繼電保護課設(shè)距離保護3和9

1、1 題目及分析1.1 題目如圖1-1所示網(wǎng)絡，系統(tǒng)參數(shù)為：kV，km，,，線路阻抗0.4/km，。圖1-1 系統(tǒng)網(wǎng)絡圖試對線路L1、L2、L3進行距離保護的設(shè)計。1.2 保護對象及原理我們要完成的內(nèi)容是實現(xiàn)對線路的距離保護，而在本題中要完成與保護9和保護3相關(guān)的距離保護。距離保護是利用短路時電壓、電流同時變化的特征，測量電壓與電流的比值，該比值反應故障點到保護安裝處的距離，如果短路點距離小于整定值則動作的保護，為欠量保護。2 故障特征量的計算距離保護需要的特征量為線路的阻抗。計算式為Zk=z1L（2-1）以下為每條線路末端短路時短路點到測量件的正序阻抗，線路阻抗z1= 0.4/km，由式2-1

2、得：ZL1=z1L1=0.4×60=24ZL3=z1L3=0.4×40=16ZB-C=z1LB-C=0.4×50=20ZC-D=z1LC-D=0.4×30=12ZD-E=z1LD-E=0.4×20=83 保護的配合及整定3.1 保護3處的整定計算保護3的段整定計算(1) 整定阻抗Zset·3=KrelZB-C=0.85×20=17 (2) 動作延時 t3=0s (第段實際動作時間為保護裝置固有的動作延時)。保護3的段整定計算與相鄰下級線路C-D的保護2的段配合，得：(1) 整定阻抗Zset·2=KrelZC-D=0

3、.85×12=10.2 Zset·3=Krel(ZB-C+Zset·2)=0.85×(20+10.2)=25.67 (2) 靈敏性校驗。按本線路末端短路求靈敏度系數(shù)為Ksen=Zset·3ZB-C=25.6720=1.28>1.25滿足要求。(3) 動作延時。與相鄰保護2的段配合，則由 t1=0s得 t2=t1+t=0.5s它能同時滿足與相鄰保護配合得要求。保護3的段整定計算(1) 整定阻抗。按躲開最小負荷阻抗整定ZL·min=UL·minIL·max=0.9×1103×0.3=190.5

4、 故段整定值為Zset·3=KrelKssKreZL·min=0.851.5×0.85×190.5=127 (2) 靈敏性校驗。距離保護的段，既作為本線路、段保護的近后備，又作為相鄰下級保護的遠后備，靈敏性應分別進行校驗。作為近后備時，按本線路末端短路求靈敏度系數(shù)為Ksen(1)=Zset·3ZB-C=12720=6.35>1.5作為遠后備時，按相鄰設(shè)備末端短路求靈敏度系數(shù)為Ksen(2)=Zset·3ZB-C+KbZC-D =12720+1×12=3.97>1.25分支系數(shù)Kb=1。均滿足要求。(3) 動作延時

5、。距離段的動作延時不應小于最大的震蕩周期（1.52s），因此取t3=1.5s3.2 保護9處的整定計算 保護9的段整定計算(1) 整定阻抗Zset·9=KrelZL1=0.85×24=20.4 (2) 動作延時 t9=0s (第段實際動作時間為保護裝置固有的動作延時)。保護9的段整定計算與相鄰下級線路B-C的保護3的段配合，得：(1) 整定阻抗Zset·9=Krel(ZL1+Kb·minZset·3) (3-1)由題，當3個電源全部運行時，分支系數(shù)Kb取得最小值Kb·min=1+XG1/XG2+ZL1XG3+ZL3=15/10+241

6、0+16=2.15由式3-1得整定阻抗為Zset·9=0.85×24+2.15×17=51.5 (2) 靈敏性校驗。按本線路末端短路求靈敏度系數(shù)為Ksen=Zset·9ZL1=51.524=2.15>1.25滿足要求。(3) 動作延時，與相鄰保護3的段配合，則t9=t3+t=0.5s它能同時滿足與相鄰保護配合得要求。保護9的段整定計算(1) 整定阻抗。按與相鄰下級線路保護3的段配合，則Zset·9=Krel(ZL1+Kb·minZset·3)(3-2)由式3-2得Zset·9=0.85×24+2.1

