三段式输电线路继电保护

1、 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1选题背景2 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 1.1指导思想2 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1.2基本设计任务2 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 1.3原始资料3 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 1.4设计内容3 HYPERLINK l bookmark26 o Current

2、 Document 2设计分析4 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 2.1三段式电流保护整定计算及灵敏度校验.4AB段保护1电流保护计算4BC段保护1电流保护计算5 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 2.2分段式电流保护影响因素5 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 2. 3三段式电流保护的特点6 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 2.4三段式距离保护整定计算7 HYPERLINK l bookma

3、rk60 o Current Document I段保护7II段保护7III 段保护7 HYPERLINK l bookmark77 o Current Document 2.4采用距离保护优点61选题背景在完成了继电保护理论学习的基础上，为了进一步加深对理论知识的理解，通过此次 线路保护的设计，巩固所学的理论知识，提高解决问题的能力。1.1指导思想线路继电保护是保证电力系统安全运行和电能质量的重要自动装置之一，因此在编制 网络规划时，必须考虑可靠工作和快速切除故障的继电保护实现的可能性。为了提高线路 系统静态和稳态的稳定性，规划所提出的提高系统稳定的措施有一些亦必须落实在自动装 置可靠工作的

4、基础上的。保护设备和自动装置的投资，在整个电网建设中只占极小的部分，一般说来继电保护 应力求满足网络规划的要求，两者是主从的关系。由于网络接线的不够合理将导致保护性 能显著恶化，厂、所电气主接线繁杂将造成保护接线过分复杂，以全给生产运行带来很多 二次线操作，引起保护设备误动、拒动，严重危害电气主设备和导致大面积停电，这些将 给国民经济造成直接经济损失。为此，必须合理地进行网络规划和合理地配置保护设备及 自动装置。对继电保护的基本要求可以概括的分为可靠性、速动性、选择性和灵敏性等方面，它 们之间联系紧密，既矛盾统一。1.2基本设计任务继电保护整定计算的基本任务，就是要对系统装设的各种继电保护装置

5、进行整定计算 并给出整定值。任务的实施需要对电力系统中的各种继电保护，编制出一个整体的整定方 案。整定方案通常按两种方法确定，一种是按电力系统的电压等级或设备来编制，另一种 按继电保护的功能划分方案来编制。因为各种保护装置适应电力系统运行变化的能力都是有限的，所以继电保护整定方案 也不是一成不变的。随着电力系统运行情况的变化（包括基本建设发展和运行方式变化）， 当其超出预定的适应范围时，就需要对全部或部分保护定值重新进行整定，以满足新的运 行需要.如何获得一个最佳的整定方案，要考虑到继电保护的快速性、可靠性、灵敏性之 间求得妥协和平衡。因此，整定计算要综合、辨证、统一的运用。1.3原始资料10

6、0KM60KM网络如图所示，线路AB （A侧）和BC装有阶段式保护1和2。TII已知，电流互感器的变比为200/5（按照3只互感器，Y型接线），Krel =1.25； Krel =1.15；K iii _ K K -1E一K rel =1.2； Kre=0.85；ss =1.8; A - B . L .max =120A； 中=115/ 3KV；G1 电源的 X、i.min =10。； Xsi.max =15。；G2 电源的 Xs2,min =15。； Xs2.max =20。； Z1=0.4。/Km;其它参数如图。1.4设计内容（1）试对线路AB、BC保护1、2 （只计算一段保护）进行三段式

7、电流保护的整定计算;（2）分析保护的灵敏程度，是否达到继电保护范围的要求？（3）分析阶段式电流保护，易受到什么因素的影响？（4）试对线路AB、BC保护1、2（只计算一段保护）进行三段式距离保护的整定计算和效验；（系数按照教材例题3.1选取，中L=70，功率因数cos D=9；）（5）分析在本电力系统中，采用距离保护，会有什么改善和提高？2设计分析2.1三段式电流保护整定计算及灵敏度校验AB段保护1电流保护计算1）电流速断保护的整定动作电流：七.1 =KIrel动作时间:K B max=Ki xZs -minrelE 9+Z K115 3=1.25 x= 1.66 KA10 + 0.4 x 10

8、0最小保护范围:Ik -l min=IIset -1Zs - maxE 9+ Zl115=1.66 KAmin215 + 0.4lmin. l.=49.1km (15% 25 %) min1 AB2）限时电流速断保护的整定动作电流:Inset -1Kb -maxIIset - 2Kb - maxs 1 - max+ 气 aB = 1 +15 + 0.4 x 100=4.67Xs 2 min15IIset .2KIrelI=KiK c maxrelEZs-min + ZK=1.25115x (10 + 40 )/15 + 0.4 x 60=2.34 KAInset -1KnKb - maxIIs

