1、 2.运行方式分析对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流最大的方式，成为系统最大运行方式，而短路电流最小的方式，称为系统最小运行方式，对不同安装地点的保护装置，应根据网络接线的实际情况选取其最大和最小运行方式。在最大运行方式下三相短路时，通过保护装置的短路电流为最大，而在最小运行方式下两相短路时，短路电流为最小。2.1 保护 1 的运行方式分析（注明： 是指系统等效电源的阻抗值。 ）zs保护 1 的最小运行方式是指在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最小的系统运行方式。流过保护 1 的电流最小是在 G1 和 G2 只有一个工作时运行时的电流，则 =（ + ）=5.303+
2、5.151=10.454 。max.s.G.T 保护 1 的最大运行方式是指在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最大的系统运行方式。流过保护 1 的电流最大是在两个发电机共同运行时的电流，则 = （ + ）= 10.454=5.227 。zmin.s211.G.T22.2 保护 2 的运行方式分析保护 2 的最小运行方式就是指流过保护 2 的电流最小，就是在 G3 和 G4 只有一个工作时运行的电流，则 =（ + ）=8.061+5.151=13.212 。max.s3.1G.T 保护 2 的最大运行方式就是指流过保护 2 的电流最大，就是当两个发电机共同运行时候的电流，则 =
3、（ + ）= 13.212=6.606 。zin.s3.1G.T12.3 保护 3 的运行方式分析保护 3 的最大最小运行方式和保护 1 的运行方式是一样的，流过保护 3 的电流最小就是在 G1 和 G2 只有一个工作时运行的电流，则=（ + ）=5.303+5.151=10.454 。zmax.s1.G.T 流过保护 3 的电流最大就是当两个发电机共同运行的时候的电流，则= （ + ） = 10.454=5.227 。in.s21.G.T22.4 保护 4 的运行方式分析保护 4 和保护 2 的最大最小运行方式一样，保护 4 的最小运行方式就是指流过保护 4 的电流最小，就是在 G3 和 G
4、4 只有一个工作时运行的电流，则=（ + ）=8.061+5.151=13.212 。zmax.s3.1G.T 保护 4 的最大运行方式就是指流过保护 4 的电流最大，就是当两个发电机共同运行时候的电流，则 = （ + ）= 13.212=6.606 。zmin.s21x3.1G.T21综上可得：保护 1 和保护 3 最大最小运行方式对应系统等效电源的阻抗= 10.454 ， = 5.227 ；保护 2 和保护 4 最大最小运行方式对应系zmax.sin.s统等效电源的阻抗 = 13.212 ， = 6.606 。zmax.s zmin.s3.电流保护的配置和整定3.1 电流速断保护的配置和整
5、定3.1.1 保护 1 的 I 段配置和整定（1）动作电流的整定为了保证电流速断保护动作的选择性，对保护 1 来讲，其整定的动作电流必须大于在最大运行方式下输电线路 B 母线上三相短路时电流 ，所Iset1. IBkmax.以动作电流为=ZEKABsIrelBkIrelIset min.max.1. kA726.40627.53/1引入可靠系数 是考虑非周期分量的影响、实际的短路电流可能大于计算值、Irel保护装置的实际动作之可能小于整定值和一定的裕度等因素。（2）动作时限的选择电流速断保护的动作时限 。stI01（3）保护范围校验在已知保护的动作电流后，大于一次动作电流的短路电流对应的短路点
6、区域，就是保护范围。保护范围随运行方式、故障类型的变化而变化，最小的保护范围在系统最小运行方式下两相短路时出现。一般情况下，应按这种这种运行方式和故障类型来校验保护的最小范围，要求726.4.05.13/223min1. min1ax. LILZEsset km60.in大于被保护线路全长的 15%20%满足要求%153.4106.2%10min LAB3.1.2 保护 2 的 I 段配置和整定（1）动作电流的整定对保护 2 来讲，其整定的动作电流 必须大于在最大运行方式下输电线Iset2.路 A 母线上三相短路时电流 ，所以动作电流为Akmax.=ZEKIACsIrelAkrelIset i
7、n.max.2. kA710.460.3/152（2）动作时限的选择电流速断保护的动作时限 tI02（3）保护范围校验按系统在最小运行方式下两相短路来校验保护的最小范围 710.4.021.3/52min. min1ax. LILZEsset km03.51in满足要求%.0465%0min Ac3.1.3 保护 3 的 I 段配置和整定（1）动作电流的整定对保护 3 来讲，其整定的动作电流 必须大于在最大运行方式下输电线Iset3.路 C 母线上三相短路时电流 ，所以动作电流为Ckmax.=ZEKIAsIrelCkrelIset in.max.3. kA762.140.627.53/11（2
