110kV輸電線路距離保護(hù)

1、繼電保護(hù)原理課程設(shè)計題目名稱：110KV輸電線路距離保護(hù)設(shè)計系別：物理與電氣工程系專業(yè)：電氣工程及其自動化學(xué)號:姓名：指導(dǎo)老師：日期：繼電保護(hù)原理課程設(shè)計任務(wù)書原始資料:如下圖所示網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)參數(shù)為：E 115/怎kV， XG1 15 ， XG2 10， XG3 10 ， L1 44km， L3 40km ,=，50km，Lc d 30km , L° e 20km，線路阻抗 0.4 /km， d0.85， K：； 0.8，K：el 1.15，K b. max 2 -32 ,1 A B maxt1"300A， 1 c d max 200A，1 D Emax 150A，K ss

2、5， Kre 2 ，J0.5s。對線路L1、L3進(jìn)行距離保護(hù)的設(shè)計。（對2、9處進(jìn)行保護(hù)設(shè)計） 甲nnEl叵IElEI設(shè)計要求：本文要完成的內(nèi)容是對線路的距離保護(hù)原理分析及整定計算，并根據(jù)分析和整定結(jié)果，合 理的選擇繼電保護(hù)設(shè)備設(shè)備，并選擇正確的安裝方式，以確保安裝設(shè)備安全、可靠地運行。主要參考資料:1 楊啟遜主編.微機型繼電保護(hù)基礎(chǔ)M.北京沖國電力出版社，2009.2 賀家李主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理M.北京沖國電力出版社,2010.3 張保會主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)M.北京:中國電力出版社,2005.4 傅知蘭.電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實用計算M.北京：中國電力出版社，2004. 姚春球.發(fā)電

3、廠電氣部分M.中國電力出版社，2007. 孫麗華.電力工程基礎(chǔ).北京.機械工業(yè)出版社.目錄1 設(shè)計原始資料 0題目 0設(shè)計要求 02 繼電保護(hù)方案設(shè)計 0主保護(hù)配置 0后備保護(hù)配置 13 保護(hù)的配合及整定計算 1.保護(hù) 2 處距離保護(hù)的整定與校驗 1.保護(hù) 9 處距離保護(hù)的整定與校驗 3.4 二次展開圖的繪制 5保護(hù)測量電路 5絕對值比較原理的實現(xiàn) 5.相位比較原理的實現(xiàn) 6.保護(hù)跳閘回路 75 總結(jié) 8參考文獻(xiàn) 91設(shè)計原始資料題目如圖1-1所示網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)參數(shù)為：E 115/kV， XG1 15 ， XG2 10， XG3 10 ， L1 44km， L3 40km，二，Kb.max = L

4、Bc 50km，LC D 30km , I_d e 20km,線路阻抗 0.4 /km， K；i0.85， K；i 0.8，Krel 1.15， I A Bmax 300A， I c D max 200A， I D Emax 150A， K ss 1.5，Kre，（對2、9處進(jìn)行保護(hù)設(shè)計）Kb.max 2.32，t；"0.5s。對線路L1、L3進(jìn)行距離保護(hù)的設(shè)計設(shè)計要求本文要完成的內(nèi)容是對線路的距離保護(hù)原理分析及整定計算，并根據(jù)分析和整定結(jié)果，合 理的選擇繼電保護(hù)設(shè)備設(shè)備，并選擇正確的安裝方式，以確保安裝設(shè)備安全、可靠地運行。2繼電保護(hù)方案設(shè)計主保護(hù)配置距離保護(hù)I段和距離保護(hù)U段構(gòu)成

5、距離保護(hù)的主保護(hù)，如圖2-1為距離保護(hù)網(wǎng)絡(luò)接線圖距離保護(hù)的I段ABC圖2-1距離保護(hù)網(wǎng)絡(luò)接線圖Zab考慮到阻抗繼電器和電流、電壓互感器的誤差，引入瞬時動作，t1是保護(hù)本身的固有動作時間。 保護(hù)1的整定值應(yīng)滿足：ZSet.1可靠系數(shù)K；el(般取，則ZSet.lK1 zrel AB同理，保護(hù)2的I段整定值為Krel ZBC80%90%,這是一個嚴(yán)重的缺點。為了切ZSet.2如此整定后，距離I段就只能保護(hù)線路全長的除本線路末端10%20%范圍以內(nèi)的故障，就需要設(shè)置距離保護(hù)第U段。距離U段3整定值的選擇和限時電流速斷相似，即應(yīng)使其不超出下一條線路距離I段的保護(hù)范圍，同時帶有高出一個t的時限，以保證選

