110kV输电线路距离保护

1、继电保护原理课程设计题目名称：110KV输电线路距离保护设计 系另U ：物理与电气工程系专业：电气工程及其自动化学 号：姓 名：扌旨导老师：日 期：继电保护原理课程设计任务书原始资料:如下图所示网络，系统参数为:碟=0.8,E®=H5/®V , X g=15C, XG2 = 10Q , XG3 = 100 , L, = 44km, 厶=40R”， 彳二 0.5s, Khm.dX=LB_c=50kmt LC_D = 30/h , LD_E = 20 km,线路阻抗 0.4Q/R", K打=0.85,KreJ = 1.15 、/4血曲=300人、/c-Dmax = 2

2、00A、 D-Emax = 150/1 ,K$ =1.5 ,心= 1.2 , Khmax = 2.32 ,彳 =05s。对线路LI、L3进行距离保护的设计。（对2、9处进行保设计要求：本文要完成的容是对线路的距离保护原理分析及整定计算，并根据分析和整定结果，合理的选择继电保护设备设备，并选择正确的安装方式，以确保安装设备安全、可靠地运行。主要参考资料:1 启逊主编.微机型继电保护基础M.：中国电力，2009.2 贺家主编.电力系统继电保护原理M.：中国电力,2010.3 保会主编.电力系统继电保护M.：中国电力，2005.4 傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算M.:中国电力，2004.5

3、春球.发电厂电气部分M.中国电力，2007.6 丽华.电力工程基础.机械工业.1设计原始资料11.1题目11.2设计要求12继电保护方案设计12.1主保护配置12.2后备保护配置23保护的配合及整定计算33.1保护2处距离保护的整定与校验33.2保护9处距离保护的整定与校验44二次展开图的绘制64. 1保护测量电路64. 1. 1绝对值比较原理的实现64. 1.2相位比较原理的实现74.2保护跳闸回路85 总结9参考文献101设计原始资料1.1题目如图1-1所示网络，系统参数为：爲=115/压 V,XG1 =15Q, XG2 = 10Q , XG3 = 10Q , 厶=44R”， L. = 4

4、0km ,件 0.5s, Khm,x=LH_c=50krni LC_D = 30/h , LD_E = 20 km,线路阻抗 0.4Q/R",K,=0.85,K,你=0.8,心刃=1.15, Z.A_,max = 300A, /c_Dmax = 200 A , /D_£max = 150 A , 7=1.5,K“ = L2 , ,max = 2.32, /；=0.5s。对线路LI、L3进行距离保护的设计。（对2、9处进行保 护设计）'1.2设计要求本文要完成的容是对线路的距离保护原理分析及整定计算，并根据分析和整定结果，合理 的选择继电保护设备设备，并选择正确的安装

5、方式，以确保安装设备安全、可靠地运行。2继电保护方案设计2.1主保护配置距离保护【段和距离保护】【段构成距离保护的主保护，如图2-1为距离保护网络接线图。距离保护的【段图2-1距离保护网络接线图瞬时动作，"是保护本身的固有动作时间。保护1的整定值应满足：Z；fJ 考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差，引入 可靠系数K：,（一般取0.80. 85）,则同理，保护2的【段整定值为Z,爲+届c如此整定后，距离I段就只能保护线路全长的80%90%,这是一个严重的缺点。为了切除 本线路末端10%20%围以的故障，就需要设置距离保护第II段。距离II段整定值的选择和限时电流速断相似，即应使其

6、不超出下一条线路距离【段的保护围，同时 带有髙出一个/的时限，以保证选择性，当保护2第I段末端短路时，保护1的测量阻抗为Z=乙 3 +Z$“引入可靠系数K伤（一般取0. 8）,则保护1的1【段的整定阻抗为Z你=K你乙b + Z,爲）=0.8乙b +（0-8 0.85）Z®2.2后备保护配置为了作为相邻线路的保护装置和断路器拒绝动作的后备保护，同时也作为距离I段与距离 II段的后备保护，还应该装设距离保护第III段。距离III段：整定值与过电流保护相似，其启动阻抗要按躲开正常运行时的负荷阻抗来选 择，动作时限还按照阶梯时限特性来选择，并使其比距离III段保护围其他各保护的最大动作 时限

