电力系统继电保护课程设计报告书

1、继电保护原理课程设计报告评语：考 勤（10）守 纪（10）设计过程（40）设计报告（30）小组答辩（10）总成绩（100）专 业：电气工程及其自动化 班 级： 电气 1001 姓 名： XXXXXX 学 号： 201009028 指导教师： XXXXXX 兰州交通大学自动化与电气工程学院2013 年7月19日1设计原始资料1.1具体题目如图1所示网络，系统参数为：、，线路阻抗0.4，、。图1 系统网络图1.2完成的内容实现对线路保护3以及保护4的三段距离保护设计。2设计的课题内容2.1设计规程 在距离保护中应满足四个基本要求，可靠性、选择性、速动性和灵敏性。它们紧密联系，既矛盾又统一，必须根据

2、具体系统运行矛盾的主要方面，配置、配合、整定每个电力原件的继电保护，充分发挥和利用继电保护的科学性、工程技术性，使继电保护为提高电力系统运行的安全性、稳定性和经济性发挥最大效能。本课题要完成3、4的距离保护，距离保护测量的是短路点至保护安装处的距离，受系统运行方式影响较小，保护范围稳定。常用于线路保护。具体是通过测量短路点至保护安装处的阻抗实现。2.2本设计的保护配置(1)主保护配置：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择的切除被保护设备或线路故障的保护，距离保护的主保护主要是距离保护段和距离保护段。(2)后备保护配置：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护，分为远后备保护和近后备的保

3、护，距离保护第段。3保护3处距离保护的整定与校验(1)保护3处距离保护第段整定保护3处的段的整定阻抗为式中，_距离段的整定阻抗； _被保护线路BC的长度； _被保护线路单位长度的阻抗； _可靠系数，一般取0.80.85；动作时间 (2)保护3 处距离保护第段整定与相邻线路CD距离保护段相配合，保护3处的段的整定阻抗为式中，_线路CD的段整定阻抗，其值为灵敏度校验满足要求。动作延时(3)保护3 处距离保护第段整定 按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定式中，_正常运行母线电压的最低值； _被保护线路最大负荷电流；采用全阻抗特性，则保护3的段整定值为式中，_电动机自启动系数，取1.52.5； _阻抗测

4、量元件的返回系数，取1.151.25。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 满足要求，即可以作为本线路、段的近后备保护。 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 满足要求，可作为相邻下级线路的远后备保护。动作延时4保护4处距离保护的整定与校验对于保护4是具有双侧电源的保护，所以对它不仅要考虑整定值的设计，还要加功率方向原件，功率方向原件是当线路发生短路时来判断流过线路的短路功率方向。(1)保护4的段主保护整定计算：动作时间 (2)保护4的段主保护整定计算(由灵敏度计算)：所以式中， _灵敏系数； _距离段整定阻抗； _被保护线路阻抗。动作时间(3)保

5、护4的段后备保护整定计算（由灵敏度计算）：所以动作时间保护4的段主保护、段后备保护均由灵敏系数整定，故无需校验。5继电保护设备的选择电流互感器：按照规程要求连接导线应采用相适应的导线。电流互感器的二次额定电流一般强电系统用5A，弱电系统用1A。同时为了确保所供仪表的准确度，互感器的一次侧额定电流应尽可能与最大工作电流接近，所以本设计中电流互感器的型号为LCWB6-110B。电压互感器：电压互感器根据电网电压在（0.9-1.1）范围内变动，选择串级式电磁式电压互感器。二次侧额定线间电压为100V，和所接用的仪表或继电器相适应以保证线路的保护要求，所以本设计选择的电压互感器的型号为JDZJ-3。继

6、电器：继电器的主要技术性能应满足整机系统的要求；继电器的结构型式与外形尺寸应能适合使用条件的需要；经济合理。距离保护测量的是短路点至保护安装处的距离，通过测量短路点至保护安装处的阻抗实现，所以选用全阻抗继电器。6保护原理图6.1保护测量回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，因此测量回路主要作用是判断出故障位置，至于区内或区外的具体位置，一般并不需要确切的知道。6.1.1绝对值比较原理的实现绝对值比较的一般动作表达式如式所示。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，并令，则绝对值

7、比较的动作条件又可以表示为，绝对值比较的电压形成电路如图2所示。图2 绝对值比较电压形成电路6.1.2相位比较原理的实现相位比较原理的阻抗元件动作条件为令，则相位比较的动作条件又可以表示为相位比较原理电路图如图3所示。图3 相位比较电压形成电路6.2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，如图4所示。图4 保护跳闸回路原理图(1)电压二次回路断线闭锁元件。当电压二次回路断线时，保护会误动作。为防止电压二次回路线断线时保护的误动作，当出现电压二次回路断线时可将距离保护闭锁。(2)起动元件。被保护线路发生短路时，立即起动保护装置，以判别被保护线路是否发生故障。(3)

8、、 、段测量元件。测量元件用来测量故障点到保护安装处阻抗的大小，以判别故障是否发生在保护范围内，决定保护是否动作。(4)振荡闭锁元件。振荡闭锁元件是用来防止当电力系统发生振荡时距离保护的误动作。在正常运行或系统发生振荡时，振荡闭锁装置可将保护闭锁；而当系统发生短路故障时，解除闭锁开放保护。所以振荡闭锁元件又可理解为故障开放元件。(5)时间元件。根据保护间配合的需要，为满足选择性而设的必要延时。正常运行时，起动元件、测量元件均不动作，距离保护可靠地不动作。当被保护线路发生故障时，起动元件起动、振荡闭锁元件开放，、 、段测量元件测量故障点到保护安装处的阻抗，在保护范围内故障，保护出口跳闸。7对距离

9、保护的评价从对继电保护所提出的基本要求来评价距离保护，可以得出如下几个主要的结论：(1)根据距离保护工作原理，它可以在多电源的复杂网络中保证动作的选择性。(2)距离段是瞬时动作的，但是它只能保护线路全长的80%85%，因此两端合起来就使得在30%40%线路长度内的故障不能从两端瞬时切除，在一端需经过0.5s的延时才能切除。在220kV及以上电压的网络中，这有时候不能满足电力系统稳定运行的要求，因而不能作为主保护来应用。(3)由于阻抗继电器同时反应于电压的降低和电流的增大而动作，因此，距离保护较电流、电压保护具有较高的灵敏度。此外，距离段的保护范围不受系统运行方式变化的影响，其它两段受到的影响也比较小，因此保护范围比较稳定。(4)由于保护范围中采用了复杂的阻抗继电器和大量的辅助继电器，再加上各种必要的闭锁装置，因此接线复杂，可靠性比电流保护低，这也是它的主要缺点。参考文献1 谭秀炳.铁路电力与牵引供电系统继电保护M.成都:西南交通大学