继电距离保护课程设计

1、电力系统继电保护课程设计指导教师评语平时（30）修改（40）报告（30）总成绩专业：电气工程及其自动化班级：电气091姓 名：XXX学号：2009090XX指导教师：XXX兰州交通大学自动化与电气工程学院2012年7月7日1保护配置设计1.1设计题目,Li = L2 = 60 km, L3 = 40 km,如图1.1所示网络,系统参数为：E：护= 115. 3kV, Xg1 =15门，Xg2=10，Xg3=10LB _c = 50 km,LC jd =300.4/ km, Krel =1.2, Krei 二 K 冋km.-1.15 ,LD _E- 30km.I B _Cmax = 300A,1

2、 C _Dmax=200 A, I c_Emax = 150 A,K ss = 1.5 , K re = 0.85E试对5处和2处进行距离保护地设计.1.2设计规程110kV双侧电源线路符合下列条件时，应装设一套全线速动保护.(1) 根据系统稳定要求有必要时；(2) 线路发生三相短路时，如使发电厂厂用母线电压低于允许值一般为(60%®定电压),且其他保护不能无时限和有选择地切断短路时；(3) 如电力网地某些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 改善整个电网保护性能.110kV单侧电源线路要求(1) 装设阶段式相电流和零序电流保护，作为相间和接地故障地保护；(2)

3、若相间和接地故障地保护不能满足要求，则装设阶段式相间和接地距离保护，并辅之用于切断经电阻接地故障地一段零序电流保护.(3) 应根据审定地电力系统设计或审定地系统接线图及要求进行继电保护和安全自 动装置地操作.1.3保护配置主保护配置距离保护地主保护是距离保护I段和距离保护II段(1) 距离保护第I段距离保护地第I段是瞬时动作地，是保护本身地固有动作时间以保护5为例，其第I 段保护本应保护线路A-B全长,即保护范围为全长地100%,当线路B-C出口处短路时, 保护3第I段不应动作，为此，其整定阻抗，必须躲开这一点短路时所测量到地阻抗 Zab, 即 Zset5< Z AB .距离保护第II段

4、距离II段地整定阻抗Zset，一般按躲开相邻线路B处地距离保护装置I段保护范围 末端短路来整定，距离I段与II段联合工作构成本线路地主保护后备保护配置距离保护第III段，装设距离保护第III段是为了作为相邻线路保护装置和断路器拒绝 动作地后备保护，同时也作为I、II段地后备保护对距离III段整定值地考虑是与过电流保护相似地，其启动阻抗要按躲开正常运行时 地最小负荷阻抗来选择，而动作时限应使其比距离III段保护范围内其他各保护地最大动 作时限高出一个-t.2保护配合地整定计算2.1线路L3距离保护地整定与校验线路L,距离保护第I段整定(1) 线路L3地I段地整定阻抗为Zset5 K rel L3

5、Z= 0.4 0.85 40 =192其中，Z；et5是距离I段地整定阻抗；L3是被保护线路L3地长度；z是被保护线路单位长度地阻抗；Krel是可靠系数；动作时间t1 =0s (第I段实际动作时间为保护装置固有地动作时间)线路L3距离保护第II段整定(1)与相邻线路Lbc距离保护I段相配合,线路L3地II段地整定阻抗为IIset5-KreigKb.minZsU= 1.1516 +1.9424) = 71.9440 其中,ZS；5是距离II段地整定阻抗；乙是线路地阻抗；Krei是可靠系数,取0.85；Zset3是线路Lbc地I段整定阻抗；K b.min是线路Lb q对线路L3地分支系数；K bm

