第一篇：淺談10kV配電系統(tǒng)繼電保護配置及整定計算

淺談10kV配電系統(tǒng)繼電保護配置及整定計算

摘 要:10kV配電系統(tǒng)廣泛地應用在城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村的用電中，但在繼電保護配置及定值計算方面往往不完善，常發(fā)生故障時斷路器拒動或越級跳閘，影響單位用電和系統(tǒng)安全，因此完善配置10kV配電系統(tǒng)的保護及正確計算定值十分重要。文中主要介紹10kV配電系統(tǒng)的保護配置及定值計算方法。

關鍵詞:10kV配電系統(tǒng)；繼電保護配置；整定計算

一、10kV配電系統(tǒng)的保護配置情況

大部分工廠企業(yè)及居民小區(qū)用電是10kV供電，并設置配電房，一般情況下一個配電房安裝一臺或二臺10kV/400V的配電變壓器，用380V/220V電壓供用戶用電，一次系統(tǒng)接線圖，如圖1。

用電單位的保護配置存在下面幾種情況：

1.10kV配電房單臺變壓器容量小于800kVA時，為了簡化和節(jié)省費用，10kV側(cè)往往只裝環(huán)網(wǎng)柜，內(nèi)配設負荷開關和熔斷器，不裝設斷路器和繼電保護裝置，所以當發(fā)生短路故障時，只能靠熔斷器熔斷來保護變壓器。這種配置的缺點，一是變壓器沒有過載保護；二是熔斷器熔斷電流有分散性、時限不穩(wěn)定，容易發(fā)生越級跳閘，造成停電擴大。

2.當變壓器單臺容量大于800kVA及以上時，10kV側(cè)開關柜內(nèi)均裝設斷路器并配置繼電保護裝置，配置保護的型式有兩種：

①裝設GL-10系列反時限過電流繼電器，構(gòu)成過電流保護，電流定值可以從端子上做階梯狀調(diào)節(jié)，缺點是時限調(diào)節(jié)誤差較大，構(gòu)成上下級保護時限配合難度大。②裝設微機保護比較完善，具有過負荷保護信號、過電流保護和速斷保護作用跳閘，保護定值和時間調(diào)整比較精確和方便，建議推廣選用。

3.有些10kV專線工業(yè)用戶，主要用電負載是高壓電動機，如軋鋼和穿孔行業(yè)，其高壓電動機容量較大，有的達2500kW及以上。在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會連續(xù)不斷地發(fā)生電動機短時（1～2s）的過載，因過載有隨機性，所以過電流保護常因定值及時限配合不當使上一級即變電所出線開關(如圖1中B1)跳閘，造成整條10kV線路停電。如某鋼鐵企業(yè)一臺2500kW軋鋼電動機在軋鋼過程中，10kV側(cè)瞬間最大尖峰電流高達800A以上，遠超過該線路變電所開關處的過流保護定值和時限。電力部門只好根據(jù)用戶生產(chǎn)的特點，調(diào)整保護定值和時限，以保證用戶用電的安全可靠。有的用戶使用大容量冷凍機，其10kV電動機容量達500～1000kW，起動電流經(jīng)限流后仍達到3.5倍額定電流。過電流保護的起動電流和時限也要現(xiàn)場試驗確定。

所以對于10kV配電系統(tǒng)，應根據(jù)不同容量和不同用電負載性質(zhì)來選配保護裝置和進行定值計算。

二、10kV饋電線路保護配置

對10kV饋電線路，在變電所內(nèi)的出線開關B1處一般裝設微機型三階段式電流相間保護裝置，即過電流保護、限時電流速斷保護和電流速斷保護：

1.過電流保護：動作電流應大于線路上可能出現(xiàn)的最大負載電流，要考慮外部故障切除后電壓恢復，電動機自起動及短時過載，電流繼電器能可靠返回等因素，其二次動作電流Idz為：

如果不考慮電動機自起動因素，其二次動作電流為：

式中：Kk—可靠系數(shù)，1.15～1.25,（一般取1.20）

（根據(jù)電動機的容量大小及啟動方式一般取1.5～3）Kzd—電動機自起動系數(shù)，Kh—電流繼電器的返回系數(shù)，0.85 KT—電流繼電器的變比

Ie MAX—線路最大負荷

電流保護時限取0.6～0.8s，保護范圍為整條10kV饋電線路長度并延伸到下一級。當出現(xiàn)有電動機短時過載的情況時，過電流保護定值可參照前式計算。2.限時電流速斷保護：應保護線路全長的100%，動作電流取小于該線路末端二相短路電流值，時限比過電流保護小一個△t=0.3s。一般可取0.3～0.5s。二次動作電流

(3/2)?5500 Idz?..（Z系統(tǒng)小?Z線路）?Kk?KtZ.系統(tǒng)小—整個系統(tǒng)在最小運行方式下的阻抗標幺值

Z.線路—10kV饋電線路全長的阻抗標幺值，如架空線路等于0.4Ω/km×Lkm×(100/10.52),如電纜線路等于0.08Ω/km×LKM×(100/10.52)

5500—基準容量100MVA下，10.5kV系統(tǒng)基準線電流。Kk—可靠系數(shù)，一般取1.5左右KT—電流互感器的變比3.電流速斷保護：動作電流大于下一條線路始端短路時的最大短路電流整定。約保護線路全長的30%～50%，為速動動作。動作時間稍大于避雷器的放電時間，一般可整定于0.1～0.15s。二次動作電流：1.3～1.5—可靠系數(shù)5500—100MVA下，10.5kV時的基準線電流Z*系統(tǒng)大—系統(tǒng)在最大運行方式下的阻抗標幺值Z*線路—10kV饋電線路全長的阻抗標幺值，等于，如電纜線路前面用0.08Ω/km（公式里改成km）KT—電流互感器的變比規(guī)劃設計與施工40中國水能及電氣化2009.104.三階段式電流保護的時間配合：t過電流＞t限時速斷＞t速斷同時還要滿足：tB1過電流＞tB2過電流＞tB3過電流及tB4過電流

