B2011052238苏媛媛110kV输电线路距离保护解析

1、宁德师范学院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：B20110522238姓名：苏媛媛指导老师：黄丽霞日期：2015年4月12日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:E115/V3kV,XG115,XG210,XG310,L144km,L340km,*=0.5、,1.2,tT0.5s0Kbmax=LBC50km,LCD30km,LDE20km，线路阻抗0.4/km,K；el0.85,K*0.8,.maxiereKrel1.15,lABmax300A,IcDmax200A,IdEmax150A,

2、Kss1.5,Kre对保护3、9进行距离保护的设计。设计要求：本文要完成的内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 杨启逊主编.微机型继电保护基础M.北京:中国电力出版社,2009.2 贺家李主编.电力系统继电保护原理M.北京:中国电力出版社,2010.3 张保会主编.电力系统继电保护M.北京:中国电力出版社,2005.4 傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算M.北京：中国电力出版社，2004.5 姚春球.发电厂电气部分M.中国电力出版社，2007.6 孙丽华.电力工程基

3、础.北京.机械工业出版社.1设计原始资料.0.1.1题目0.1.2设计要求Q.2继电保护方案设计Q.2.1主保护配置0.2.2后备保护配置1.3保护的配合及整定计算2.3.1保护2处距离保护的整定与校验2.3.2保护9处距离保护的整定与校验3.4 二次展开图的绘制5.4.1保护测量电路5.4.1.1绝对值比较原理的实现5.4.1.2相位比较原理的实现6.4.2保护跳闸回路1.5 总结8.参考文献9.1.1题目如图1-1所示网络，系统参数为:E115/j3kV,*=0.5、,Kb.maX=LbcKre1.2,1设计原始资料Xg115,Xg210,50km,Lcd30km,LdeKrel1.15,

4、IaBmax300A,Kb.max2.32,t：XG310,L144km,L340km,20km，线路阻抗0.4/km,K；el0.85,IcDmax200A,IDEmax150A,Kss1.5,0.5s。对线路L1、L3进行距离保护的设计。（对2、9处进行保护设计）图1-1110kV网络接线图1.2设计要求本文要完成的内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。2继电保护方案设计2.1主保护配置距离保护I段和距离保护皿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I段AC2

5、3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。Zab考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差，弓I入保护1的整定值应满足：ZSet.l可靠系数K；ei(一股取0.80.85),WJZSet.1KrelZAB同理，保护2的I段整定值为Kr'elZBC80%90%,这是一个严重的缺点。为了切血女设置距离保护第皿段z'乙set.2如此整定后，距离I段就只能保护线路全长的除本线路末端10%20%范围以内的故障，就罢由距离II段3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，当保护2第I段末端短路

6、时，保护1的测量阻抗为Z1ZabZSet1引入可靠系数K*(一般取0.8),贝U保护1的皿段的整定阻抗为Z''lz''/"7"7'nQP"7,CQCOCX"7Iset.1Krel(ZABZset.2)0.8ZAB(0.80.85)ZBC2.2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'段与距离''段的后备保护，还应该装设距离保护第'''段。距离'''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

7、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'''段保护范围内其他各保护的最大动作时限高出一个t03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；etKr，LC"0.85300.410.2SDtIelCDI(2) 动作时间t10s(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Ld-e距离保护I段相配合,线路的II段的整定zSetkUi(LcdZ1K，iZ1Lde)0.8(300.40.85200.4)15.04seIeIe

8、(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Ksen1.25Ksenz'L1.253Zlcd满足要求(3)动作时间，与相邻线路Ld-e距离I段保护配合，则tIItIt0.5s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(D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Zlmin来整定计算的,.所以有ZsetZ,L.minKrelKreKss已知0l15ZL.minU1minILmax0.9110”285.7930.2Kre1.2,Ksszs带入公式(3

9、.5)可得1.5,285.79138.061.151.21.5(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，乂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ZIIIKsen上11.51Zli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138.066.93300.4200.4ZIIIKsetsenZLcdZDE满足要求(3)动作时间?t1IIIt1s3.2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段整定线路L1的I段的整定阻抗为ZSetK；elL1石0.85440.414.96动作时

10、间tI0s(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Lbc距离保护I段相配合考虑到分支系数定阻抗为Kbr的影响，线路L1的II段的整Z"IIsetKreL1Z1KbrZ1LBC)Z10.44417.6,Z3z1L30.440160.5IbcI_I16IIABIBCIBCZiZ317.616BCBCcKbr2IAB0.51BC丁是Zset0.8(17.620.450)46.08Ksen44.082.50440.4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。Z"乙setZli满足要求动作时

11、间，与相邻线路Lbc距离II段保护配合，贝Ut11t1t0.5s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。(1)3、线路L1距离保护第III段整定整定阻抗：按躲开被保护线路在正常运行条件下的最小负荷阻抗ZLmin来整定计算的,所以有7IIIZL.minZsetKrelKreKssrU1minZLmin-1Lmax其中Krei(2)灵敏度校验zS；190.531.151.21.592.04距离保护iii段，即作为本线路I、保护，灵敏度应分别进行校验。作为近后备保护时，II段保护的近后备保护，乂作为相邻下级线路的远后备按本线路末端短路进行校验，计算式为Z*t92.04KsenW4.36

12、ZL152.80.4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92.04.”1.3621.122.3220KsenZ；¥tZliKb.maxZB0.9110190.530.31.15,Kre1.2,Kss1.5于是可得满足要求(3)动作时间4、三段式电流接线原理图如图t9"*t2s3-1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保护测量电路对丁动作丁跳闸的继电保护功能来说，最为重要的是判断出故障处丁规定的保护区内还是保护区外，至丁区内或区外的具体位置，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Zm,然后再

13、将它与事先确定的动作进行比较。当Zm落在动作区之内时，判为区内故障，给出动作信号；当Zm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Zm,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内，即可确定继电器动作或不动作。4.1.1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|Zb|Za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Im,并令ImZAUa,ImZBUb,则绝对值比较的动作条件乂可以表示为UbUa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

14、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900的动作条件可以表示为arg全900所示，相位比较Zd900argC900Ud称为电压形式相位比较方程。电路图如图4-2所示CT图4-2相位比较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，整套保护处丁未起动状态，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Yi和丫2去跳闸。起

15、动部分启动后，起动时间电路Ti，在0.1s时间内(开放时间内)允许距离I段跳闸。超过0.1s时Ti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，对丁各段或各相有公用阻抗继电器的距离保护装置，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，用以判断故障处丁哪一段保护范围。(3) 逻辑回路逻辑回路主要由门电路和时间电路组成。与门电路包括与门丫、丫2、或TH和禁止TJZ,用以分析判断是否应该跳闸。0.1s/0图4-3保护跳闸回路5总结通过继电保护课程设计，

16、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 杨启逊主编.微机型继电保护基础M.北京:中国电力出版社,2009.2 贺家李主编.电力系统继电保护原理M.北京:中国电力出版社,2010.3 张保会主编.电力系统继电保护M.北京:中国电力出版社,2005.4 傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算M.北京：中国电力出版社，2004.5 姚春球.发电厂电气部分M.中国电力出版社，2007.6 孙丽华.电力工程基础.北京.机械工业出版社.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姓名苏媛媛学号B2011052238"目黄丽霞职称教师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