8、）动作时限的选择电流速断保护的动作时限 tI03（3）保护范围校验按系统在最小运行方式下两相短路来校验保护的最小范围 762.14.05.13/232min3. min1ax. LILZEsset km45.in满足要求%154.10465.%10min LAc3.1.4 保护 4 的 I 段配置和整定（1）动作电流的整定对保护 4 来讲，其整定的动作电流 必须大于在最大运行方式下输电线Iset4.路 B 母线上三相短路时电流 ，所以动作电流为Bkmax.=ZEKIBCsIrelBkrelIset in.max.4. kA524.3046./152（2）动作时限的选择电流速断保护的动作时限 t
9、I04（3）保护范围校验按系统在最小运行方式下两相短路来校验保护的最小范围 524.34.021.3/52min4. min1ax. LILZEsset km762.in满足要求%.9076%0min BC3.2 限时电流速度按保护的配置和整定3.2.1 保护 1 的 II 段配置和整定（1）动作电流的整定对保护 1 来讲，其整定的动作电流 按照躲开下级各相邻元件电流速断Iset1.保护的最大动作范围来整定，所以动作电流为 kAIKIsetrlset 026.7.153.1. （2）动作时限的选择限时电流速断保护的动作时限 ，应选择的比下级线路速断保护的动作时tI1限 高出一个时间阶梯，通常取
10、 0.5s，所以 。tI1 sI5.01（3）灵敏系数校验为了能够保护本线路的全长，限时电流速断保护必须在系统最小运行方式下，线路末段发生两相短路时，具有足够的反应能力，这个能力通常用灵敏系数来衡量。对于保护 1 的限时电流速断而言，即应采取系统最小运行方式下线路 A-B末段发生两相短路时短路电流作为故障参数的计算值，即 3.1824.0026.4513/3231.max.1.min.1. IZEIKsetABsetBkIsen 3.2.2 保护 4 的 II 段配置和整定（1）动作电流的整定对保护 4 来讲，其整定的动作电流 按照躲开下级各相邻元件电流速断Iset4.保护的最大动作范围来整定
11、，所以动作电流为 kAIKIsetrlset 96.170.512.4. （2）动作时限的选择限时电流速断保护的动作时限 stI5.4（3）灵敏系数校验对于保护 4 的限时电流速断而言，即应采取系统最小运行方式下线路 B-C末段发生两相短路时短路电流作为故障参数的计算值，即 3.10.96.1423/5234.max.4.min.4. IZEIKsetABsetBkIsen 不满足要求3.3 过电流保护的配置和整定3.3.1 保护 1 的 III 段配置和整定（1）动作电流的整定按照躲开本元件最大负荷电流来整定 kAIKILBArelsset 36.02.1max.1. （2）动作时限的选择过
12、电流保护的动作时限应比下一级保护的 III 段整定时间高出至少一个时间阶梯，即比保护 3 的 III 段保护动作时限高出 0.5s， 。stI5.01（3）灵敏系数校验当过电流保护作为本线路的主保护时，应采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流进行校验，要求 ；当作为线路的后备保护时，5.13Ksen则应采用最小运行方式下相邻线路末端两相短路时的电流进行校验，要求。2.1Ksen保护 1 的作为近后备；满足要求5.163.436.0451/2231.max.1.min.1. IZEIsetABsetBkIsen 作为远后备： 2.16.336.040.45.1/2231.max.1.min
13、.1. IIKsetACsetCkIsen 满足要求3.3.2 保护 2 的 III 段配置和整定（1）动作电流的整定按照躲开本元件最大负荷电流来整定 kAIKILBArelsset 36.02.1max.2. （2）动作时限的选择过电流保护的动作时限应比下一级保护的 III 段整定时间高出至少一个时间阶梯，因为保护 2 为最后一段线路的保护，所以 。stI02（3）灵敏系数校验保护 2 的过电流保护只作为本线路的主保护，只采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流进行校验，要求 ，5.13Ksen 5.10.336.04.2./232.max.min.2. IZEIKsetACsetAkI
14、sen 3.3.3 保护 3 的 III 段配置和整定（4）动作电流的整定按照躲开本元件最大负荷电流来整定 kAIKILCBrelsset 36.02.1max.3. （2）动作时限的选择过电流保护的动作时限应比下一级保护的 III 段整定时间高出至少一个时间阶梯，因为保护 3 为最后一段线路的保护，所以 。stI03（3）灵敏系数校验保护 3 的过电流保护只作为本线路的主保护，只采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流进行校验，要求 ，5.13Ksen 5.16.336.040.4./223.max.3.min.3. IZEIKsetACsetCkIsen 3.3.4 保护 4 的 II