6、擇性，當(dāng)保護(hù)2第I段末端短路時，保護(hù)1的測量阻抗為Z1 ZAB Zset.1引入可靠系數(shù) 黑1(一般取，則保護(hù)1的u段的整定阻抗為zSet.1 K；i(Zab ZSet.2)0-8Zab (0.80.85)Zbc后備保護(hù)配置為了作為相鄰線路的保護(hù)裝置和斷路器拒絕動作的后備保護(hù)，同時也作為距離 I段與距離 II段的后備保護(hù)，還應(yīng)該裝設(shè)距離保護(hù)第III段。距離III段：整定值與過電流保護(hù)相似，其啟動阻抗要按躲開正常運行時的負(fù)荷阻抗來選擇， 動作時限還按照階梯時限特性來選擇， 并使其比距離III段保護(hù)范圍內(nèi)其他各保護(hù)的最大動作時 限高出一個t O3保護(hù)的配合及整定計算保護(hù)2處距離保護(hù)的整定與校驗1、

7、保護(hù)2處距離保護(hù)第I段整定(1) 2處的I段的整定阻抗為zSetK；eiLc dN 0.85 30 0.4 10.2(2) 動作時間t1 0s (第I段實際動作時間為保護(hù)裝置固有的動作時間)。2、保護(hù)2處距離保護(hù)II段整定(1) 與相鄰線路Ld-e距離保護(hù)I段相配合，線路的II段的整定zsetKr(LC Dz1KrIelz1LD E) 0.8 (30 0.4 0.85 20 0.4) 15.04(2) 靈敏度校驗距離保護(hù)II段，應(yīng)能保護(hù)線路的全長，本線路末端短路時，應(yīng)有足夠的靈敏度?？紤]到各 種誤差因素，要求靈敏系數(shù)應(yīng)滿足Ksen 1.25Ksen壘 1.253乙滿足要求(3) 動作時間，與相

8、鄰線路Ld-e距離I段保護(hù)配合，則,11,1ttt 0.5s它能同時滿足與相鄰保護(hù)以及與相鄰變壓器保護(hù)配合的要求。3、保護(hù)2處距離保護(hù)III段整定(1)所以有整定阻抗：按躲開被保護(hù)線路在正常運行條件下的最小負(fù)荷阻抗ZL.min來整定計算的,ZL.minKrel Kre KssZL. minU 1minI L max°.9 110285.79.3 0.2已知Krel 1.15Kre =2， Ksszset1.5，帶入公式可得285.79138.061.15 1.2 1.5(2)距離保護(hù)III段，即作為本線路I、靈敏度校驗II段保護(hù)的近后備保護(hù)，又作為相鄰下級線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)，靈敏度應(yīng)分

9、別進(jìn)行校驗。作為近后備保護(hù)時，按本線路末端短路進(jìn)行校驗，計算式為ZL1Ksen 311.51滿足要求作為遠(yuǎn)后備保護(hù)時，按相鄰線路末端短路進(jìn)行校驗，計算式為K senZlIIIsetZd e138.0630 0.4 20 0.46.93滿足要求（3）動作時間t 1s保護(hù)9處距離保護(hù)的整定與校驗1、保護(hù)9處距離保護(hù)第I段整定（1）線路L1的I段的整定阻抗為Z；et 心丄洛 0.85 440.4 14.96（2）動作時間tI 0s （第I段實際動作時間為保護(hù)裝置固有的動作時間）2、保護(hù)9處距離保護(hù)第II段整定（1）與相鄰線路Lb c距離保護(hù)I段相配合考慮到分支系數(shù) 定阻抗為Kbr的影響，線路L1的I

10、I段的整zset Kr(L1Z1KbrZ1LB C)乙 0.4 4417.6， Z3 z1L30.4 4016I ABZIbc 石%1bc0.5 I BCI BC I BCK br '2I AB 0.5I BC于是 Zset 0.8 (17.6 2 0.4 50)46.08（2）靈敏度校驗距離保護(hù)II段，應(yīng)能保護(hù)線路的全長，本線路末端短路時，應(yīng)有足夠的靈敏度。Zset44.08 c “K sen鯉2.50ZL144 0.4滿足要求 動作時間，與相鄰線路Lbc距離II段保護(hù)配合，則,II,1, c Lttt 0.5s它能同時滿足與相鄰保護(hù)以及與相鄰變壓器保護(hù)配合的要求。3、線路L1距離保

11、護(hù)第III段整定(1)整定阻抗：按躲開被保護(hù)線路在正常運行條件下的最小負(fù)荷阻抗ZLmin來整定計算的,所以有Z IIIZ L.minZsetK K Krel re ssU 1 minZLminI Lmax0.9 110一 190.530.3其中Krei1.15， Kre 1.2Kss1.5于是可得190.531.15 1.2 1.592.04(2)靈敏度校驗II段保護(hù)的近后備保護(hù)，又作為相鄰下級線路的遠(yuǎn)后備距離保護(hù)III段，即作為本線路I、 保護(hù)，靈敏度應(yīng)分別進(jìn)行校驗。作為近后備保護(hù)時,按本線路末端短路進(jìn)行校驗，計算式為KZk9204Ksen4.36Zl1 52.8 0.4滿足要求 作為遠(yuǎn)后備

