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
Z A
'⋅1=k K 'Z AB Z dz
''''''
A
''''''
B
3
Z C
Z 'A
图3-50 电力系统接线图
2．动作时限
t '≈0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
''⋅1=K k ''(Z AB +K fz K k 'Z BC ) Z dz
式中
K fz 为分支系数
⎛I BC ⎫
K fz = I ⎪⎪
⎝AB ⎭min
（2）与相邻变压器的快速保护相配合
''⋅1=K k ''(Z AB +K fz Z B ) Z dz
''⋅1。 取（1）、（2）计算结果中的小者作为Z dz
Z A
A
B
'''
23
Z C
Z 'A
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
3. 灵敏度校验
''=t 2'+∆t ≈∆t t 1
K lm =
''Z dz
≥1. 5Z AB
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
''=K k ''(Z AB +K fz Z dz ''. 2) Z dz
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
''=t 2''+∆t t 1
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
'''. 1=Z dz
式中
1
Z fh . min
'''K k K h K zq
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 3．灵敏度校验 作近后备保护时
'''+∆t t '''=t 2
K lm ⋅近=
'''. 1Z dz
≥1. 5Z AB
作远后备保护时
K lm ⋅远=
'''Z dz
≥1. 2
Z AB +K fz Z BC
式中，K fz 为分支系数，取最大可能值。
思考：灵敏度不能满足要求时，怎么办？
解决方法：采用方向阻抗继电器，以提高灵敏度
方向阻抗继电器的动作阻抗的整定原则与全阻抗继电器相同。考虑到正常运行时，负荷阻抗的阻抗角
ϕfh 较小，
（约为25），而短路时，架空线路短路阻抗角ϕd 较大（一般约为65~
85 ）。如果选取方向阻抗继电器的最大灵敏角ϕlm =ϕd ，则方向阻抗继电器的动作阻抗为
Z fh . min
'''. 1=Z dz
'''K h K zq cos ϕd -ϕfh K k
h
图3-51 全阻抗继电器和方向阻抗继电器灵敏度比较
结论：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
cos(ϕd -ϕfh ) 。
四、阻抗继电器的整定
保护二次侧动作阻抗
Z dz . j =Z dz
式中
n TA
K n TV jx
K jx ——接线系数
五、对距离保护的评价
1．主要优点
（1）能满足多电源复杂电网对保护动作选择性的要求。
（2）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。 2. 主要缺点
（1）不能实现全线瞬动。
（2）阻抗继电器本身较复杂，调试比较麻烦，可靠性较低。
M ''=1E 1
X x 1⋅X x 1⋅d X x 2⋅m =a x X x 2⋅m =25i Ωn
图3-52 网络接线图
例3-1 在图3-52所示网络中，各线路均装有距离保护，试对其中保护1的相间短路保
护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段进行整定计算。已知线路AB 的最大负荷电流
I fh ⋅max =350A, 功率因数
cos ϕfh =0. 9，各线路每公里阻抗Z 1=0. 4Ω/km，阻抗角ϕl =70 ，电动机的自起动系数K zq =1, 正常时母线最低工作电压U fh ⋅min 取等于0. 9U e (U e =110kV ) 。
解： 1. 有关各元件阻抗值的计算
2．距离Ⅰ段的整定 (1)动作阻抗：
(2)动作时间：t '
'⋅1=K k 'Z AB =0. 85⨯12=10. 2Ω Z dz
=0s
3．距离Ⅱ段
(1)动作阻抗：按下列两个条件选择。
1) 与相邻线路BC 的保护3(或保护5) 的Ⅰ段配合
'⋅1=K K ''(Z AB +K 'K fz ⋅min Z BC ) Z dz
K fz =
I 2X X 1+Z AB +X X 2(1+0. 15) Z BC ⎛X X 1+Z AB ⎫1. 15=⨯= +1⎪ ⎪⨯2I 1X X 22Z BC X X 2⎝⎭
20+12⎫1. 15
K fz . min =⎛+1⎪⋅=1. 19
⎝30⎭2
于是
''⋅1=0. 8(12+1. 19⨯0. 85⨯24) =29. 02Ω Z dz
2)按躲开相邻变压器低压侧出口d 2点短路整定
'⋅1=K k ''(Z AB +K K 'K fh . min ⋅Z B ) Z dz
此处分支系数
K fh ⋅min
为在相邻变压器出口d 2点短路时对保护1的最小分支系数，
K fz ⋅min =
I 3X x 1. min +Z AB 20+12=+1=+1=2. 07I 1X x 2. max 30
' '
Z dz ⋅1=0. 7(12+0. 7⨯2. 07⨯44. 1) =72. 3Ω
' '
取以上两个计算值中较小者为Ⅱ段定值，即取Z dz ⋅1=29. 02Ω
（2）动作时间
'
t 1' ' =t 3+∆t =0. 5s
4．距离Ⅲ段
(1) 动作阻抗
'''⋅1=Z dz
Z fh ⋅min
'''K h K zq cos(K k ϕd -ϕfh )
U fh ⋅min 0. 9⨯1100. 9⨯110
===163. 5ΩI fh ⋅max ⋅I fh ⋅max ⨯0. 35
Z fh . min =
-1
'''K =1. 2, K =1. 15, K =1, ϕ=ϕ=70, ϕ=cos 0. 9=25. 8k h zq d lm fh 取于是
' ' '
Z dz ⋅1=
163. 5
=165. 3Ω
1. 2⨯1. 15⨯1⨯cos(70-25. 8)
'''=t 8'''+3∆t 或t 1
（2）动作时间 :t 1'''+2∆t =t 10
'''=0. 5+3⨯0. 5=2. 0s 取其中较长者 t 1
（3）灵敏性校验
1）本线路末端短路时的灵敏系数
2)相邻元件末端短路时的灵敏系数 ①相邻线路末端短路时的灵敏系数为
K lm ⋅远
'''⋅1Z dz
=
Z AB +K fz ⋅max Z BC
式中，
K fz ⋅max
为相邻线路BC 末端
d 3点短路时对保护1而言的最大分支系数，其计算
等值电路如图3-54所示。
X x 1⋅
2
X x 2⋅m
i n
K f 。图3-54 整定距离Ⅲ段灵敏度校验时求 的等电路m z i 值n
K
fz ⋅max =
I 2X x 1⋅max +Z AB +X x 2⋅min 25+12+25
===2. 48I 1X x 2⋅min 25
②相邻变压器低压侧出口d 2点短路时的灵敏系数中，最大分支系数为
K fz ⋅max =
I 3Z x 1⋅max +Z AB +Z x 2⋅min 25+12+25
===2. 48I 1Z x 2⋅min 25