15、I 段配置和整定（1）动作电流的整定按照躲开本元件最大负荷电流来整定 kAIILCBrelsset 36.02.1max.4. （2）动作时限的选择过电流保护的动作时限应比下一级保护的 III 段整定时间高出至少一个时间阶梯，即比保护 2 的 III 段保护动作时限高出 0.5s， stI5.04（3）灵敏系数校验保护 4 的过电流保护既作为本线路的主保护也作为下级线路的后备保护，作为主保护时应采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流进行校验，要求 ；当作为线路的后备保护时，则应采用最小运行方式下相邻5.13Ksen线路末端两相短路时的电流进行校验，要求 。2.1Ksen保护 4 的作为近
16、后备；满足要求5.1468.36.021/5234.max.4.min.4. IZEIKsetBCsetBkIsen 远后备： 5.10336.04.21./5234.max.4.min.4. IIsetACsetAkIsen 满足要求通过对输电线路电力元件的电流速断保护的配置和整定计算可知，四个保护都具有 III 段保护，而且都满足要求。再由其动作时间可以判断出保护 2 和保护 3 需要加方向性元件，以免发生误动作。虽然保护 1-4 都没有安装配置 II 段保护，但是由于 III 段保护即过电流保护的保护范围能够满足任何地方发生任何故障的要求，此时作为后备保护的过电流保护不仅仅是做后备保护，
17、同时它也起到了主保护的作用，所以即使在没有 II 段保护的情况下，系统在有 I 段保护和 III 段保护的情况下是依然能够保证系统的正常安全运行的。 4. 零序电流保护的配置和整定与反应相间短路故障的电流保护相似，零序电流保护只反应在发生单相或两相接地短路时电流中的零序分量。零序电流保护的配置和整定是求出三倍的零序电流随线路长度 L 变化的关系曲线，然后相似于相间短路电流保护的原则，进行保护的整定计算。= =0.4 60=24（ ） ， =1.2 60=72（ ）X.1AB.2X.0AB= =0.4 40=16（ ） ， =1.2 40=48（ ）.C. x.C（1）当系统中的所有元件都投入运
18、行时 B 母线分别发生单相接地短路时故障端口正序阻抗为=（ + ）/ （ + ）Z1.1AB21.TG.1BC23.1.TG=（ 24+5.227）/(16+6.606)=12.75( )故障端口负序阻抗为 = =12.75（ ）2Z1故障端口零序阻抗为 =（ + ）/ /（ + ）0x.T.0AB25.0Tx3.0T.BC=79.727/10.303/55.727=7.840（ ）则 B 母线发生单相接地短路时的复合序网是三个序网的串联，那么故障端口零序电流为 = = =1.991（kA ）I0f ZE021 840.7512.3/在零序网中分流从而得到此时流过保护 1 和保护 4 的零序电
19、流分别为= /( )+ =1.991 7.840/(15.454+72)=0.178（kA）I.10fz02x.0.T1.0AB= /( )+ =1.991 7.840/15.454+48)=0.246（kA ）.40f04.0.T3.0BC(2)当系统中的所有元件都投入运行时 B 母线分别发生两相接地短路时，故障端口各序阻抗和单相接地短路时相同，即 = =12.75（ ） ，Z12=7.840（ ） ；不同的是复合序网是三序的并联而不是串联。Z0/ = =4.855（ ）z2840.751端口正序电流为 = = =3.771（kA）If z021/E85.4713/端口零序电流为 = （ /
20、 ）= =2.335（kA）0f1f2040.721.同样的，流过保护 1 和保护 4 的零序电流分别为= /( )+ =2.335 7.840/(15.454+72)=0.209（kA）I.10fz02x.0.T.0AB= /( )+ =2.335 7.840/(15.454+48)=0.288（kA）.40f04.0.T3.0BC（3）先求保护 1 的分支系数 k.b1当 BC 段发生接地故障，变压器 5、6 有助增作用,如图 2 所示图 2= =1+ =1+ ，对 ，当只有一台发电机变压器组运行时k.B1IMAC.ABx211最大，有 = + =15.454+72=87.454（ ） ；当两台发电机变压器x1max.11.0T.AB组运行时 最小，有 = + =7.727+72=79.727（ ）;对 ，当 、1in.121.0T.AB x2T5只有一台运行时 最大， =20.606（ ） ；当 、 两台全运行时T62max. T56最小， =10.303（ ） 。因此，保护 1 的最大分支系数x2min.2
