方向元件的测量结果一致。从而比较线路两侧方向元件测量结果，可正确区分区内、区外故障。（2）信息交换通道的工作方式有：1）利用工频通道，即利用专设的电缆线（称导引线）传送故障信息。2）利用光纤通道将一侧测量信息传送到另一侧。3）利用高频通道传送测量信息，高频通道有微波通道和电力线载波通道。一般称利用导引线组成的线路纵联保护为纵联差动保护；称利用高频通道组成的线路纵联保护为高频保护；称利用光纤通道组成的线路纵联保护为光纤差动保护。随着超高压、大电网的发展，线路纵联保护在电网中占有重要地位，由于系统稳定要求及继电保护配合需要，纵联保护往往用来作

38、为线路主保护。纵联差动保护、光纤差动保护适用于联络线及短线路；高频保护适用于长线路。其中，纵联差动保护的整定计算方法见第二节。（一）高频保护的整定计算1.方向高频保护的整定计算方向高频保护主要起动元件及方向元件组成，有的将起动元件和方向元件接全电压和全电流，也有的接相序电压和相序电流，还有将起动元件与方向元件两功能综合在一起，选用阻抗继电器来完成。（1）高定值起动元件整定。反映各种短路故障的高定值起动元件，按被保护线路末端发生故障有灵敏度整定，灵敏系数大于2。如采用负序电流起动元件，则起动电流值 为 (2-31)式中被保护线路末端不对称短路故障时的最小负序电流；灵敏系数，不低于2；电流互感器变

39、比。如采用零序电流起动元件，整定公式参见式（2-29）。如采用负序电压起动元件，整定公司参见式（2-26）。（2）低定值起动元件的整定。低定值起动元件按躲过最大负荷电流下的不平衡电流整定为 (2-32)式中 可靠系数，取1.21.3； 不平衡电流，如未给定，可取,其中为最大负荷电流。并保护在被保护线路末端故障时有足够的灵敏度，灵敏系数大于4.参见式（2-30）。（3）方向元件的整定。按被保护线路末端发生金属性故障时应有足够的灵敏度，灵敏系数大于3。若采用方向阻抗元件作为方向判别元件，灵敏系数大于2.对于负序和零序功率方向元件，当线路较短时，也可不作校验。惟有长线路的大电源侧，当线路末端发生故障

40、时，保护所在母线的负序或零序电压很低，这时需校验功率方向继电器的灵敏度，即 及 (2-33)式中、线路末端发生不对称短路时，保护安装处的最低负序电压、电流；、线路末端发生接地短路时，保护安装处的最小零序电压、3倍零序电流；、负序或零序功率方向继电器的动作功率，见产品说明书，应折算到一次侧代入。对于高频闭锁距离，高频闭锁方向保护，要求：起动发信元件按本线路末端故障有足够灵敏度整定，并与本侧停信元件相配合；停信元件按被保护线路末端发生金属性故障有灵敏度整定，灵敏系数大于1.52。其整定公式可参考式（2-26）、式（2-29）、式（2-31）和式（2-32）等。2.高频相差保护整定计算（1）反映不对

41、称故障的起动元件的整定。国产高频相差保护的起动元件分为高定值（不灵敏）起动元件和低定值（灵敏）起动元件，当高定值起动元件中采用负序电流时，其整定值按下两条件考虑，并选用其中较大者。1）躲开最大负荷状态下的不平衡电流，见式（2-32），取2.5。2）躲开线路一侧充电，由于断路器三相不同时合闸出现的负序电容电流稳态值为 (2-34)式中可靠系数，取2。 线路充电时，负序电容电流稳态值，如设计时未给定，可参阅参考文献12；电流互感器变比。高、低定值元件的配合比取1.62。高定值元件的灵敏度为 (2-35)式中被保护线路末端不对称短路时流过保护安装处的最小负序电流。当起动元件只采用负序电流不能保证灵敏

