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1、电力系统继电保护及自动装置课程设计提供全套毕业论文，各专业都有1 设计原始资料1.1 具体题目如下图所示网络，系统参数为： =115/kV，XG1=15、XG2=10、XG3=10,L1=L2=60km、L3=40km，LB-C=50km，LC-D=30km，LD-E=20km，线路阻抗0.4/km，=0.85，IB-C.max=300A、IC-D.max=200A、ID-E.max=150A，KSS=1.5、Kre=1.2。图1.1 线路网络图试对线路L1、L2、L3进行距离保护的设计。1.2 要完成内容对保护3和保护5进行距离保护设计。其中包括距离保护段、段和段的整定计算，及设备选型。2
2、设计分析2.1 设计步骤其中包括四个步，第一步：保护3和保护5的段的整定计算及灵敏度校验；第二步：保护3和保护5的段的整定计算及灵敏度的校验；第三部：保护3和保护5的段的整定计算及灵敏度的校验；第四步：继电保护设备的选择和原理的分析。2.2 本设计保护配置距离保护在作用上分为主保护和后备保护，主保护用于对线路进行保护主要作用的装置当线路故障时，主保护首先动作。当主保护由于故障拒动时就需要后备保护对线路起保护作用，后备保护用于对线路起后备保障作用。线路主保护有距离保护的段和段保护，线路的后备是距离保护段保护。后备保护又分为近后备保护和远后备保护。2.2.1 主保护配置距离保护的主保护是距离保护段
3、和距离保护段。(1) 距离保护段保护距离保护的第段是瞬时动作的，它只反映本线路的故障，下级线路出口发生故障时，应可靠不动作。以保护3为例，其启动阻抗的整定值必须躲开本线路末端短路的测量阻抗来整定。同时，在考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差后，需要引入可靠系数（一般取0.80.85）以满足要求。如此整定后，距离段就只能保护本线路全长的8085，无法保证保护线路全长，这是一个缺点。为了切除本线路末端1520范围以内的故障，就需设置距离保护第段。(2) 距离保护的段保护距离段整定值的选择应使其不超出相邻下级保护段的保护范围，同时带有高出一个t的时限，以保证选择性。考虑到可能引起误差，需引入可靠
4、系数。距离段与段配合工作构成本线路的主保护。2.2.2 后备保护配置距离保护的后备保护是距离保护的段保护，其可作为近后备保护也可作为远后备保护。距离保护的段保护当作为相邻线路保护装置和断路器拒绝动作时的后备保护时，即为远后备保护；当作为本线路、段的后备保护时，即为近后备保护。其作用是保证线路保护的完整性，防止出现线路全长没有保护到的现象。3 等效电路建立及阻抗计算3.1 等效电路建立3.1.1 保护3等效电路建立保护3等效电路建立及短路点选取如图3.1所示。图3.1 保护3等效电路3.1.2 保护5等效电路建立及阻抗计算(1) 保护5与保护3配合时等效电路建立如图3.2所示。图3.2 保护5与
5、保护3配合时等效电路(2) 保护5与保护8配合时等效电路建立如图4所示。图3.3 保护5与保护8配合时等效电路3.2基本阻抗计算阻抗计算公式为：Z=Lz1 (1)其中： L为线路长度（km）；z1为线路单位长度上的阻抗(/km)。将线路L1的参数带入(1)，算得线路L1的阻抗值为：ZL1=600.4=24 ()将线路L3的参数带入(1)，算得线路L3的阻抗值为：ZL3=400.4=16 ()将线路B-C的参数带入(1)，算得线路B-C的阻抗值为：ZB-C=500.4=20 ()将线路C-D的参数带入(1)，算得线路C-D的阻抗值为：ZC-D=300.4=12 ()将线路D-E的参数带入(1)，
6、算得线路D-E的阻抗值为：ZD-E=200.4=8 ()4 保护配合及整定计算4.1 主保护整定计算4.1.1 段整定计算(1) 段保护的阻抗整定公式为： (2)式中 距离段保护的整定阻抗()；距离段保护的可靠系数；被保护线路的正序阻抗()。将保护3的参数得带入(2)得：=0.8520=17.0 ()将保护5的参数得带入(2)得：=0.8516=13.6 ()将保护1的参数得带入(2)得：=0.858=6.8 ()将保护2的参数得带入(2)得：=0.8512=10.2 ()将保护8的参数得带入(2)得：=0.8524=20.4 ()(2) 段保护的时间整定保护3的段保护动作时间为：=0 (s)