三、用戶10kV配電變壓器保護配置一般用戶單臺配電變壓器在10kV側(cè)開關B3（B4同）處裝設保護為：1.過負荷保護：二次動作電流Idz應躲開變壓器的最大負荷電流Ie MAX。時限選擇應大于瞬時過載時間，避免短時過載時發(fā)信號。Kk—可靠系數(shù)1.05Kh—返回系數(shù)0.85t＝５～９s，發(fā)告警信號Ie MAX應根據(jù)變壓器過載原則確定的最大負荷電流2.過電流保護：防御低壓側(cè)（400V側(cè)）發(fā)生相間短路引起變壓器的過電流。一般避開最大負荷電流就可以了。二次動作電流Kk=1.25—可靠系數(shù)保護時限t=0.5s，保護動作時斷開變壓器兩端電源開關，保護范圍為變壓器高低壓線圈，400V系統(tǒng)大部分，如果負載有出現(xiàn)象上述軋鋼電動機短時過載那樣的情況，應把定值和時限適當放大，避免正常運行時發(fā)生跳閘。3.電流速斷保護：作為變壓器內(nèi)部故障的主保護，整定值應大于400V出線母線短路電流，僅保護變壓器的內(nèi)部大部分，和變壓器瓦斯保護配合。二次動作電流保護時限t=0s，斷開配變二端電源開關Kk=1.3～1.5—可靠系數(shù)5500A—100MVA下10.5kV時的基準線電流。Z*系統(tǒng)大由電力部門提供Z*線路=Zo×L×（100/U 2e）Z*配變=UK/SeZo—每公里電抗數(shù)當10kV架空線路時為0.4Ω/km當電纜線路時為0.08Ω/kmL—長度（公里）Ue—額定線電壓（kV）Se—配變額定容量（MVA）KT—電流互感器的變比4.瓦斯保護：是變壓器內(nèi)部故障的主保護。一般800kVA及以上的充油變壓器都裝設瓦斯保護，干式變壓器沒有瓦斯保護。瓦斯保護的主要元件是瓦斯繼電器，分重瓦斯保護和輕瓦斯保護。重瓦斯保護：當變壓器內(nèi)部發(fā)生線卷短路及單相接地時產(chǎn)生電弧及大量氣體，使油流速增大情況下繼電器動作，作用于跳閘。輕瓦斯保護：由于變壓器油內(nèi)積存空氣，及發(fā)生輕微故障產(chǎn)生氣體時，輕瓦斯保護動作，作用于報警。

四、用戶10kV配電房保護配置及整定計算案例某用戶的10kV配電房一次系統(tǒng)接線圖，如圖2。1.已知參數(shù)1#變壓器(SG-10)：1600kVA，10kV/400V，Uu%=6.09%。2#變壓器未安裝。在10kV進線控制柜H1和主變控制柜H4均裝設SEPAM S20綜合微機保護裝置。H1柜CT變比300/5，H4柜CT變比150/5。10kV進線電纜YJV-223×240，1km。經(jīng)計算系統(tǒng)至變電所10kV母線處阻抗為：Z*系大=0.37418，Z*系小=0.4258。變電所出線饋電線路過電流保護時限0.8s。2.變壓器控制柜H4（H3同）保護計算：(1)過流保護：（1600kVA一次電流Ie=92.4A）41圖 12k0V系統(tǒng)接線圖取T=0.2～0.3s如果考慮電動機自起動因素或短時過載，其動作電流還需乘以電動機自起動系數(shù)Kzq(一般Kzq取1.5～3)Kk—可靠系數(shù)1.25Kh—返回系數(shù)0.85KT—電流互感器的變比150/5=30(2）速斷保護：主變阻抗：電纜長度：1km，YJV-22 3×240電纜阻抗：（下轉(zhuǎn)第52頁）規(guī)劃設計與施工52中國水能及電氣化2009.10片進行銅鋁過渡搭接，鋁排50℃持續(xù)工作環(huán)境長期允許載流量為：Ixu=K2×K0×I=1.13×0.66635×2613=1967.5A兩臺水輪機組額定負荷、額定電壓、額定功率因數(shù)并列運行時候的電流：Ig=2×Ie=2×916.4=1832.8A根據(jù)以上計算得出：Ixu＞Ig鋁排在機組帶額定負荷、額定功率因數(shù)下的允許最高溫升：Ig=K0×I即1832.8=0.149×（70－T）1/2×2613T=47.87℃根據(jù)以上計算結(jié)果，結(jié)合巨型鋁母線長期允許工作溫度＋70℃，集膚效應系數(shù)小、散熱條件好，排除鋁排因溫升變化引起的風動效應而產(chǎn)生的雜音。因大電流母線的周圍空間存在著強大的交變磁場，對于其中的鋼鐵結(jié)構(gòu)母線橋架、吊架、絕緣子的金具、支持母線結(jié)構(gòu)的鋼梁、防護罩、混凝土中的鋼筋及接地網(wǎng)，由于渦流和滯損耗而發(fā)熱；同時在鐵出線母線橋構(gòu)成閉合磁路，感應產(chǎn)生環(huán)流而加劇發(fā)熱，使得母線橋架的損耗和發(fā)熱隨著出線母線工作電流的增加而急劇增大，現(xiàn)場表現(xiàn)為母線橋架外表的溫度和電流雜音隨負荷電流的增加而加大，根據(jù)這些特征判定出線母線橋架出現(xiàn)的現(xiàn)象為環(huán)流引起的現(xiàn)象。

三、故障處理依據(jù)分析、判斷,故障為環(huán)流引起的電流雜音和溫升現(xiàn)象，將母線橋架一面采用非磁性材料鋁柵代替原來的鐵皮密封面板，同時將固定吊架與橋架用絕緣橡膠隔離，加強吊架的引接接地，實行人為斷開原鐵出線母線橋架閉合回路，隔斷閉合磁路，阻斷感應電流的產(chǎn)生。這一系列技術(shù)措施實施后，將機組總負荷從零逐步升到額定負荷16000kW，反復多次運行試驗，原電流雜音消除，測量橋架外最高溫度為38℃，出線母線橋架原故障現(xiàn)象消除，設備運行至今一年未發(fā)現(xiàn)原來的現(xiàn)象，保障設備的安全運行。參考文獻：【1】戈東方等，電力工程電氣設計手冊：北京水利水電出版社，1989.（上接第41頁）系統(tǒng)阻抗：Z*系大=0.37418取T=0.05～0.1sKk—可靠系數(shù)1.4(3)過負荷保護：取T=5～9s3.進線控制柜H1保護計算：由于2#變壓器未安裝，所以H1柜可與H4柜整定相同，但時間應取大一些。(1)過流保護（不考慮電動機自起動因素）：t=0.5～0.6s(2)速斷保護：Idzj進線=7700/(4.1972×60)=30.6At=0.15～0.2s如果2#變壓器已安裝，應按1#、2#變壓器的總?cè)萘縼碛嬎阏ㄖ怠?/p>