42、度要求时，可以采用元件作为起动元件，这时高定值元件的动作值可粗略地按躲过线路充电时可能出现的负序和三倍零序电容电流之和整定为 (2-36)式中可靠系数，取1.72； 线路充电时流过保护的零序电容电流稳态值，如设计时未给定，可参阅参考文献12；其余各参数定义见式（2-34）。（2）反映对称故障的起动元件的整定。如采用相电流元件作为三相短路的起动元件，低定值的相电流元件应按躲过线路最大负荷电流整定 (2-37)式中可靠系数，不低于1.5； 线路上最大负荷电流。高定值元件相电流起动元件按低定值起动元件的1.62倍整定，同时高定值相电流元件的灵敏度为 (2-38)式中被保护线路末端三相短路时，流入保护

43、的最小短路电流。 如用阻抗元件作为起动元件，阻抗元件的动作阻抗应按躲最小负荷阻抗整定，即 (2-39)式中可靠系数，不大于0.7； 最小负荷阻抗，应折算到二次侧代入。阻抗元件灵敏度要保证被保护线路末端发生三相短路故障时灵敏系数大于1.5，即 (2-40)式中被保护线路阻抗，应折算到二次侧代入。（3）操作滤过器K值的选择、闭锁角的选择操作滤过器K值，一般选K=6，线路两侧的相差动保护应取相同的K值，K值与两侧电流互感器变比是否相同无关。 闭锁角一般可整定为6080。必须指出，为保证线路两侧相差动保护起动元件灵敏度的配合，两侧应采用原理相同的起动元件和选取相同的一次动作电流。（二）光纤差动保护的整

44、定计算光纤差动保护与纵联差动保护及高频保护的不同点在于利用光纤通道传递信息，光纤通信技术的发展使得光纤差动保护优于高频保护，但光纤设备的造价较高，目前多用于220KV电网联络线，220KV馈供短线路。一些新型的保护形式如利用光纤通道模式的分相电流差动保护正在被推广应用。光纤差动保护具体整定方式或参照高频闭锁方向及高频闭锁相差，或参照保护装置说明书及对于新型装置整定计算的相关规程。二、 距离保护（一） 概述距离保护是以反映从故障点到保护安装处之间阻抗（距离）的阻抗继电器为主要元件（测量元件），动作时间具有阶梯特性的保护装置。距离保护一般装设三段，必要时也可采用四段。其中第段可以保护全线路的80%

45、85%，其动作时间为保护装置的固有动作时间的动作时间，第段按阶梯特性与相邻保护相配合，动作时间一般为0.51S通常能够灵敏而较快速地切除全线路范围内的故障。由、构成线路的主要保护。第（）段，其动作时间般在2S以上，作为后备保护段。距离保护包括起动元件、阻抗测量元件、振荡闭锁元件、断线闭锁元件、瞬时测定元件、时间元件及逻辑元件等一些组成元件（或功能模块），距离保护的核心元件是阻抗测量元件，不同特性的阻抗测量元件其整定配合方法不完全相同，因此对距离保护进行整定计算之前应参阅采用保护装置说明书，了解其主要性能及其参数范围。要注意如下两点：（1）了解所选用保护的下述特点：1）保护段数，各保护段的参数及定值整定范围。2）保护装置的起动方式（如低阻抗、电流、电压、负序电流、零序电流、负序电流增量、零序电流增量等），各起动方式下起动值的整定范围。3）采用阻抗测量元件的特性及参数：如全阻抗、方向阻抗，有否偏移特性、多相补偿阻抗特性等；阻抗整定值的参数及范围，阻抗角整定范围，阻抗元件的接线方式，精确工作电流的允许值等。4）振荡闭锁元件的构成情况：起动方式、定值范围所闭锁保护段数等。5）断线闭锁构成方式，整定参数及定值范围。6）重合闸后加速方式及加速哪几段。7）是否设有瞬时测定功能，了解其使用方式。8）保护装置上的有关连接端子及其要求。9）其他注意事项，如电流互感器、电压互感器的使用变比