7、髙出一个3保护的配合及整定计算3.1保护2处距离保护的整定与校验1、保护2处距离保护第I段整定（1）2处的I段的整定阻抗为Z, = K：上= 0.85 x 30 x 0.4 = 10.2Q（2）动作时间tz=0s （第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间）。2、保护2处距离保护II段整定（1）与相邻线路厶空距离保护I段相配合，线路的II段的整定Z你=+ K浪Ld=0.8x GOx0.4 + 0.85 x 20 x 0.4） = 15.040（2）灵敏度校验距离保护II段，应能保护线路的全长，本线路末端短路时，应有足够的灵敏度。考虑到各 种误差因素，要求灵敏系数应满足Kni.25= 1.25

8、3满足要求（3）动作时间，与相邻线路比上距离I段保护配合，则tu =* + St = 0.5s它能同时满足与相邻保护以及与相邻变压器保护配合的要求。3、保护2处距离保护III段整定（1）整定阻抗：按躲开被保护线路在正常运行条件下的最小负荷阻抗乙_.叭来整定计算的, 所以有Zmin_ "lminLmax0.9x11073x0.2285.790已知Krel = A5 , 心= 1.2, 心=1.5 ,带入公式（3. 5）可得z 作=一竺巳一 =138.06Q1（2）灵敏度校验距离保护III段，即作为本线路I、II段保护的近后备保护，又作为相邻下级线路的远后 备保护，灵敏度应分别进行校验。

9、作为近后备保护时，按本线路末端短路进行校验，计算式为7/= - = 11.51Z/u满足要求作为远后备保护时，按相邻线路末端短路进行校验，计算式为7illZ + Z»e138.0630x0.4 + 20x0.4= 6.93满足要求（3）动作时间3.2保护9处距离保护的整定与校验1、保护9处距离保护第I段整定（1）线路L1的I段的整定阻抗为Z 寫=K：上 © = 0.85 x 44 x 0.4 = 14.96Q（2）动作时间tz=0s （第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间）。2、保护9处距离保护第II段整定（1）与相邻线路距离保护I段相配合考虑到分支系数K加的影响，线

10、路L1的II段的整 定阻抗为Zj =0.4x44 = 17.6Q,Z3 = z】厶=0.4x40 = 16QZs ! 一 16Z,+Z3 "17.6 + 16K =也=也=2G 0%于是 z； = 0.8x (17.6 + 2x0.4x 50) = 46.08Q（2）灵敏度校验距离保护II段，应能保护线路的全长，本线路末端短路时，应有足够的灵敏度。sen满足要求（3）动作时间，与相邻线路5y距离II段保护配合，则tu =tl + Ar = 0.55它能同时满足与相邻保护以及与相邻变压器保护配合的要求。3、线路L1距离保护第III段整定其中心产1.15,心=12,心=15于是可得z，1

11、90.53* 1.15x1.2x1.5=92.04Q（1）整定阻抗：按躲开被保护线路在正常运行条件下的最小负荷阻抗乙聞来整定计算的,所以有7/ _minsetK K RIreflreIaZsin-fh 11°190.53°/“x75x0.3（2）灵敏度校验距离保护III段，即作为本线路I、II段保护的近后备保护，又作为相邻下级线路的远后备保护，灵敏度应分别进行校验。作为近后备保护时，按本线路末端短路进行校验，计算式为7,/92 04= 一:一 = 4.36ZLl满足要求作为远后备保护时，按相邻线路末端短路进行校验，计算式为71119? 045_儿-136乙山+心小影21.1

