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1、电力系统继电保护课程设计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:E = 115. J3 kV, X = 150、X = 100、 申G1G2L = 40 km , L = 50 km、 L = 303B_CC_D0.40 / km, Ki = 1.2 、 Kii = Kiii = 1.15 ,X = 100 ，G3km 、 LD_EL = L = 70 km 、12= 30 km ， 线 路 阻 抗I = 300 A 、rel=150A，rel relB_C max= 200 A 、C_DmaxK = 1.5 ，ssK 二 0.85 reC_E max试对线路 L1、L2、
2、L3 进行距离保护的设计。1.2 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 进行分析及对线路 L1、L2、L3 进行距离保护的具体整定计算并注意有关细节。距离 保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，反应故障点 到保护安装处的距离而工作的保护。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 护在技术上有四条基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。这几个之间，紧密 联系，既矛盾又统一，必须根据具体电力系统运行的主要矛盾和矛盾的主要方面，配 置、配合、整定每个电力原件
3、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。(1) 可靠性可靠性是指保护该动作时应动作，不该动作时不动作。为保证可靠性，宜选用性 能满足要求、原理尽可能简单的保护方案。(2) 选择性 选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身 的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。 为保证选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元 件(如起动与跳闸元件、闭锁与动作元件)，其灵敏系数及动作时间应相互配合。(3) 灵敏性 灵敏性是指在设备或线路
4、的被保护范围内发生故障时，保护装置具有的正确动作 能力的裕度，灵敏性通常用灵敏系数或灵敏度来衡量，增大灵敏度，增加了保护动作 的信赖性，但有时与安全性相矛盾。对各类保护的的灵敏系数的要求都作了具体规定， 一般要求灵敏系数在1.2-2之间。(4) 速动性 速动性是指保护装置应能尽快地切除故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障 设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围。110k V及以上电压等级的线路，由于其负荷电流大，距离长，用电流保护往往不 能满足技术要求，而需要采用距离保护。这是因为与电流保护相比，距离保护有以下 优点： 灵敏度较高。因为阻抗Z U阻抗继电器反映了正常情况与短路时电流、 电压值
5、的变化，短路时电流I增大，电压u降低，阻抗Z减小得多。 保护范围与选择性基本上不受系统运行方式的影响。由于短路点至保护安装处 的阻抗取决于短路点至保护安装处的电距离，基本上不受系统运行方式的影响，因此， 距离保护的保护范围与选择性基本上不受系统运行方式的影响。 迅速动作的范围长。距离保护第一段的保护范围比电流速断保护范围长，距离 保护第二段的保护范围比限时电流速断保护范围长，因而距离保护迅速动作的范围较 长。距离保护比电流保护复杂，投资多。但由于上述优点，在电流保护不能满足技术 要求的情况下应当采用距离保护。2.2 本设计的保护配置2.2.1 主保护配置距离保护I段和距离保护II段构成距离保护
6、的主保护。距离保护的I段ABC123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 1.25满足要求sen Z 60 x 0.4L1(3) 动作时间，与相邻线路L距离I段保护配合，贝I，B-Ctii 二 ti + At 二 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。3.1.3线路L1距离保护第川段整定来整定L min(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计算的，所以有其中 KIII 二 1.15 ,relZZ III L min set K IK Krel R ss0.9 X110 190.53
7、0 a/3 x 0.3(3-6)Z 1minLmin iL maxK 1.2 ， K 1.5 ，于是 Rss(3-7)Z III =190.53= 92.040set 1.15 x 1.2 x 1.5(2) 灵敏度校验距离保护川段，即作为本线路I、I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，计算式为作为远后备保护时，Z iii 92.04K se 3.84 1.5sen Z 60 X 0.4按相邻线路末端短路进行校验，计算式为满足要求KsenZiiisetZ + K ZL1b。max B-C92.04二 2.09 1
8、.224 +1 x 20满足要求3.2 线路 L2 距离保护的整定与校验3.2.1线路L2距离保护第I段整定线路L2的丨段的整定阻抗为(3-8)Zi 二 K L Zset rel 2 1=0.85x60x0.4=20.4 q式中z i 一距离I段的整定阻抗；setL 一被保护线路 L2 的长度；2Z 一被保护线路单位长度的阻抗；1K 可靠系数；rel(2) 动作时间11二Os (第丨段实际动作时间为保护装置固有的动作时间)。3.2.2线路L2距离保护第II段整定(1) 与相邻线路L 距离保护丨段相配合，线路L2的II段的整定阻抗为B-CZ11 二 K (L Z + K K ZL )(3-9)s
9、etrel 21rel b.min 1 B-CK 一线路L 对线路L1的最小分支系数,其大小与线路L 对线路L1的分 b.minB-CB-C支系数大小相同，为 3.5。(求法同上)于是 ZH = 0.85 x(60 x 0.4 + 0.85 x 3.5 x 0.4 x 50)= 80Qset(2) 灵敏度校验距离保护I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。 考虑到各种误差因素，要求灵敏系数应满足K = 久 =80= 3.33 1.25满足要求sen Z 60 x 0.4L2(3) 动作时间，与相邻线路L距离I段保护配合，贝，B-Ct ii = ti + At = 0.5s
10、 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。3.2.3线路L2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L min 计算的，所以有Z hisetZL minK hi K K rel R ssZ = 2 minLmin iL max0.9 x 110v3 x 0.3=190.53q(3-10)(3-11)其中 KIII 二 1-15，K = 1.2，K 二 1.5，于是relRssZ hi = 190.53 = 92.040set 1.15 x 1.2 x 1.5(2) 灵敏度校验距离保护川段，即作为本线路I、ll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。按本线路末端短路进行校验，计算式为作为近后备保护时Z