第二篇：10kv配電系統(tǒng)繼電保護常用方案及整定計算

10KV配電系統(tǒng)繼電保護常用方案及整定計算

為保證選擇性、可靠性，從區(qū)域站10KV出線、開關站10KV進出線均選用定時限速斷、定時限過流。保

護配置及保護時間設定。

一、整定計算原則：

1.需符合《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》GB50062-92等相關國家標準。

2.可靠性、選擇性、靈敏性、速動性應嚴格保障。

二、整定計算用系統(tǒng)運行方式：

1.按《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設計導則》（能源電[1993]228號）第4.7.1條和4.7.2條：為了取得合理的經(jīng)濟效益，城網(wǎng)各級電壓的短路容量應該從網(wǎng)絡的設計、電壓等級、變壓器的容量、阻抗的選擇、運行方式等方面進行控制，使各級電壓斷路器的開斷電流以及設備的動熱穩(wěn)定電流得到配合，該導則推薦10KV短路電流宜為Ik≤16KA，為提高供電可靠性、簡化保護、限制短路電流，110KV站兩臺變壓器采用分列運行方式，高低壓側(cè)分段開關均采用備用電源自動投入。

2.系統(tǒng)最大運行方式：110KV系統(tǒng)由一條110KV系統(tǒng)阻抗小的電源供電，本計算稱方式1。

3.系統(tǒng)最小運行方式：110KV系統(tǒng)由一條110KV系統(tǒng)阻抗大的電源供電，本計算稱方式2。

4.在無110KV系統(tǒng)阻抗資料的情況時，由于3～35KV系統(tǒng)容量與110KV系統(tǒng)比較相對較小，其各元件阻抗相對較大，則可認為110KV系統(tǒng)網(wǎng)絡容量為無限大，對實際計算無多大影響。

5.本計算：基準容量Sjz=100MVA，10KV基準電壓Ujz=10.5KV，10KV基準電流Ijz=5.5KA。

三、10KV系統(tǒng)保護參數(shù)只設一套，按最大運行方式計算定值，按最小運行方式校驗靈敏度（保護范圍末端，靈敏度KL≥1.5，速斷KL≥2，近后備KL≥1.25，遠后備保護KL≥1.2）。

四、短路電流計算：110KV站一臺31.5MVA，10KV 4Km電纜線路（電纜每Km按0.073，架空線每Km按

0.364）=0.073×4=0.29 10KV開關站1000KVA：（至用戶變電所電纜長度只有數(shù)十米至數(shù)百米，其阻抗小，可忽略不計）。

五、整定計算：

1.開關站出線（10DL）：當變壓器采用過電流而不采用差動保護時，其電源線路較短時，例如電纜長度小于3Km時，采用線路--變壓器組保護裝置（即線路與受電變壓器保護共用）。

A.速斷動作電流：躲過變壓器低壓側(cè)最大三相短路電流：t=0S

靈敏度校驗：

B.過流保護動作電流：躲過可能出現(xiàn)的過負荷電流，如干變按Kgh=1.5，如大的風機、水泵等啟動電流，按實際換算到10KV側(cè)電流，Kgh可能為1.2、1.3等，微機保護按廠家提供資料，返回系數(shù)Kh=0.95。，t=0.3S 靈敏度校驗：

如靈敏度不夠，改為低電壓閉鎖的過電流保護，電流元件按躲開變壓器的額定電流整定，而低電壓閉鎖元件的起動電壓則按照小于正常情況下的最低工作電壓及躲過電動機自起動的條件來整定。

C.對變壓器超溫，瓦斯保護需跳閘者，變壓器高壓側(cè)設負荷開關帶分勵脫扣器，作用于跳閘。

2.開關站進線(8DL)：

按規(guī)范可不設,本方案設的目的作為出線保護及其相關元件故障如電磁線圈斷路而拒動時的后備保護及3～

10KV母線的保護。

A.限時速斷動作電流:同開關站所有出線的最大一臺變壓器速斷保護相配合,配合系數(shù)Kph=1.1，t=0.3S 靈敏度校驗：

B.時限過流動作電流:，t=0.6S 靈敏度校驗：

3.區(qū)域站10KV出線(5DL):

A.限時速斷動作電流:同開關站出線(8DL)限時速斷保護相配合,配合系數(shù)Kph=1.1,，t=0.4S 靈敏度校驗：

B.時限過流動作電流:躲過線路過負載電流(如大電動機啟動電流,某些實

驗時的沖擊電流等)，t=0.7S 靈敏度校驗：

4.區(qū)域站10KV分段開關(2DL):

僅設充電保護,按躲開10KV母線充電時變壓器勵磁涌流,延時t=0.2S動作,充電后保護退出。，t=0.2S 靈敏度校驗：

5.開關站10KV分段開關（7DL）：

同2DL原則，t=0.2S 靈敏度校驗：

6.開關站出線帶2臺及以上變壓器：

A.速斷動作電流：躲過中最大者，t=0S

B.時限過流動作電流：躲過線路過負載電流，t=0.3S。

7.區(qū)域站至住宅小區(qū)供電線路（單線單環(huán)或雙環(huán)、開環(huán)進行）：

A.限時速斷動作電流：同6.A原則，t=0.4S(同小區(qū)變壓器的高壓熔斷器配合）。

B.時限過流動作電流：同6.B原則，t=0.7S（同小區(qū)變壓器的高壓熔斷器配合）。

8.區(qū)域站主變低壓側(cè)開關1DL、3DL: 設過電流保護（作為主變低后備保護，10KV母線保護及出線遠后備保護），其動作電流按躲過主變的最大負荷電流（當一臺主變故障或檢修時的負荷電流及電動機啟動等），對K-2點要求KL≥2,對K-3點要求KL

