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1、电力系统继电保护课程设计题目:距离保护专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：2017年 6月 13日1 设计原始资料1.1 具体题目如下图 1.1 所示网络，系统参数为:E 二 115*3kV、X 二 10Q、X 二 10Q , L二 40(1 + 3%)二 41.2km、L = 40km, 申G2G313L 二 50km、L二 30km、L= 30km,线路阻抗0.40/km,Ki二Km二 0.85,Kii二 0.8,rel二 150 A , K = 1.5 , K = 1.15 , t m =0.5s。 1BCCDDErel relressABG3图 1.1 电力系统示意图EL3 4I
2、 二 300A、I 二 200A、IBC maxCD maxCE max试对线路L、L、L进行距离保护的设计。1231.2 要完成的内容 本文要完成的内容是对线路的距离保护原理和计算原则的简述,并对线路各参数进 行分析及对保护 3和 5 进行距离保护的具体整定计算并注意有关细节。2 分析要设计的课题内容2.1 设计规程根据继电保护在电力系统中所担负的任务,一般情况下,对动作于跳闸的继电保护 在技术上应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。这几“性”之间, 紧密联系,既矛盾又统一,按照电力系统运行的具体情况配置、配合、整定。2.2 本设计的保护配置2.2.1 主保护配置距离保护I段和
3、距离保护II段构成距离保护的主保护。 距离保护的I段图 2.1 距离保护网络接线图瞬时动作，t是保护本身的固有动作时间。I保护1的整定值应满足：ZI Z考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差，set-1AB引入可靠系数Ki (一般取0.8-0.85),贝VrelZI = KI Zset -1rel AB同理，保护2的I段整定值为：Z i = K i Zset -2rel BC(2)距离II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，同时带有高出一个At的时限，以保证选择性，例如在图2.1中，当保护2第I段 末端短路时，保护 1 的测量阻抗为：Z = Z +
4、 Z im ABset -2引入可靠系数KII (一般取0.8)，贝V保护1的II段的整定阻抗为：relZ = Kii (Z + Zi ) = 0.8z +(0.80.85)Z set.1 rel AB set.2 AB BC2.2.2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，其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At。3保护配合的整定3.1 QF3距离
5、保护的整定与校验3.1.1 QF3距离保护第I段整定QF3的I段的整定阻抗为ZI = Ki L z 二 1.2 x 60 x 0.4 二 28.80(3.1)set.3 rel BC 1(2) 动作时间11二0s (第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间)3.1.2 QF3距离保护第II段整定与相邻线路L 距离保护I段相配合，QF3的II段的整定阻抗为：C - DZII = KII (L z + ZI ) = 0.8x(50x0.4+10.2) =2416Q(3.2)set.3 rel BC 1 set.2ZI = KI L z =0.85 x 0.4 x 30 = 10.2Q(3.3)s
6、et.2 rel CD 1(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 =弘= 1.208 1.25的要求。sen距离保护3的II段应改为与相邻线路的II段配合。ZII =KII(zL +KI zL )=0.8x(0.4x30+0.85x0.4x20)=15.04Q set.2 rel 1 CD rel 1 DEZ + ZII20 +15.04BCset.2 = 1.752 1.25Z20BC(3.4)Ksen即满足灵敏度K 1.25的要求。sen(3)动作时间，与相邻线路L距离I段保护配合，则C-DtII = 11 + At = 0.5 s3.