12、保護(hù)時,按相鄰線路末端短路進(jìn)行校驗，計算式為92.041.3621.12 2.32 20KsenzsiZL1 Kb.maxZB C滿足要求（3）動作時間IIIIIIt9 t13t 2s4、三段式電流接線原理圖如圖3-1所示圖3-1三段式電流接線原理圖4二次展開圖的繪制保護(hù)測量電路對于動作于跳閘的繼電保護(hù)功能來說，最為重要的是判斷出故障處于規(guī)定的保護(hù)區(qū)內(nèi)還是 保護(hù)區(qū)外，至于區(qū)內(nèi)或區(qū)外的具體位置，一般并不需要確切的知道。可以用兩種方法來實現(xiàn)距 離保護(hù)。一種是首先精確地測量出 Zm，然后再將它與事先確定的動作進(jìn)行比較。當(dāng) Zm落在動 作區(qū)之內(nèi)時，判為區(qū)內(nèi)故障，給出動作信號；當(dāng) Zm落在動作區(qū)之外時，

13、繼電器不動作。另一種 方法不需要精確的測出Zm,只需間接地判斷它是處在動作邊界之外還是處在動作邊界之內(nèi)，即 可確定繼電器動作或不動作。絕對值比較原理的實現(xiàn)如前所述，絕對值比較的一般動作表達(dá)式如式|Zb| Za所示。絕對值比較式的阻抗元件， 既可以用阻抗比較的方式實現(xiàn)，也可以用電壓比較的方式實現(xiàn)。該式兩端同乘以測量電流Im，并令I(lǐng)mZA Ua，ImZB Ur,則絕對值比較的動作條件又可以 表示為Ub Ua稱為電壓形式的絕對值比較方程。電路圖如圖4-1所示CTPT圖4-1絕對值比較的電壓形成相位比較原理的實現(xiàn)相位比較原理的阻抗元件動作條件的一般表達(dá)式如式900的動作條件可以表示為900 arg土

14、900U DargZcZd900所示，相位比較稱為電壓形式相位比較方程。電路圖如圖4-2所示圖4-2相位比較保護(hù)跳閘回路三段式距離保護(hù)主要由測量回路、起動回路和邏輯回路三部分組成，電路如圖4-3所示。（1）起動回路起動回路主要由起動元件組成，起動元件可由電流繼電器、阻抗繼電器、負(fù)序電流繼電器 或負(fù)序零序電流增量繼電器構(gòu)成。正常運行時，整套保護(hù)處于未起動狀態(tài)，即使測量元件動作 也不會產(chǎn)生誤跳閘。起動部分用來在短路時起動整套保護(hù)，即解除閉鎖，允許1、2ZJK和3ZJK通過與門¥和筆去跳閘。起動部分啟動后，起動時間電路 T,，在時間內(nèi)（開放時間內(nèi)）允許距 離I段跳閘。超過時T,動作，一方面

15、通過禁止門JZ閉鎖距離I段，另一方面起動切換繼電器， 對于各段或各相有公用阻抗繼電器的距離保護(hù)裝置，進(jìn)行段別或相別切換。（2）測量回路測量回路的I段和II段，由公用阻抗繼電器1、2ZJK組成，而第III段由測量阻抗繼電器 3ZJK組成。測量回路是測量短路點到保護(hù)安裝處的距離，用以判斷故障處于哪一段保護(hù)范圍。（3）邏輯回路邏輯回路主要由門電路和時間電路組成。與門電路包括與門Y,、或門H和禁止門JZ，用以分析判斷是否應(yīng)該跳閘。0.1S/0圖4-3保護(hù)跳閘回路5 總結(jié)通過繼電保護(hù)課程設(shè)計，本人從中學(xué)到了很多寶貴的經(jīng)驗和知識。對距離保護(hù)設(shè)計的過程有了一個很大程度了解，對設(shè)計的思路、基本方法、步驟有了深

16、刻的認(rèn)識。為以后的工作打下了一個堅實的基礎(chǔ)。通過這次設(shè)計，本人深刻的認(rèn)識到了，理論知識和實踐相結(jié)合是學(xué)習(xí)中相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)，只有這樣才能提高自己的實際操作能力，并且從中培養(yǎng)自己的獨立思考。參考文獻(xiàn)1 楊啟遜主編 .微機型繼電保護(hù)基礎(chǔ) M. 北京 :中國電力出版社 ,2009.2 賀家李主編 .電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理 M. 北京:中國電力出版社 ,2010.2004.3 張保會主編 .電力系統(tǒng)繼電保護(hù) M. 北京 :中國電力出版社 ,2005.4 傅知蘭 . 電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實用計算 M. 北京：中國電力出版社，5 姚春球 . 發(fā)電廠電氣部分 M. 中國電力出版社， 2007.6 孫麗華 .電力工程基礎(chǔ) .北京.機械工業(yè)出版社 .繼電保護(hù)原理課程設(shè)計成績評價表課程名稱繼電保護(hù)原理課程設(shè)計題目名稱110KV輸電線路距離保護(hù)設(shè)計學(xué)生姓名蘇媛媛學(xué)號B38師導(dǎo)教黃麗霞職稱教師序號評價項目指標(biāo)滿分評分1工作量、工作態(tài) 度和出勤率按期圓滿的完成了規(guī)定的任務(wù)，難易程度 和工作量符合教學(xué)要求，工作努力，遵守紀(jì)律， 出