≥1.2。

保護為一段二時限，第一時限1.1S跳10KV分段開關，第二時限1.5S跳本側(cè)開關。

9.關于時間級差說明：

A.對微機保護，開關站△t為0.3S，對區(qū)域站為提高可靠性△t為0.4S。

B.對電磁繼電器保護，選精度較好的時間繼電器，△t在開關站，區(qū)域站△t均為0.4S。

10.為避免CT飽和，可采用保護與測量CT分開，用不同的變比，如保護用300/5A等。

11.對10KV中性點非直接接地電力網(wǎng)中的單相接地故障：

A.在10KV母線上，裝設接地監(jiān)視裝置，作用于信號。PT開口三角電壓繼電器整定值：Udz=15V，為避免鐵磁諧振，在開口三角上設一個微機型消諧器。

B.區(qū)域站、開關站10KV出線較多，設微機小電流接地信號裝置，可迅速判別某出線單相接地故障（對微機保護，10KV小電流接地選線功能通過各10KV間隔的監(jiān)控保護實現(xiàn)，無需專門的裝置）。

六、自動裝置設定：

1.10KV架空出線重合閘：動作投入時間1S。

2.備用電源自動投入：

A.區(qū)域站10KV分段開關（2DL）自動投入時間：

a.t=110KV橋開關備自投時間+0.4S；

b.t=主變高后備動作時間+0.4S；

c.取a與b的最大值。

B.各開關站10KV分段開關備自投時間=2DL備自投時間+0.4S

C.備自投動作電壓：

工作電源失壓動作電壓：25V(PT二次側(cè)電壓）

備用電源監(jiān)視動作電壓：70V(PT二次側(cè)電壓)

七、結(jié)束語：本方案經(jīng)多年運行考驗，符合可靠性、速動性、選擇性、靈敏性四性原則，對區(qū)域站，動作時間小于1S，保證了10KV各設備和線路的熱穩(wěn)定，同反時限過流相比，動作時間準確、誤差小、容易整定、選擇性好。多次動作，未出現(xiàn)誤動情況，保證了供電的可靠性。

參考文獻

1.《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》GB50062-92 2.《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設計導則》能源電[1993]228號

3.工業(yè)與民用配電設計手冊 中國航空工業(yè)規(guī)劃設計研究院等編第2版

第三篇：10KV配電系統(tǒng)繼電保護常用方案及整定計算

10KV配電系統(tǒng)繼電保護常用方案及整定計算

作者：宋衛(wèi)東

簡介： 本文論述10KV配電系統(tǒng)繼電保護常用方案及整定計算，經(jīng)多年運行考驗，選擇性好、動作準確無

誤，保證了供電可靠性。關鍵字：繼電保護 選擇性 可靠性

筆者曾作過10多個10KV配電所的繼電保護方案、整定計算，為保證選擇性、可靠性，從區(qū)域站10KV出線、開關站10KV進出線均選用定時限速斷、定時限過流。保護配置及保護時間設定。

一、整定計算原則：

1.需符合《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》GB50062-92等相關國家標準。

2.可靠性、選擇性、靈敏性、速動性應嚴格保障。

二、整定計算用系統(tǒng)運行方式：

1.按《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設計導則》（能源電[1993]228號）第4.7.1條和4.7.2條：為了取得合理的經(jīng)濟效益，城網(wǎng)各級電壓的短路容量應該從網(wǎng)絡的設計、電壓等級、變壓器的容量、阻抗的選擇、運行方式等方面進行控制，使各級電壓斷路器的開斷電流以及設備的動熱穩(wěn)定電流得到配合，該導則推薦10KV短路電流宜為Ik≤16KA，為提高供電可靠性、簡化保護、限制短路電流，110KV站兩臺變壓器采用分列運行方式，高低壓側(cè)分段開關均采用備用電源自動投入。

2.系統(tǒng)最大運行方式：110KV系統(tǒng)由一條110KV系統(tǒng)阻抗小的電源供電，本計算稱方式1。

3.系統(tǒng)最小運行方式：110KV系統(tǒng)由一條110KV系統(tǒng)阻抗大的電源供電，本計算稱方式2。

4.在無110KV系統(tǒng)阻抗資料的情況時，由于3～35KV系統(tǒng)容量與110KV系統(tǒng)比較相對較小，其各元件阻抗相對較大，則可認為110KV系統(tǒng)網(wǎng)絡容量為無限大，對實際計算無多大影響。

5.本計算：基準容量Sjz=100MVA，10KV基準電壓Ujz=10.5KV，10KV基準電流Ijz=5.5KA。

三、10KV系統(tǒng)保護參數(shù)只設一套，按最大運行方式計算定值，按最小運行方式校驗靈敏度（保護范圍末端，靈敏度KL≥1.5，速斷KL≥2，近后備KL≥1.25，遠后備保護KL≥1.2）。

四、短路電流計算：110KV站一臺31.5MVA，10KV 4Km電纜線路（電纜每Km按0.073，架空線每Km按

0.364）=0.073×4=0.29 10KV開關站1000KVA：（至用戶變電所電纜長度只有數(shù)十米至數(shù)百米，其阻抗小，可忽略不計）。

五、整定計算：

1.開關站出線（10DL）：當變壓器采用過電流而不采用差動保護時，其電源線路較短時，例如電纜長度小于3Km時，采用線路--變壓器組保護裝置（即線路與受電變壓器保護共用）。

A.速斷動作電流：躲過變壓器低壓側(cè)最大三相短路電流：t=0S

靈敏度校驗：

B.過流保護動作電流：躲過可能出現(xiàn)的過負荷電流，如干變按Kgh=1.5，如大的風機、水泵等啟動電流，按實際換算到10KV側(cè)電流，Kgh可能為1.2、1.3等，微機保護按廠家提供資料，返回系數(shù)Kh=0.95。，t=0.3S 靈敏度校驗：

如靈敏度不夠，改為低電壓閉鎖的過電流保護，電流元件按躲開變壓器的額定電流整定，而低電壓閉鎖元件的起動電壓則按照小于正常情況下的最低工作電壓及躲過電動機自起動的條件來整定。

C.對變壓器超溫，瓦斯保護需跳閘者，變壓器高壓側(cè)設負荷開關帶分勵脫扣器，作用于跳閘。

2.開關站進線(8DL)：

按規(guī)范可不設,本方案設的目的作為出線保護及其相關元件故障如電磁線圈斷路而拒動時的后備保護及3～

10KV母線的保護。

A.限時速斷動作電流:同開關站所有出線的最大一臺變壓器速斷保護相配合,配合系數(shù)Kph=1.1，t=0.3S 靈敏度校驗：

B.時限過流動作電流:，t=0.6S 靈敏度校驗：

3.區(qū)域站10KV出線(5DL):