7、1算.3 QF3距离保护第III段整定(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z来整定计Lmin口Z Kmset.3 K Kre ss=190.53 x 0.85=1.15 x 1.5=93.88Q=1minLmin ILmax=0.9 x 110、汙 x 0.3=190.53Q(3.5)(3.6)其中，Kiii =0.85，K =1.15，K =1.5。relress(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，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。作为近后备保护时，按本线路末端短路进行校验，计算式为Zm 93.88K =
8、4.69 1.5sen Z 50 X 0.4BC即满足灵敏度K 1.5的要求。sen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K = 勢 =93.88 =2.93 1.2sen Z + Z 20+12BC CD即满足灵敏度K 1.2的要求。sen(3) 动作延时tm = tm +2At =1.5 s 313.2 QF5距离保护的整定与校验3.2.1 QF5距离保护第I段整定(1) 线路L的I段的整定阻抗为：3ZI = KI Lz = 085X40X0.4 = 13.6Qset.5 rel 3 1(2) 动作时间11二0s (第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间)3.2.2 Q
9、F5距离保护第II段整定(1)与相邻线路L距离保护I段相配合，线路L的II段的整定阻抗为:B-C3ZII = KII (Lz + KZI ) = 0.8 X (40 X 0.4 + 2.03 x 17) = 40.41 Qset.5 rel 3 1 b.min set.2ZI= KI L z =0.85 x 50 x 0.4 = 17Qset.2 rel BC 1L1L3其中，Z 二 16.480 , Z 二 16Q , Z 二 20Q。BCIZI16丁3 Z + Z 16 +16.48L3 L1K 二亠二 16 + 16來二 2.03b.min IZ16(3.7)(3.8)(3.9)(3.1
10、0)(3.11)3L3Z图 3.2 等效电路图7 Z Km 190.53x0.85 QQZ m = Lmin re = 93.88Qset K K 1.15 x 1.5re ssZ= LminLmin ILmax0.9 %110 = 190.53 Q3 x 0.3(3.12)(3.13)(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。Z ii 40.41K = = 2.53 1.25sen Z 40 x 0.4L3即满足灵敏度K 1.25的要求。sen 动作时间:与相邻线路L 距离I段保护配合，则 BCt ii = 11 + At = 0.5s3.2.
11、3 QF5距离保护第III段整定Lmin(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 Z 来整定。其中，Km =0.85，K = 1.15，K = 1.5。rel re ss(2) 灵敏度校验距离保护III段，即作为本线路1、11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。作为近后备保护时，按本线路末端短路进行校验，计算式为：Zm 93.88K = set.5 = 5.87 1.5sen Z 40 X 0.4L3 即满足灵敏度K 1.5的要求。sen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Z m93.88K = set.5 =1
12、.66 1.2sen Z + K Z 16 + 2.03 x 20L3 b.max BC即满足灵敏度K 1.2的要求。sen(3) 动作延时t m = t m + 3& = 2s514 继电保护设备选择4.1 互感器的选择4.1.1 电流互感器的选择根据电流互感器安装处的电网电压、最大工作电流和安装地点要求，选型号为 LCWB6-110W2 屋外型电流互感器。4.1.2 电压互感器的选择根据电压等级选型号为YDR-110的电压互感器。4.2 时间继电器的选择根据题目要求时间继电器选AC220V、嵌入式、限时动作的继电器，则其型号为 H3CR-G8EL。5 二次展开原理图的绘制5.1 绝对值比较
13、原理的实现绝对值比较的一般动作A表达式如式|Zj |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。U U J(5.1)式(5-1)称为电压形式的绝对值比较方程，电路图如图5.1 所示。5.2 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，启动回路、测 量回路、逻辑回路,如图5.2所示。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。测量回路的I段和II段，由公用阻抗继电器1、2ZKJ组成，而第III段由测量阻抗 继电器3ZKJ组成。测量回路是测量短路点到保护安装处的
14、距离，用以判断故障处于那 一段保护范围。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Y、Y、或门h和禁止 12门 JZ ,用以分析判断是否应该跳闸。5.3 原理接线图KT为时间继电器，KS为信号继电器，KZ为阻抗继电器,TA为电流互感器，如图5.3 所示。UB绝对值比较回路图 5.1 绝对值比较的电压形成图 5.2 保护跳闸回路TAa图 5.3 原理展开图6 心得体会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I段是瞬时动作的，但是它只能保护线路全长的80%-85%。(3) 距离保护较电流、电压保护具有较高的灵敏度。