7、。保护5的段保护动作时间为：=0 (s)。保护2的段保护动作时间为：=0 (s)。保护8的段保护动作时间为：=0 (s)。4.1.2 段整定计算(1) 段保护的阻抗整定公式为： =（ZL+） (3)式中 距离段保护的整定阻抗()；距离段保护的可靠系数；ZL保护安装段的线路正序阻抗()；最小分支系数；相邻下级保护的段保护阻抗整定值。1) 将保护3与保护2的参数得带入(3)得：=0.85(20+10.2)=25.67 ()2) 保护5的段保护分为两种情况。 保护5与保护3配合的段保护等效图如图3所示。Kb= = = =1.867将保护5与保护3的相应参数带入(3)得：=0.85(16+1.8671
8、7.0)=40.59 () 保护5与保护8配合时的段保护等效如图4所示。将保护5与保护8的相应参数带入(3)得：=0.85(16+20.4)=30.94 ()取以上两个计算值中较小者为保护5的段整定值，即取=30.94 ()。3) 保护2与保护1的参数带入(3)得：=0.85(12+6.8)=15.98 ()(2) 段保护的时间整定保护3的段保护的动作时间为：=+=0.5 (s)。保护5的段保护的动作时间为：=+=0.5 (s)或=+=0.5 (s)取其中较长者，即=0.5 (s)。(3) 段保护的灵敏度校验段保护的灵敏度校验依据为：Ksen=1.25 (4)式中 Ksen灵敏系数；距离段的整
9、定阻抗；ZL被保护线路阻抗。将保护3的相应参数带入(4)得：Ksen.3=1.281.25将保护3的相应参数带入(4)得：Ksen.5=1.9341.25所以保护3和保护5的段保护整定值均满足要求。4.2后备保护整定计算4.2.1整定动作值(1) 按与相邻下级线路距离保护段配合时，段的整定阻抗为：=（ZL+） . (5)式中 保护段的可靠系数；ZL阻抗测量元件返回系数；最小分支系数；相邻下级保护的段保护阻抗整定值。1) 将保护3和保护1的对应参数带入(5)得：=0.85(20+15.98)=30.58 ()2) 将保护5和保护3的对应参数带入(5)得：=0.85(16+1.86725.67)=
10、54.34 ()(2) 按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定。当线路上的负荷最大且母线电压最小时，负荷阻抗最小，其值为：ZL.min= (6)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； 母线额定线电压。考虑到电动机自启动的情况下，保护段必须立即返回的要求，则整定值为：= (7)式中 可靠系数； 电动机自启动系数； 阻抗测量元件的返回系数。将保护3的参数带入(6)、(7)得：ZL.min.3=190.53 ()=89.97 ()取其中较小者作为距离保护段的整定阻抗。保护3的段的整定阻抗=30.58 ()。保护5的段的整定阻抗=54.34 ()。4.2.2动作时间(1) 保护3的段保
11、，护动作时间：=+=1 (s)(2) 保护4的段后备保护动作时间：=+=2 (s)或=+=1 (s)取其中较大者作为距离保护段的整定时间，所以=1 (s)，=2 (s)。4.2.3灵敏度校验(1) 保护3的段保护灵敏度校验。1) 作为近后备时，按本线路末端短路校验，计算式为：Ksen(1)=1.5 (8)将保护3的参数带入(8)得：Ksen(1)=1.531.5满足要求。2) 作为远后备时，按相邻设备末端短路校验，计算式为：Ksen(2)=1.2 (9)将保护3的参数带入(9)得：Ksen(2)=0.961.2满足要求。2) 保护5作为远后备保护又分为两种情况。 作保护3的远后备保护，将相应参
12、数带入(9)得：Ksen(2)=1.021.2满足要求。4.3 距离保护振荡闭锁当多电源并联运行时，电源之间就会出现振荡现象。因为该系统各部分的阻抗角都相等，所以振荡中心的位置就位于阻抗中心处，即位于Z=(6+24+16+10)=28 ()处，距离保护5的阻抗为18 ()。因为=13.6 ()，=30.94 ()，=54.34 ()，可以知道，振荡中心不在保护5的段的整定定范围内，因此保护5的段不需要加振荡闭锁；但是振荡中心在保护5的的段和段的整定范围内，因此保护5的段和段都必须加振荡闭锁，来防止由于振荡而使保护误动。5继电保护主要设备选择5.1互感器的选择(1) 电流互感器保护3处的最大短路电流Umax=4.77 (kA)，保护5处的最大短路电流Umax=6.64 (kA)，保护3和保护5的电压最大值不会超过2，所以保护3处选取的电流互感器为LZZB9-10，保护5处选取的电流互感器为LZMB1-10保护3和保护5的电压互感器选用URED-20。他们的具体参数如表1、表2所示。表1电流互感器选择型号额定一次电流(A)额定短时热电流(kA/s)额定动稳定电流(kA)准确级组合额定二