A.限時速斷動作電流:同開關站出線(8DL)限時速斷保護相配合,配合系數(shù)Kph=1.1,，t=0.4S 靈敏度校驗：

B.時限過流動作電流:躲過線路過負載電流(如大電動機啟動電流,某些實

驗時的沖擊電流等)，t=0.7S

靈敏度校驗：

4.區(qū)域站10KV分段開關(2DL):

僅設充電保護,按躲開10KV母線充電時變壓器勵磁涌流,延時t=0.2S動作,充電后保護退出。，t=0.2S 靈敏度校驗：

5.開關站10KV分段開關（7DL）：

同2DL原則，t=0.2S 靈敏度校驗：

6.開關站出線帶2臺及以上變壓器：

A.速斷動作電流：躲過中最大者，t=0S

B.時限過流動作電流：躲過線路過負載電流，t=0.3S。

7.區(qū)域站至住宅小區(qū)供電線路（單線單環(huán)或雙環(huán)、開環(huán)進行）：

A.限時速斷動作電流：同6.A原則，t=0.4S(同小區(qū)變壓器的高壓熔斷器配合）。

B.時限過流動作電流：同6.B原則，t=0.7S（同小區(qū)變壓器的高壓熔斷器配合）。

8.區(qū)域站主變低壓側(cè)開關1DL、3DL: 設過電流保護（作為主變低后備保護，10KV母線保護及出線遠后備保護），其動作電流按躲過主變的最大負荷電流（當一臺主變故障或檢修時的負荷電流及電動機啟動等），對K-2點要求KL≥2,對K-3點要求KL

≥1.2。

保護為一段二時限，第一時限1.1S跳10KV分段開關，第二時限1.5S跳本側(cè)開關。

9.關于時間級差說明：

A.對微機保護，開關站△t為0.3S，對區(qū)域站為提高可靠性△t為0.4S。

B.對電磁繼電器保護，選精度較好的時間繼電器，△t在開關站，區(qū)域站△t均為0.4S。

10.為避免CT飽和，可采用保護與測量CT分開，用不同的變比，如保護用300/5A等。

11.對10KV中性點非直接接地電力網(wǎng)中的單相接地故障：

A.在10KV母線上，裝設接地監(jiān)視裝置，作用于信號。PT開口三角電壓繼電器整定值：Udz=15V，為避免鐵磁諧振，在開口三角上設一個微機型消諧器。

B.區(qū)域站、開關站10KV出線較多，設微機小電流接地信號裝置，可迅速判別某出線單相接地故障（對微機保護，10KV小電流接地選線功能通過各10KV間隔的監(jiān)控保護實現(xiàn)，無需專門的裝置）。

六、自動裝置設定：

1.10KV架空出線重合閘：動作投入時間1S。

2.備用電源自動投入：

A.區(qū)域站10KV分段開關（2DL）自動投入時間：

a.t=110KV橋開關備自投時間+0.4S；

b.t=主變高后備動作時間+0.4S；

c.取a與b的最大值。

B.各開關站10KV分段開關備自投時間=2DL備自投時間+0.4S

C.備自投動作電壓：

工作電源失壓動作電壓：25V(PT二次側(cè)電壓）

備用電源監(jiān)視動作電壓：70V(PT二次側(cè)電壓)

七、結(jié)束語：本方案經(jīng)多年運行考驗，符合可靠性、速動性、選擇性、靈敏性四性原則，對區(qū)域站，動作時間小于1S，保證了10KV各設備和線路的熱穩(wěn)定，同反時限過流相比，動作時間準確、誤差小、容易整定、選擇性好。多次動作，未出現(xiàn)誤動情況，保證了供電的可靠性。

參考文獻

1.《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》GB50062-92 2.《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設計導則》能源電[1993]228號

3.工業(yè)與民用配電設計手冊 中國航空工業(yè)規(guī)劃設計研究院等編第2版

第四篇：210中央配電所繼電保護整定計算[范文模版]

