继电保护课程设计_线路距离保护原理与计算原则

1、电力系统继电保护课程设计题 目： 距离保护专 业： 电气工程及其自动化班 级：姓 名：学 号：2017年6月13日1设计原始资料1.1具体题目如下图1.1所示网络,系统参数为:Lbc?KrelKreE 115 ；3kV、Xg2 10Q、50 km、0.8 ,1.15，屮G1G2G3Lcd 30 km、 LdeI BC max=0.5s。试对线路L1、L2、300XG3 10Q 丄140(1 3%)30 km，线路阻抗0.4 /I CD max 200送 L3 上L1 I8图1.1电力系统示意图L3进行距离保护的设计。I CE max41.2 km、km，15040 km，K?K山relrel0

2、.85，Kss1.5 ,1.2要完成的内容本文要完成的内容是对线路的距离保护原理和计算原则的简述，并对线路各参数进行分析及对保护3和5进行距离保护的具体整定计算并注意有关细节。2分析要设计的课题内容2.1设计规程根据继电保护在电力系统中所担负的任务，一般情况下，对动作于跳闸的继电保护在技术上应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。这几 性”之间,紧密联系，既矛盾又统一，按照电力系统运行的具体情况配置、配合、整定2.2本设计的保护配置主保护配置距离保护I段和距离保护U段构成距离保护的主保护。（1）距离保护的I段图2.1距离保护网络接线图瞬时动作，ti是保护本身的固有动作时间。保护1的

3、整定值应满足：Zsetl Zab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 心1 （一般取0.8-0.85）,则Zs；t1K 1 Zrel AB同理，保护2的I段整定值为:乙；t2KrelZBC距离n段整定值的选择和限时电流速断相似，即应使其不超出下一条线路距离 I段的保护范围，同时带有高出一个t的时限，以保证选择性，例如在图2.1中，当保护2第I段末 端短路时，保护1的测量阻抗为:Z mZABZset 2引入可靠系数Krei （一般取0.8），贝M呆护1的n段的整定阻抗为：Zs?e?.1 = K；i（Zab + Zs；t.2）= 0.8 Zab + （0.80.85）Zbc222

4、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U段的后备保护，还应该装设距离保护第 川段。距离川段：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，并使其比距离川段保护范围内其他 各保护的最大动作时限高出一个 to3保护配合的整定3.1 QF3距离保护的整定与校验3.1.1 QF3距离保护第I段整定(1) QF3的I段的整定阻抗为? ?Zset.3 = Kre|LBcZ11.2 60 0.428.8(3.1)(2) 动作时间tI 0s (第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间)3.1.2

5、QF3距离保护第U段整定(1)与相邻线路Lc d距离保护I段相配合，QF3的U段的整定阻抗为：? ? ?Zset.3 二 Kre?(LBcZ1+Zset.2)= 0.8 (50 0.4+10.2) = 24.16Q (3.2)(3.3)Zset.2 = KrelLCD z, = 0.85 0.4 30 = 10.2 Q(2) 灵敏度校验距离保护U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?Ksen 二玉二 24.16 =1.208<1.25ZBC50 0.4即满足灵敏度Ksen1.25的要求。距离保护3的U段应改为与相邻线路的U段配合。? ? ?Zset.2 二 KreN

6、wLcD + KbLde) = 0.8 (0.4 30 + 0.85 0.4 20) = 15.04 Q (3.4)?Ksen1.7521.25Zbc Zset.2 = 20 15.04ZZC20即满足灵敏度Ksen 1.25的要求。动作时间，与相邻线路Lc d距离I段保护配合，则? ?t"= f + At = 0.5 s3.1.3 QF3距离保护第川段整定算。(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Zst.3ZK山Lmin relU 1min190.53 0.851.15 1.5=93.88QLminLmax0.9 110.3 0.3=190.53 QZLmi

7、n来整定计(3.5)(3.6)其中,K；i = 0.85 , Kre = 1.15 , Kss = 1.5。(2)灵敏度校验距离保护川段，即作为本线路I、U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:Zbc93.8850 0.4= 4.69 >1.5即满足灵敏度Ksen 1.5的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:Zs393.88 cccKsen = 逐=2.93> 1.2Zbc+Zcd20+12即满足灵敏度Ksen 1.2的要求。(3) 动作延时= t1m +2 At =

8、1.5 s3.2 QF5距离保护的整定与校验3.2.1 QF5距离保护第I段整定(1) 线路L3的I段的整定阻抗为：Z：5 二 K；丄3乙=0.85 40 0.4 = 13.6Q(3.7)(2) 动作时间t1 0s (第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间)3.2.2 QF5距离保护第U段整定(1)与相邻线路Lb c距离保护I段相配合，线路L3的U段的整定阻抗为：? ? ?、 一 亠、Zset.5 = K?l(L3Z1 + Kb.minZset.2)= 0.8 (40 0.4 + 2.03 17) = 40.41 Q(3.8)(3.9)(3.10)(3.11)Zset.2 = KrelLB

9、Cz, = 0.85 50 0.4 = 17 Q其中,Zl1 16.48 , Zl3 16 Q , Zbc 20 Q oI3I16 IZl3 Zl1 16 16.48Kb.min 丨 V2.03I 3ZL316ZL1I1图3.2等效电路图(2)灵敏度校验距离保护U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?Ksen =严40 41=.=2.53 >1.2540 0.4即满足灵敏度Ksen 1.25的要求。动作时间:与相邻线路Lb c距离I段保护配合，则?It =t + At = 0.5s323 QF5距离保护第川段整定(1)整定阻抗：按躲开被保护线路在正常运行条件下的最小

10、负荷阻抗ZLmin来整(3.12)Z：ZLmin Krel = 190.53 0.85 = 93.88QKreKss1.15 1.5ZLmin = ULmn = 0.9一110 = 190.53 Q(3.13)1 Lmaxv3 0.3其中，Kr； = 0.85 , Kre 1.15 , Kss 1.5。(2)灵敏度校验距离保护川段，即作为本线路I、u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:Zt593.88Ksen= s =5.87 >1.5ZL340 0.4即满足灵敏度Ksen 1.5的要求作为远后备

11、保护时，按相邻线路末端短路进行校验，计算式为:Ksen =爲.5=93.88=1.66>1.2Zl3 + Kb.maxZBC16 + 2.03 20即满足灵敏度Ksen1.2的要求。(3)动作延时丄山丄山t5 =t1 +3At = 2s4继电保护设备选择4.1互感器的选择电流互感器的选择根据电流互感器安装处的电网电压、最大工作电流和安装地点要求，选型号为LCWB6-110W2屋外型电流互感器。电压互感器的选择根据电压等级选型号为 YDR-110的电压互感器。4.2时间继电器的选择根据题目要求时间继电器选 AC220V、嵌入式、限时动作的继电器，则其型号为H3CR-G8EL。5二次展开原理

12、图的绘制5.1绝对值比较原理的实现绝对值比较的一般动作 A表达式如式|Za|Zb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。Ub |Ua|(5.1)式(5-1)称为电压形式的绝对值比较方程，电路图如图5.1所示。5.2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，启动回路、 测量回路、逻辑回路，如图5.2所示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。测量回路的I段和U段，由公用阻抗继电器1、2ZKJ组成，而第川段由测量阻抗继电器3ZKJ组成。测量回路是测量短路点到保护安装处的距离,用以判断故障处于那 一段保护范围。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Y、丫2、或门H和禁 止门JZ,用以分析判断是否应该跳闸。5.3原理接线图KT为时间继电器,KS为信号继电器,KZ为阻抗继电器，TA为电流互感器,如图5.3