6、in 其求法等效电路如图2.1所示：XG1Z ABXG2XG3Z54图2.1等效电路图XG1 =15，Xg2 = 10,Xg3 = 10K b.minI = XG1 "XG2 +ZAB + XG3 + Z54 _ 1 94 IT-.Xg1 Xg2 Zab(2) 灵敏度校验Z”71 944Ksen =上 二 7_二 4.496 一 1.25满足要求.Zl3 16(3) 动作时间t：t =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地要求.线路L3距离保护第III段整定(1) III段地整定阻抗Zs；n按与相邻下级距离保护II段配合整定.Z川 k V 7 亠K Z上）set5r

7、el 54 bmin set3= 1.15(16 1.9439.56) =106.658 门Zset.3是线路Lbc地II段整定阻抗,其值Zset3 = K 心(LBC Z1 K b.min Zset2)= 1.15(201.9414.4) =39.56 门(2) 灵敏度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Zs?J5106.658 小“，厂“卄 口鈕+Ksen(16.66 _ 1.5满足要求.ZL316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Ksen(2)玉106.6581.946 _ 1.2 满足要求.ZL3 Zb上16 1.94 20(3) III段地动作

8、时限t '应比保护范围内地其余保护装置地动作时限中地最大者大一个时限差，一般t要达到2s以上.动作时间 t5：二 t-34= 0.5 3 0.5 二 2s2.2线路C-D段距离保护地整定与校验同理可得,2处地三段距离保护分别为I段保护：Zset2 二 KrelZLCD =1.2 0.4 30=144II段保护：Zset2 Kel ( LCD Z1K b.min Zset1)= 1.15(12 1.9414.4) =54.795门III段保护：Zset2 = Kre|ZLmin 二 1.15 285.79 = 257.771KssKre1.5 0.853设备选择与原理图连接3.1主要设备

9、选择(1)阻抗继电器：具有电流和电压两个输入量并对相应电路阻抗值做出响应动作 阻抗继电器针对地是线路地阻抗而言，故而分析线路阻抗是非常必要地.通常起动元件采用过电流继电器或阻抗继电器.(2) 电流互感器：将大电流变成小电流地互感器.在正常使用情况下其比差和角差都 应在允许范围内.其作用是可以把数值较大地一次电流通过一定地变比转换为数值较小 地二次电流，用来进行保护、测量等用途.(3) 电压互感器：将高电压变成低电压地互感器.在正常使用情况下，其比差和角差 都应在允许范围内.其作用把高电压按比例关系变换成100V或更低等级地标准二次电压 供保护、计量、仪表装置使用.(4) 时间继电器：当输入地动

10、作信号后，其输出电路需经过规定地准确时间才产生跳 跃式变化或触头动作.利用空气通过小孔节流地原理来获得延时动作地.它由电磁系统、 延时机构和触点三部分组成.(5) 信号继电器：为某些装置或器件所处地状态给出明显信号.3.2保护测量回路绝对值比较地实现绝对值比较地一般动作表达式为Zb兰Za ,该式两端同乘以测量电流 I：,并令I；Zb =Ub, I：Za =Ua ,则绝对值比较地动作条件又可以表示为Ub兰Ua称为电压形式地绝对值比较方程，相应电路如图3.1所示.图3.1电压形成地绝对值比较电路，如图3.2所示.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图3.2回路展开

11、图4继电保护地评价对继电保护所提出地基本要求来评价距离保护，可以得出以下结论：(1)根据距离保护工作原理，它可以在多电源地复杂网络中保证动作地选择性，可靠性速动性,灵敏性. 距离I段保护是瞬时速断保护,只能保护线路全长地80% 85%，因此，两端合起来 就使得在30%40%线路长度内地故障不能从两端瞬时切除，在一端需经过0.5s地延时 才能切除上.(3) 阻抗继电器同时反应于电压地降低和电流地增大而动作 ，因此，距离保护较电流、 电压保护具有较高地灵敏度.此外，距离I段地保护范围不受系统运行方式变化地影响，因 此，保护范围比较稳定.(4) 保护范围中采用了复杂地阻抗继电器和大量地辅助继电器，再加上各种必要地闭锁装置，接线复