孫村煤礦

-210中央配電所繼電保護整定計算-210中央配電所繼電保護整定計算

一、-210主運：總計算負荷：3237KW，計算負荷電流為404.6A

CT變比300/5

線路保護整定計算

-210主運母線短路電流

I(2)dmin＝3208A

I(3)dmax＝3943A

最大電機400KW，軟起動。

1、無時限速斷

Idz＝Kk·Kj·I(3)dmax/KmNi

＝1.1×1×3943/2.5×60

＝28.9A

取30A

Km—靈敏系數(shù)，Km≥2 其中：Kk－可靠系數(shù)，考慮非周期分量影響取1.1～1.4

2、時限速斷

按躲過最大電機啟動電流計算，電機啟動電流246.5A，剩余工作電流366A，共計612.5A，Idz＝Kk·Kj·ISmax/Ni

＝1.3×1×612.5/60

＝14.29A

取15A

時間取0.3S。其中：Kk－可靠系數(shù)，考慮非周期分量影響取1.1～1.4

2、過流保護

Idz= Kk·Kj·Ijdmax/KfNi

=1×404.6/0.85×60

=7.9A

取8A

時間取0.8S

靈敏系數(shù)校驗：Km＝I(2)dmin/IdzNi＝4590/10×80＝5.74＞2 滿足要求

二、-210泵房配電所（線路保護）

-210泵房配電所總負荷3630.5KW，計算工作電流412.5A CT變比：400/5-210泵房母線短路電流

I(2)dmin＝3611A

I(3)dmax＝4475A

最大電機680KW，串電抗器起動。

1、無時限速斷

Idz＝Kk·Kj·I(3)dmax/KmNi

＝1.1×1×4475/2.5×80

＝24.6A

取25A

Km—靈敏系數(shù)，Km≥2 其中：Kk－可靠系數(shù)，考慮非周期分量影響取1.1～1.4

2、時限速斷

按躲過最大電機啟動電流計算，電機啟動電流425A，剩余工作電流327.5A，共計752.5A，Idz＝Kk·Kj·ISmax/Ni

＝1.3×1×752.5/80

＝13.1A

取14A

時間取0.3S。

其中：Kk－可靠系數(shù)，考慮非周期分量影響取1.1～1.4

2、過流保護

Idz= Kk·Kj·Ijdmax/KfNi

=1.3×412.5/0.85×80

=7.88A

取8A

時間取0.8S

靈敏系數(shù)校驗：Km＝I(2)dmin/IdzNi＝4590/10×80＝5.74＞2 滿足要求

三、-400泵房配電所（線路保護）

CT變比：300/5-400泵房配電所總負荷2976.5KW，計算工作電流336.98A 線路保護整定計算

-210主運母線短路電流

I(2)dmin＝3483A

I(3)dmax＝4305A

最大電機440KW，直接起動。

1、無時限速斷

Idz＝Kk·Kj·I(3)dmax/KmNi

＝1.1×1×4305/2.5×60

＝29.9A

取30A

Km—靈敏系數(shù)，Km≥2 其中：Kk－可靠系數(shù)，考慮非周期分量影響取1.1～1.4

2、時限速斷

按躲過最大電機啟動電流計算，電機啟動電流385A，剩余工作電流281.9A，共計667A，Idz＝Kk·Kj·ISmax/Ni

＝1.3×1×667/60

＝14.45A

取15A

時間取0.3S。

其中：Kk－可靠系數(shù)，考慮非周期分量影響取1.1～1.4

2、過流保護

Idz= Kk·Kj·Ijdmax/KfNi

=1.3×336.98/0.85×60

=8.58A

取9A

時間取0.8S

靈敏系數(shù)校驗：Km＝I(2)dmin/IdzNi＝4590/10×80＝5.74＞2 滿足要求

四、進線

CT變比 800/5

-210中央配電所總計算負荷4445KW，計算電流503.1A。CT變比800/5

I(2)dmin＝3883A

I(3)dmax＝4771A

最大電機680KW，串電抗器起動。

1、無時限速斷

Idz＝Kk·Kj·I(3)dmax/KmNi

＝1.4×1×4771/2×160

＝23.96A

取24A

Km—靈敏系數(shù)，Km≥2 其中：Kk－可靠系數(shù)，考慮非周期分量影響取1.1～1.4

2、時限速斷

按躲過最大電機啟動電流計算，電機啟動電流425A，剩余工作電流418.1A，共計843.1A，Idz＝Kk·Kj·ISmax/Ni

＝2×1×843.1/160

＝10.53A

取11A

時間取0.3S。其中：Kk－可靠系數(shù)，取2

1、過流保護 Idz=Kk*Ijmax / Kf Ni

=1.3×503.1/0.85×160 =4.8A 取 5A 其中;Kk —可靠系數(shù)，取1.3。

Kf —返回系數(shù)，取0.85 Ni —電流互感器變比 Ijmax —母線最大計算工作電流

五、副提1#

2#

CT變比 200/5 計算負荷400KW 絞車電機280KW，直接起動，起動電流235A。I(2)dmin＝4035A

I(3)dmax＝5222 A

1、無時限速斷

Idz＝Kk·Kj·I(3)dmax/KmNi

＝1.1×1×5222/10×40

＝14.36A

取15A

Km—靈敏系數(shù)，Km≥2 其中：Kk－可靠系數(shù)，考慮非周期分量影響取1.1～1.4

2、時限速斷保護

躲過電動機起動電流，起動電流235A，剩余電流15.5A，最大計算電流255.5A。

Idz＝Kk·Kj·I dq/Ni

＝1×1×255.5/40

＝6.3A

取6.5A

時間0.3S Km—靈敏系數(shù)，Km≥2 其中：Kk－可靠系數(shù)

I dq—電機起動電流

3、過流保護 Idz=Kk*Ij / Kf Ni

=1.3×50/0.85×40 =1.9A 取2A 時間0.8S 其中;Kk —可靠系數(shù)，取1.3。

Kf —返回系數(shù)，取0.85 Ni —電流互感器變比 Ide —電機額定電流

六、-600新副井1#

2#

CT變比 200/5 計算負荷400KW，絞車電機280KW，變頻起動，最大起動電流175A。I(2)dmin＝3985A

I(3)dmax＝5052 A

1、無時限速斷

Idz＝Kk·Kj·I(3)dmax/KmNi

＝1.1×1×5052/10×40

＝13.8A

取14A

Km—靈敏系數(shù)，Km≥2 其中：Kk－可靠系數(shù)，考慮非周期分量影響取1.1～1.4

2、時限速斷保護

躲過電機啟動電流，最大起動電流175A。剩余電流15.5A，最大計算電流190.5A。Idz＝Kk·Kj·Ijmax/Ni

＝1×1×190.5/40

＝4.8A

取5A

時間0.3S Km—靈敏系數(shù)，Km≥2 其中：Kk－可靠系數(shù)

I dq—電機起動電流

2、過流保護 Idz=Kk*Ij / Kf Ni

=1.3×50/0.85×40 =1.9A 取 2A 其中;Kk —可靠系數(shù)，取1.3。

Kf —返回系數(shù)，取0.85 Ni —電流互感器變比 Ide —電機額定電流

七、變壓器（618板）

CT變比 150/5

變壓器容量315KVA，最大電機55KW，直接起動，最大起動電流48.1A。變壓器二次側(cè)短路電流折算之高壓側(cè) I(3)dmax＝892A

1、無時限速斷

Idz＝Kk·Kj·I(3)dmax/KmNi

＝1.1×1×892/2×30

＝16.34A

取17A

Km—靈敏系數(shù)，Km≥2 其中：Kk－可靠系數(shù)，考慮非周期分量影響取1.1～1.4

2、時限速斷保護

躲過最大電機的起動電流，最大起動電流48.1A。剩余電流24.2A，計算電流72.7A Idz＝Kk·Kj·Ijmax /Ni

＝2×1×72.7/30

＝4.8A

取5A

時間0.3S 其中：Kk－可靠系數(shù) 取2～3 Ijmax—電機啟動時最大計算電流

2、過流保護 Idz=Kk*Ide / Kf Ni

=2×31.5/0.85×30 =2.47A 取2.5A 時間0.8S 其中;Kk —可靠系數(shù)，取2～3 Kf —返回系數(shù)，取0.85 Ni —電流互感器變比 Ide —電機額定電流