9、et - 21.15 x4.672.34=0.58 KA动作时间：t n1t12A t = 0.5 S灵敏度校验:senK B minI nset -1 1.3符合要求3）定时限过电流保护的整定动作电流:I mset -1K m KssKrexIAB -L-max1.2 x1.8x 0.12 = 0.305 KA0.85动作时间:tmt m + At = t 皿 + 2 At = 1.0 + 2 x 1.0 = 2.0S2灵敏度校验:115sen近IK - B - minI mset -115 + 40 = 3.4 1.3 符合要求0.305 1 .5set -12.1. 2 BC段保护2电流

10、保护计算1）电流速断保护的整定动作电流:=Ki xrel(10 + 40 )/15+ 0.4 x 60=2.34 KAIi = Ki Iset .2relK c maxE 9=1.25 xZs-min + ZK动作时间：ti = 0S2最小保护范围：Ik -l minE9Z s-max * /minv3 115 32(15 + 40)/20 + 0.41min= 2.34 KAAB:.lmin= 57.8km (15% 25 %) l2.2分段式电流保护影响因素对继电保护的评价，主要是从选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个方面出发，看其 是否满足电力系统安全运行的要求，是否符合有关规程的规定。1

11、）选择性在三段式电流保护中，电流速断保护的选择性是靠动作电流来实现的；限时电流速断 保护和过电流保护则是靠动作电流和动作时限来实现的。它们在35kV及以下的单侧电源 辐射形电网中具有明显的选择性，但在多电源网络或单电源环网中，则只有在某些特殊情 况下才能满足选择性要求。2）速动性电流速断保护以保护固有动作时限动作于跳闸；限时电流速断保护动作时限一般在 0.5s以内，因而动作迅速是这两种保护的优点。过电流保护动作时限较长，特别是靠近电 源侧的保护动作时限可能长达几秒，这是过电流保护的主要缺点。3）灵敏性电流速断保护不能保护本线路全长，且保护范围受系统运行方式的影响较大；限时电 流速断保护虽能保护

12、本线路全长，但灵敏性依然要受系统运行方式的影响；过电流保护因 按最大负荷电流整定，灵敏性一般能满足要求，但在长距离重负荷线路上，由于负荷电流 几乎与短路电流相当，则往往难以满足要求。受系统运行方式影响大、灵敏性差是三段式 电流保护的主要缺点。4）可靠性由于三段式电流保护中继电器简单，数量少，接线、调试和整定计算都较简便，不 易出错，因此可靠性较高。总之，使用一段、二段或三段而组成的阶段式电流保护，其最主要的优点就是简单、 可靠，并且在一般情况下能满足快速切除故障的要求，因此在电网中特别是在35kV及以 下的单侧电源辐射形电网中得到广泛的应用。其缺点是受电网的接线及电力系统运行方式 变化的影响，

13、使其灵敏性和保护范围不能满足要求。2.3、三段式电流保护的特点三段式过流保护是把速断、限时速断及过流三种过电流保护综合在一起的电流保护为：.速断保护：电流定值很大，一般为额定电流810倍，无延时出口跳闸。限时速断：电流定值较大，一般为额定电流57倍，短延时出口跳闸过流:电流定值较小，一般为额定电流23倍，较长延时出口跳闸，部分保护中还添加零序、 负序、正序过流反时限保护，其动作方式为：故障电流值越大，动作时限延时越短。高压 厂用电系统中还会有复压过流保护，其动作方式为：电压值低于整定值，电流值高于整定 值出口定值出口详细原理可查阅相关资料。通过线路实际运行方式、线路长度、负荷性质，电力系统震荡

14、及整定计算等因素 决定。一般情况需采取三段式保护，只有特殊情况可以把后备和过流保护合二为一。2.4三段式距离保护整定计算2.3.1 I段整定：整定阻抗:Z Iset . 1rel0 .85 x 0.4 x 10034 QII段整定:按与相邻十级线路BC的保护2的I段配合：整定阻抗:relABb . minZ I set .2 = K 1el Z 1 LBCrel0.85 x 0 .4 x 6020 .4 QKb .min = 1L1 = 1 +( Xs1.min=1 + (10 + 0.4 * 100 ) + 20 = 3.5S 2. maxZ n 泗=0.8 ( 40 + 3 .5 20,4

15、) = 89 .12 Q动作时间:0.5 S灵敏度校验:K = Z nset .1sen-ZAB=89 .12=2.228 1.252.3.3 III段整定:整定阻抗：按躲开最小负荷阻抗整定:Z = U + I = 0.9 * 110 + 33 x 0.12) = 476 .3QLmmLmmaib . l max因继电器取为相间接线方式的方向阻抗继电器，所以Z in set 1 = K In Zrel K cos (& -9 ) = 0.83set 476 .3 + 1.8 1.15 cos G。- 25 .8。= 266 .39 Q动作时间:t In 1 = t In 2 + A tt In 3 +2At = 1.0 + 2 0.5 = 2.0s灵敏度校验:Ksen。近Z in set . 1ZAB=266 .396 .66 1.5Zab)=1 + (15 + 40 ) ; 15 = 4.67K = Z In set .1 +(ABb. max)=nexy266 .39 + (40 + 4.