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别：物理与电气工程系专业：电气工程及其自动化学 号：姓 名：指导老师：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:E115/3kV, XG1 15 , XG2 10, XG3 10 , L1 44 km, L3 40km , tIII =,1KJ I1KJ 11KJ 111791/Kb.max = LBc 50km , Lc D 30km, Lde 20km,线路阻抗 0.4 /km, 匕 0.85, K：0.8,Krel 1.15, IA Bmax300A, IC Dmax200A, ID Emax 1

2、50A , Kss 1.5,Kre1.2,i eia b maxcd maxd e maxssi e,Kb.max 2.32, t；0.5s o对线路L1、L3进行距离保护的设计。（对2、9处进行保护设计）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

3、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.1 设计原始资料0题目 0设计要求 02 继电保护方案设计0主保护配置0后备保护配置13 保护的配合及整定计算1.保护2 处距离保护的整定与校验1.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保护测量电路5绝对值比较原理的实现5.相位比较原理的实现6.保护跳闸回路75 总结 8参考文献 91设计原始资料题目如图1-1所示网络，系统参数为:E115/kV , XG1 15 , XG2 10Kb.max = LB C

4、50km , LC D 30km , LD E 20kmCDDE，Xg3 10,线路阻抗0.4L1 44 km, / km ， K；lL3 40km , t：二,0.85, K： 0.8,Krel 1.15,1A Bmax 300A ,1c D max 200A ,a b maxC D maxI D Emax 150A,Kss 1.5Kre 1.2 ,Kbmax 2.32b. maxt：0.5s o对线路L1、L3进行距离保护的设计（对2、9处进行保护设计）0图1-1 110kV网络接线图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

5、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继电保护方案设计主保护配置，如图2-1为距离保护网络接线图距离保护I段和距离保护n段构成距离保护的主保护 距离保护的I段ABC图2-1距离保护网络接线图瞬时动作，t1是保护本身的固有动作时间。保护1的整定值应满足：Zin Zab考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差，引入sei.可靠系数Krei （一般取，则Z1 K1 Z乙 set.1rel 乙 AB同理，保护2的I段整定值为ZSet.2 KeiZBC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%范围以内的故障，就需要设

6、置距离保护第R段。距离R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3时带有高出一个t的时限，以保证选择性，当保护2第I段末端短路时，保护1的测量阻抗为乙 Zab ZSet.1引入可靠系数 Krel （一般取，则保护1的R段的整定阻抗为ZSet.1 KINab ZSet.2）0.8Zab （0.80.85）Zbc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，具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

7、特性来选择， 并使其比距离III段保护范围内其他各保护的最大动作时 限高出一个t o3保护的配合及整定计算保护2处距离保护的整定与校验(1) 2处的I段的整定阻抗为zSet K】Lc DZ10.85 30 0.4 10.2(2)动作时间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zset Krel(LCDz1 Krelz1LD E) 0.8 (30 0.4 0.85 20 。 15.04(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

8、因素，要求灵敏系数应满足Ksen 1.25KsenzII1.253ZlCd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,II, Ittt 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)所以有整定阻抗：按躲开被保护线路在正常运行条件下的最小负荷阻抗Zl min来整定计算的,zS：ZL.minKreiKreKssZl. minU 1minI L max0.9 110X 285.79.3 0.2已知K rel 1.15Kre 1.2, Kss zset1.5,带入公式可得空51 138.061.15 1.2 1.5(2)灵敏度校

9、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。KsenZIII 小11.51Zl1作为近后备保护时，按本线路末端短路进行校验，计算式为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1/zse138.06K sen T """"" TZlZd E 30 0.4 20 0.4C D6.93满足要求(3)动作时间+ IIIt IIIt2t1t 1s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zSetK；elL1Z10.85

10、 440.4 14.96(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)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zSIet 4(马MiLbc)乙 0.4 44 17.6 ,Z3z1L30.4 40 160.5IbcI _I 16 IAB 乙 Z3 BC 17.6 16 BCI BC I BC oKbr ；2I AB 0.5I bc于是 Zset0.8 (17.6 2 0.4 50) 46.08(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。K

11、 senzS：44.08“32.50ZL1 44 0.4满足要求 动作时间，与相邻线路Lbc距离II段保护配合，则,II , I t 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的要求。(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ZLmin来整定计算的,所以有7 IIIZ L.minZ setse K K Krel re ss0.9 110一 190.53 0.3_U 1 minZLminI Lmax其中Krei1.15, Kre 1.2Kss1.5于是可得zseIt190.531.15 1.2 1.592.04(2)灵敏度校验II段保护的近后备保护，又作为

12、相邻下级线路的远后备距离保护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,按本线路末端短路进行校验，计算式为K 理 92.04Ksen4.36Zl1 52.8 0.4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KsenzS：Zli Kb.maxZBC92.04 1.36 21.12 2.32 20满足要求(3)动作时间4、三段式电流接线原理图如图III III Qt9 t133-1所小。t 2s图3-1三段式电流接线原理图4二次展开图的绘制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内还是 保护区外，至于区内

13、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。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ImZA Ua, ImZB Ub ,则绝对值比较的

14、动作条件又可以 表示为Ub Ua称为电压形式的绝对值比较方程。电路图如图4-1所示。CTPT图4-1绝对值比较的电压形成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900的动作条件可以表示为Zc argZd900所示，相位比较900U C 0arg 90UD称为电压形式相位比较方程。电路图如图4-2所示。图4-2相位比较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

15、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Y和去跳闸。起动部分启动后，起动时间电路 Ti ,在时间内(开放时间内)允许距 离I段跳闸。超过时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， 对于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，用以判断故障处于哪一段保护范围。(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

16、门丫、Y2、或门H和禁止门JZ,用以分析判断是否应该跳闸。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B38幅J M职称教师在舁 厅P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，