八、-210移變（605板）

CT變比 200/5

變壓器總?cè)萘?30KVA，最大電機110KW，直接起動，最大起動電流96.25A。變壓器二次側(cè)短路電流折算之高壓側(cè) I(3)dmax＝1026A

1、無時限速斷

Idz＝Kk·Kj·I(3)dmax/KmNi

＝1.1×1×1026/2×40

＝14.1A

取15A

Km—靈敏系數(shù)，Km≥2 其中：Kk－可靠系數(shù)，考慮非周期分量影響取1.1～1.4

2、時限速斷保護

躲過最大電機的起動電流，最大起動電流96.25A。剩余電流49.25A，計算電流145.5A Idz＝Kk·Kj·Ijmax /Ni

＝2×1×145.5/40

＝7.3A

取7.5A

時間0.3S 其中：Kk－可靠系數(shù)，取2～3 Ijmax—電機啟動時最大計算電流

2、過流保護 Idz=Kk*Ide / Kf Ni

=2×63/0.85×40 =3.7A 取4A 時間0.8S 其中;Kk —可靠系數(shù)，取2～3。

Kf —返回系數(shù)，取0.85 Ni —電流互感器變比 Ide —電機額定電流

第五篇：10kV配電工程繼電保護整定計算

電力系統(tǒng)繼電保護專題答疑之繼電保護整定計算

電力系統(tǒng)繼電保護專題答疑

之繼電保護整定計算

說明：本專題所用例題主要選自《電力系統(tǒng)繼電保護整定計算》（許建安、王鳳華編，中國水利水電出版社）和《電力系統(tǒng)繼電保護習題集》（張保會、潘貞存編，中國電力出版社）。

專題一：線路階段式電流電壓保護

A1B2C3D4T3ELoad～S15FLoadT1S2T2～

圖 1 典型中低壓電力網(wǎng)絡圖

1、保護Ⅰ段整定

（1）短路計算

最大短路電流（系統(tǒng)最大運行方式下發(fā)生三相短路）

IkBmax?（3）ESXS.min?XAB?ESXS.min?xl?LAB

最小短路電流（系統(tǒng)最小運行方式下發(fā)生兩相短路）

IkBmin?（3）32?ESXS.max?XAB?32?ESXS.max?xl?LAB

（2）Ⅰ段整定值

Iset.1?KrelIkBmax

tset.1?0 ⅠⅠⅠ（3）s

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電力系統(tǒng)繼電保護專題答疑之繼電保護整定計算

（3）校驗最小保護區(qū)

Lmin?1?3ES?XS.max?Ⅰ?x1?2Iset.1? ???最小保護區(qū)百分比為

m?LminLAB?100%＞（15%~20%）

說明：對于線路變壓器組，變壓器故障時，無論是2QF/3QF動作跳閘還是1QF跳閘，LD都失去負荷，故允許保護1的Ⅰ段伸入變壓器。

A1BCLD1QF2QF圖 2 線路變壓器組

3QF

2、保護Ⅱ段整定

保護1的Ⅱ段不超過保護2的Ⅰ段

Iset.1?KrelIset.2 ⅡⅡⅠ相鄰母線有多個元件時，取IⅠ中較大者。set.2如何確保選擇性？

tset.1?tset.2??t ⅡⅠ說明：分支系數(shù)問題

分支系數(shù)定義：相鄰下一級線路保護Ⅰ段末端短路時，流過故障線路的短路電流與保護安裝處的短路電流之比。

（1）助增情況（不考慮助增情況，保護縮短）（2）外汲情況（不考慮外汲情況，保護伸長）

Iset.1?Ⅱ1kbKrelIset.2 ⅡⅠ保護校驗 Ⅱ段只做近后備

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電力系統(tǒng)繼電保護專題答疑之繼電保護整定計算

在系統(tǒng)最小運行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路時，最小靈敏系數(shù)

Ksen?IkBminIⅡset.1（2）＞1.5

3、保護Ⅲ段整定

最大負荷電流

ILmax?Pmax3?0.95U?cos?（此處0.95是考慮到啟動時電壓可能低于額定電壓5%，故取0.95U）Ⅲ段整定值

IⅢset.1?KrelKssKreⅢⅢILmax

tset.1?max?tset.next???tⅢ

靈敏度校驗

1）作線路AB的近后備

Ksen?ⅠIkBminIⅢset.1（2）＞1.5

2）作相鄰線路BC的遠后備

IkCmin?（2）3ES2XS.max?XAB?XBC

Ksen?ⅡIkCminIⅢset.1（2）＞1.2

【例題1】

如圖所示35kV單側(cè)電源放射狀網(wǎng)絡，AB和BC均設有三段式電流保護。已知：

（1）線路LAB=20km，LBC=30km，線路電抗x1=0.4?/km。

（2）變電所B、C中變壓器連接組別為Y/d-11，且在變壓器上裝設差動保護。

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電力系統(tǒng)繼電保護專題答疑之繼電保護整定計算

（3）線路AB的最大傳輸功率為Pmax=9.5MW，自啟動系數(shù)取1.3。cos?=0.9，（4）T1、T2變壓器歸算到被保護線路電壓等級的阻抗為28Ω，系統(tǒng)電抗為Xs.max=7.9?，Xs.min=5.4?。

試對線路AB的保護進行整定計算與校驗。

A120kmS 35kVB2T130kmECT2D

三段式電流保護整定總結(jié)

1）制定等值電路圖，求取元件參數(shù) 2）制定最大最小運行方式

3）求取最大最小運行方式下母線三相短路電流 4）按最大運行方式整定 5）按最小運行方式校驗

專題二：三段式零序電流保護

1、零序Ⅰ段

（1）躲開被保護線路末端單相或兩相短路接地時保護安裝處最大的3倍零序電流。

I0set.1?Krel?3I0.max ⅠⅠ其中

1）單項接地：3I0(1)?3E12Z1??Z0?

(1,1)?2）兩相短路接地：3I03E1Z1??2Z0?

（2）躲開被保護線路斷路器三相不同時合閘（按始端斷線計算）時保護安

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電力系統(tǒng)繼電保護專題答疑之繼電保護整定計算

裝處最大的3倍零序電流。

I0set.1?Krel?3I0.ust ⅠⅠ其中

1）接通一相，相當于兩相斷線

3I0?3?E1?E22Z1??Z0?