12、2 + 2.32x20满足要求（3）动作时间卅=#+3A/ = 2s4、三段式电流接线原理图如图3-1所示。图3-1三段式电流接线原理图4二次展开图的绘制4. 1保护测量电路对于动作于跳闸的继电保护功能来说，最为重要的是判断出故障处于规定的保护区还是保 护区外，至于区或区外的具体位置，一般并不需要确切的知道。可以用两种方法来实现距离保 护。一种是首先精确地测量出乙”，然后再将它与事先确定的动作进行比较。当乙”落在动作区 之时，判为区故障，给出动作信号；当Z”落在动作区之外时，继电器不动作。另一种方法不需 要精确的测出Z”，只需间接地判断它是处在动作边界之外还是处在动作边界之，即可确定继电 器动

13、作或不动作。绝对值比较原理的实现如前所述，绝对值比较的一般动作表达式如式|zj<|z,|所示。绝对值比较式的阻抗元件， 既可以用阻抗比较的方式实现，也可以用电压比较的方式实现。该式两端同乘以测量电流/,”，并令I,nZA=UA. 1亿严5,则绝对值比较的动作条件又可以 表示为称为电压形式的绝对值比较方程。电路图如图4-1所示。图4-1绝对值比较的电压形成4. 1.2相位比较原理的实现相位比较原理的阻抗元件动作条件的一般表达式如式-90°5argNs90°所示，相位比较 的动作条件可以表示为ZD称为电压形式相位比较方程。电路图如图4-2所示。CT-D(7图4-2相位比较

14、4.2保护跳闸回路三段式距离保护主要由测量回路、起动回路和逻辑回路三部分组成，电路如图4-3所示。(1) 起动回路起动回路主要由起动元件组成，起动元件可由电流继电器、阻抗继电器、负序电流继电器 或负序零序电流增量继电器构成。正常运行时，整套保护处于未起动状态，即使测量元件动作 也不会产生误跳闸。起动部分用来在短路时起动整套保护，即解除闭锁，允许1、2ZJK和3ZJK 通过与门K和5去跳闸。起动部分启动后，起动时间电路刁，在0.1s时间(开放时间)允许距 离I段跳闸。超过0. Is时7；动作，一方面通过禁止门JZ闭锁距离I段，另一方面起动切换继电 器，对于各段或各相有公用阻抗继电器的距离保护装置

15、，进行段别或相别切换。(2) 测量回路测量回路的I段和II段，由公用阻抗继电器1、2ZJK组成，而第III段由测量阻抗继电器 3ZJK组成。测量回路是测量短路点到保护安装处的距离，用以判断故障处于哪一段保护围。(3) 逻辑回路逻辑回路主要由门电路和时间电路组成。与门电路包括与门X、5、或门H和禁止门JZ, 用以分析判断是否应该跳闸。O.ls/OTiQHJJZ1XJKJZ2T22XJKJZ3Y2&3XJ启动回路图4-3保护跳闸回路5总结通过继电保护课程设计，本人从中学到了很多宝贵的经验和知识。对距离保护设计的过程 有了一个很大程度了解，对设计的思路、基本方法、步骤有了深刻的认识。为以后的

16、工作打下 了一个坚实的基础。通过这次设计，本人深刻的认识到了，理论知识和实践相结合是学习中相 当重要的一个环节，只有这样才能提高自己的实际操作能力，并且从中培养自己的独立思考。参考文献1 启逊主编.微机型继电保护基础M.:中国电力，2009.2 贺家主编.电力系统继电保护原理M.：中国电力,2010.3 保会主编.电力系统继电保护M.：中国电力，2005.4 傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算M.:中国电力，2004.5 春球.发电厂电气部分M.中国电力，2007.6 丽华.电力工程基础.机械工业.继电保护原理课程设计成绩评价表课程名称继电保护原理课程设计题目名称110KV输电线路距离保护设计学生媛媛学号B2011052238希导教黄丽霞职称教师序号评价项目指标满分评分1工作量、工作态 度和出勤率按期圆满的完成了规定的任务，难易程度 和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律， 出勤率高