7、5×127=170.05 (2) 靈敏性校驗。距離保護的段，既作為本線路、段保護的近后備，又作為相鄰下級保護的遠后備，靈敏性應分別進行校驗。 作為近后備時，按本線路末端短路求靈敏度系數(shù)為Ksen(1)=Zset·3ZL1=170.0524=7.1>1.5 作為遠后備時，按相鄰設(shè)備末端短路求靈敏度系數(shù)為由題，當電源G2退出運行時，分支系數(shù)Kb取得最大值Kb·max=1+XG1+ZL1XG3+ZL3=15+2410+16=2.5Ksen(2)=Zset·9ZL1+Kb·maxZB-C=170.0524+2.5×20=3.15>

8、1.25均滿足要求。(3) 動作延時。與相鄰保護3的段配合，則t9=t3+t=1.5+0.5=2 s3.3 距離保護振蕩閉鎖當多電源并聯(lián)運行時，電源之間就會出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象。假設(shè)該系統(tǒng)各部分的阻抗角都相等，所以振蕩中心的位置就位于阻抗中心處，即位于(6+24+16+10)=28 處，距離保護9的阻抗為12 。因為=20.4 ，=252.5 ，可以知道，振蕩中心在保護5的段、段和段的整定范圍內(nèi)，因此保護9的、和段都必須加振蕩閉鎖，來防止由于振蕩而使保護誤動。4 主設(shè)備的選擇4.1 電流互感器的選擇保護3處的最大短路電流=4.77 kA，保護9處的最大短路電流=11.06 kA，保護3和保護9的電壓最

9、大值不會超過kV，保護3與保護9處均選取的電流互感器為LZZB9-110，電壓互感器選用TYD110/3-0.01H。它們的具體參數(shù)如表1、表2所示。表1電流互感器型號額定電流比（A）4s熱穩(wěn)定電流(kA)額定動穩(wěn)定電流(kA)級次組合額定二次輸出(V·A)0.20.55PLZZB9-110500/531.5800.2/0.5/5P10/5P203030301200/545112.50.2/0.5/10P10101520表2電壓互感器型號TYD110/3-0.01H額定輸出(V·A)100額定電壓/kV100準確級0.5/3P設(shè)備最高電壓/kV126額定工頻耐受電壓/kV2

10、004.2阻抗繼電器的選擇根據(jù)系統(tǒng)的電壓和短路電流、阻抗等計算結(jié)果選擇相應的阻抗繼電器，其結(jié)果如表3所示。表3 阻抗繼電器型號功能測量范圍()輸出LZ-21相AC直接連接100V，可調(diào)整定值，滯后可調(diào)。2-2010-10030-3005V·A25V·A5 原理圖的繪制原理接線圖是將電氣裝置的一次設(shè)備（斷路器及隔離開關(guān)等）和二次設(shè)備（各種繼電器等）畫在同一個圖上，使整個系統(tǒng)的接線方式和各種概念清晰明了，有利于了解整個系統(tǒng)的構(gòu)成原理和基本工作過程。三段式距離保護的原理圖如圖5-1所示。二次電路展開圖的基本出發(fā)點是按回路展開，可以清晰的表示各電器元件的內(nèi)部連接，為讀圖提供了很大的方便。三段式距離保護的交流回路展開圖和直流回路展開圖分別如圖5-2、圖5-3所示。圖5-1三段距離保護原理圖圖5-2交流回路展開圖圖5-3直流回路展開圖6 結(jié)論使用I段、II段和III段距離保護，其主要的優(yōu)點就是簡單、可靠，并且在一般情況下也能夠滿足快速切除故障的要求。與電流保護不同，距離保護的保護范圍與靈敏度不受系統(tǒng)運行方式的影響，能夠滿足更高電壓等級復雜網(wǎng)絡快速、有選擇性地切除故障元件的要求，普遍應用于110kV及以上電壓等級網(wǎng)絡的保護中。由于電力系統(tǒng)多為并聯(lián)運行，其功率角會出現(xiàn)大范圍的周期性變化，會對距離保護構(gòu)成影響