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1、电力系统继电保护课程设计电力系统继电保护课程设计题题目：目：专专业：业：班班级：级：姓姓名：名：学学号：号：距离保护电气工程及其自动化20172017 年年 6 6 月月日日 13 131 设计原始资料具体题目如下图所示网络，系统参数为:E1153kV、XG210、XG310,L1 40(13%) 41.2km、L3 40km，LBC 50km、LCD 30km、LDE 30km， 线路阻抗0.4/km，Krel Krel 0.85，Krel 0.8，IBCmax 300、ICDmax 200、ICE max150，Kss1.5，Kre1.15,t1= 0.5s。A A9 9G1G1B BL1
2、8 8C CD DE EG2G23 32 21 15 5L34 4G3G3图电力系统示意图试对线路L1、L2、L3进行距离保护的设计。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。本设计的保护配置主保护配置距离保护段和距离保护段构成距离保护的
3、主保护。(1) 距离保护的段ABC123G图 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。保护 1 的整定值应满足：Zset电压互感器的误差，1 ZAB考虑到阻抗继电器和电流、引入可靠系数Krel(一般取，则Zset1 KrelZAB同理，保护 2 的段整定值为：Zset2 KrelZBC(2) 距离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段的保护范围，同时带有高出一个t的时限，以保证选择性,例如在图中，当保护 2 第段末端短路时，保护 1 的测量阻抗为：Zm ZAB Zset2引入可靠系数Krel(一般取，则保护 1 的段的整定阻抗为：Zset.1= Kre
4、l(ZAB+ Zset.2) = 0.8ZAB+(0.8 0.85)ZBC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， 同时也作为距离段与距离段的后备保护，还应该装设距离保护第段。距离段：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，并使其比距离段保护范围内其他各保护的最大动作时限高出一个t。3 保护配合的整定 QF3 距离保护的整定与校验 QF3 距离保护第 I 段整定(1) QF3 的段的整定阻抗为(2) 动作时间tI 0s（第段实际动作时间为保护装置固有的动作时间） QF3 距离保护第段整定(1) 与相邻线路
5、LCD距离保护段相配合，QF3 的段的整定阻抗为：(2) 灵敏度校验距离保护段，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。Zset.324.16=1.2081.5ZBC500.4Ksen即满足灵敏度Ksen1.5的要求。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：KsenZset.393.88= 2.931.2ZBC+ ZCD20+12即满足灵敏度Ksen1.2的要求。(3) 动作延时t3= t1+2t =1.5s QF5 距离保护的整定与校验 QF5 距离保护第 I 段整定(1) 线路L3的段的整定阻抗为：(2) 动作时间tI 0s（第段实际动作时间为保护装置固有的
6、动作时间）Zset.5= KrelL3z1= 0.85400.4 =13.6 QF5 距离保护第段整定(1) 与相邻线路LBC距离保护段相配合，线路L3的段的整定阻抗为：Zset.5= Krel(L3z1+ Kb.minZset.2） = 0.8(400.4 + 2.0317) = 40.41Zset.2= KrelLBCz1= 0.85500.4 =17其中,ZL116.48,ZL316,ZBC 20。I3ZL316I IZL3 ZL11616.48Kb.minIZL3 ZL11616.48 2.03I3ZL316ZL1I1ZBCIZL3I3图 等效电路图(2) 灵敏度校验距离保护段，应能保
7、护线路的全长，本线路末端短路时，应有足够的灵敏度。Zset40.41= 2.531.25ZL3400.4Ksen即满足灵敏度Ksen1.25的要求。(3) 动作时间:与相邻线路LBC距离段保护配合，则t= tI+t = 0.5s QF5 距离保护第段整定(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ZLmin来整定。ZsetZLminKrel190.530.85= 93.88KreKss1.151.5ZLmin=ULmin0.9110=190.53ILmax30.3其中,Krel= 0.85，Kre1.15，Kss1.5。(2) 灵敏度校验距离保护段，即作为本线路、段保护的近
8、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：Zset.593.88= 5.87 1.5ZL3400.4Ksen即满足灵敏度Ksen1.5的要求。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：Zset.593.88=1.66 1.2ZL3+ Kb.maxZBC16+2.0320Ksen即满足灵敏度Ksen1.2的要求。(3) 动作延时t5= t1+3 t = 2s4 继电保护设备选择互感器的选择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
9、感器。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。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绝对值比较原理的实现绝对值比较的一般动作 A 表达式如式ZA ZB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。UB UA式(5-1)称为电压形式的绝对值比较方程，电路图如图所示。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
10、器、负序电流继电器或负序零序电流增量继电器构成。测量回路的段和段，由公用阻抗继电器 1、2ZKJ组成，而第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Y1、Y2、或门H和禁止门JZ,用以分析判断是否应该跳闸。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，如图所示。TAURR1KIIm2UA1KIIm2TV绝对值比较回路1KUUm2TUB图 绝对值比较的电压形成0.1s/0I2、 、 、 、QHJ&JZ1、 2ZKJY1&T22XJT11XJH、 、3ZKJ1Y2&T33XJ、 、 、 、图保护跳闸回路KCOQF0=1000KSKSKSKT0KT00=100=1=100000KZaKZcKZaKZcKZaKZcKZbTAaTAc图 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。