2）接通兩相，相當于一相斷線

3I0?3?E1?E2Z1??2Z0?

選擇其中數(shù)值最大者。

采用單相重合閘時，應該設置靈敏Ⅰ段和不靈敏Ⅰ段，以躲開非全相運行時又發(fā)生系統(tǒng)振蕩出現(xiàn)的零序電流。

2、零序Ⅱ段

被保護線路存在多個相鄰下一級設備時，首先按與各個相鄰下一級線路的Ⅰ段相配合整定，然后選擇數(shù)值較大者。

I0set.1?ⅡⅡKrelkbminⅡI0set.2 Ⅰt0set.1??t

靈敏度校驗

Ksen?3IoⅡminI0set.1＞1.3~1.5（不滿足要求時可以和下一級的零序Ⅱ段配合）

3、零序Ⅲ段

整定原則：

（1）按躲過相鄰線路出口處三相短路時保護安裝處的最大不平衡電流整定，短路點也可選擇在被保護線路末端。

I0set.1?KrelIunb.max?KrelKnpKstKerIk.max

[ 5 / 9] ⅢⅢⅢ(3)電力系統(tǒng)繼電保護專題答疑之繼電保護整定計算

（2）與相鄰下一級線路的零序Ⅲ段進行靈敏度配合，即保護范圍要小于相鄰下一級線路零序Ⅲ段的保護范圍。

I0set.1?ⅢKrelkbminⅢI0set.2

Ⅲ靈敏度校驗近后備：Ksen?3IoⅢminI0set.13IoⅢmin＞1.3~1.5 遠后備：Ksen?ⅢⅢI0set.1＞1.2 t0set.1?max?t0set.next???t【例題2】

如下圖所示220kV網(wǎng)絡，對斷路器1處配置的三段式零序電流保護（不考慮非全相運行狀態(tài)時系統(tǒng)發(fā)生振蕩的情況）進行整定，計算定值、動作時間并校驗靈ⅡⅢ敏度。（KⅠ?Krel?Krel?1.2，零序最大不平衡電流的計算系數(shù)綜合考慮為relKnpKtxKer?0.1。C母線三段零序電流保護動作時間為1秒）。

A1B2CX1=15X0=12X1=40X0=115220kVX1=30X0=110X1=25X0=17

三段式零序電流保護整定總結(jié)

1）制定等值三序電路圖，求取元件參數(shù) 2）制定最大最小運行方式

3）求取最大最小運行方式下母線單相短路零序電流和兩相短路接地零序電流

4）注意零序電流要按零序網(wǎng)絡分配回去

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電力系統(tǒng)繼電保護專題答疑之繼電保護整定計算

4）按最大運行方式整定 5）按最小運行方式校驗

專題三：階段式距離保護整定

A1B2k1S1k3

CDS2k21、距離Ⅰ段

1）按躲過相鄰下一級設備出口處（被保護線路末端）短路來整定

ⅠⅠZset.1?KrelZAB

其中，可靠系數(shù)取0.8~0.85。按此原則整定的距離Ⅰ段在任何系統(tǒng)運行方式下保護范圍為線路全長的80%~85%。

2）對線路-變壓器組按躲過變壓器出口處短路來整定

Zset.1?Krel（ZAB?ZT）其中，可靠系數(shù)取0.75，此情況下距離Ⅰ段可能保護線路全長。距離Ⅰ段的動作時限

tⅠ?0

s set.1ⅠⅠ

2、距離Ⅱ段

1）按與相鄰下一級設備距離Ⅰ段相配合來整定

Zset.1?Krel（ZAB?kb.minZset.2）其中，可靠系數(shù)取0.8。

最小分支系數(shù)為相鄰下一級設備距離Ⅰ段保護范圍末端三相短路時，相鄰下一級設備電流與被保護線路電流之比的最小值。

tset.1?tset.2??t

[ 7 / 9] ⅡⅠⅡⅡⅠ電力系統(tǒng)繼電保護專題答疑之繼電保護整定計算

2）按躲過相鄰變壓器出口處短路來整定

Zset.1?Krel（ZAB?kb.minZT）ⅡⅡ其中，可靠系數(shù)取0.7。

最小分支系數(shù)為變壓器出口處三相短路時，變壓器電流與被保護線路電流之比。

Ⅱtset.1?0.5s（考慮變壓器主保護采用差動保護）

3）靈敏度校驗

Ksen?ⅡZset.1ZABⅡ＞1.5

3、距離Ⅲ段

1）按躲過線路上最小負荷阻抗整定 最小負荷阻抗

ZL.min?(0.9～1)U?IL.max

Zset.1?ⅢZL.minⅢKrelKreKsscos（?sen-?L）

其中，可靠系數(shù)取1.2~1.3，阻抗繼電器返回系數(shù)取1.1~1.25，自啟動系數(shù)取1.5~3，阻抗繼電器靈敏角一般等于線路阻抗角，ΦL是負荷阻抗角。

2）Ⅲ段時限

tset.1?tset.2??t ⅢⅢ3）靈敏度校驗 ①近后備

Ksen（1）?ⅢZset.1ZABⅢ＞1.5

②遠后備

Ksen（2）?ⅢZset.1ZAB?kb.maxZBCⅢ＞1.2

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電力系統(tǒng)繼電保護專題答疑之繼電保護整定計算

最大分支系數(shù)為相鄰下一級設備距離Ⅰ段保護范圍末端三相短路時，相鄰下一級設備電流與被保護線路電流之比的最大值。

【例題3】

已知系統(tǒng)參數(shù)如下:

1）系統(tǒng)的正序阻抗Zl?0.45?/km，?k?65?；

2）線路上采用三段式距離保護，阻抗原件采用方向阻抗繼電器，繼電器的最靈敏角?sen?65?；

3）保護2、3的Ⅲ段最長時限為2s；

4）線路AB、BC的最大負荷電流為IL.max?400A，功率因數(shù)為cos??0.9，自啟動系數(shù)Kss?2；

5）變壓器采用差動保護，兩臺變壓器的容量相等，SN?15MV?A，短路電壓百分比Uk%?10.5，變比110/10.5kV；

6）系統(tǒng)的阻抗，ZS1?10?，ZS2.min?30?，ZS2.max??。試對保護1的各段進行整定。A130kmS1 110kVB238kmECD362kmS2

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