110kV輸電線路距離保護

1、繼電保護原理課程設(shè)計題目名稱：110KV輸電線路距離保護設(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:E115/3kV, XG1 15 , XG2 10, XG3 10 , L1 44 km, L3 40km , tIII =,1KJ I1KJ 11KJ 111791/Kb.max = LBc 50km , Lc D 30km, Lde 20km,線路阻抗 0.4 /km, 匕 0.85, K：0.8,Krel 1.15, IA Bmax300A, IC Dmax200A, ID Emax 1

2、50A , Kss 1.5,Kre1.2,i eia b maxcd maxd e maxssi e,Kb.max 2.32, t；0.5s o對線路L1、L3進行距離保護的設(shè)計。（對2、9處進行保護設(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)繼電保護原理M.北京:中國電力出版社，2010.3張保會主編.電力系統(tǒng)繼電保護M.北京:中國電力出版社,2005.4傅知

3、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，2004.5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.1 設(shè)計原始資料0題目 0設(shè)計要求 02 繼電保護方案設(shè)計0主保護配置0后備保護配置13 保護的配合及整定計算1.保護2 處距離保護的整定與校驗1.保護9 處距離保護的整定與校驗3.4 二次展開圖的繪制 5保護測量電路5絕對值比較原理的實現(xiàn)5.相位比較原理的實現(xiàn)6.保護跳閘回路75 總結(jié) 8參考文獻 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:E115/kV , XG1 15 , XG2 10Kb.max = LB C

4、50km , LC D 30km , LD E 20kmCDDE，Xg3 10,線路阻抗0.4L1 44 km, / km ， K；lL3 40km , t：二,0.85, K： 0.8,Krel 1.15,1A Bmax 300A ,1c D max 200A ,a b maxC D maxI D Emax 150A,Kss 1.5Kre 1.2 ,Kbmax 2.32b. maxt：0.5s o對線路L1、L3進行距離保護的設(shè)計（對2、9處進行保護設(shè)計）0圖1-1 110kV網(wǎng)絡(luò)接線圖設(shè)計要求本文要完成的內(nèi)容是對線路的距離保護原理分析及整定計算，并根據(jù)分析和整定結(jié)果，合 理的選擇繼電保護設(shè)

5、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繼電保護方案設(shè)計主保護配置，如圖2-1為距離保護網(wǎng)絡(luò)接線圖距離保護I段和距離保護n段構(gòu)成距離保護的主保護 距離保護的I段ABC圖2-1距離保護網(wǎng)絡(luò)接線圖瞬時動作，t1是保護本身的固有動作時間。保護1的整定值應(yīng)滿足：Zin Zab考慮到阻抗繼電器和電流、電壓互感器的誤差，引入sei.可靠系數(shù)Krei （一般取，則Z1 K1 Z乙 set.1rel 乙 AB同理，保護2的I段整定值為ZSet.2 KeiZBC如此整定后，距離I段就只能保護線路全長的80%90%,這是一個嚴重的缺點。為了切除本線路末端10%20%范圍以內(nèi)的故障，就需要設(shè)

6、置距離保護第R段。距離R段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段的保護范圍，同3時帶有高出一個t的時限，以保證選擇性，當(dāng)保護2第I段末端短路時，保護1的測量阻抗為乙 Zab ZSet.1引入可靠系數(shù) Krel （一般取，則保護1的R段的整定阻抗為ZSet.1 KINab ZSet.2）0.8Zab （0.80.85）Zbc后備保護配置為了作為相鄰線路的保護裝置和斷路器拒絕動作的后備保護，同時也作為距離 I段與距離 II段的后備保護，還應(yīng)該裝設(shè)距離保護第III段。距離III段：整定值與過電流保護相似，具啟動阻抗要按躲開正常運行時的負荷阻抗來選擇， 動作時限還按照階梯時限

7、特性來選擇， 并使其比距離III段保護范圍內(nèi)其他各保護的最大動作時 限高出一個t o3保護的配合及整定計算保護2處距離保護的整定與校驗(1) 2處的I段的整定阻抗為zSet K】Lc DZ10.85 30 0.4 10.2(2)動作時間tI0s (第I段實際動作時間為保護裝置固有的動作時間)。2、保護2處距離保護II段整定(1)與相鄰線路Ld-E距離保護I段相配合,線路的II段的整定zset Krel(LCDz1 Krelz1LD E) 0.8 (30 0.4 0.85 20 。 15.04(2)靈敏度校驗距離保護II段，應(yīng)能保護線路的全長，本線路末端短路時，應(yīng)有足夠的靈敏度。考慮到各 種誤差

8、因素，要求靈敏系數(shù)應(yīng)滿足Ksen 1.25KsenzII1.253ZlCd滿足要求(3)動作時間，與相鄰線路Ld_e距離I段保護配合，則,II, Ittt 0.5s它能同時滿足與相鄰保護以及與相鄰變壓器保護配合的要求。3、保護2處距離保護III段整定(1)所以有整定阻抗：按躲開被保護線路在正常運行條件下的最小負荷阻抗Zl min來整定計算的,zS：ZL.minKreiKreKssZl. minU 1minI L max0.9 110X 285.79.3 0.2已知K rel 1.15Kre 1.2, Kss zset1.5,帶入公式可得空51 138.061.15 1.2 1.5(2)靈敏度校

9、驗距離保護III段，即作為本線路I、II段保護的近后備保護，又作為相鄰下級線路的遠后備保護，靈敏度應(yīng)分別進行校驗。KsenZIII 小11.51Zl1作為近后備保護時，按本線路末端短路進行校驗，計算式為滿足要求作為遠后備保護時，按相鄰線路末端短路進行校驗，計算式為1/zse138.06K sen T """"" TZlZd E 30 0.4 20 0.4C D6.93滿足要求(3)動作時間+ IIIt IIIt2t1t 1s保護9處距離保護的整定與校驗1、保護9處距離保護第I段整定(1)線路L1的I段的整定阻抗為zSetK；elL1Z10.85

10、 440.4 14.96(2)動作時間tI 0s (第I段實際動作時間為保護裝置固有的動作時間)2、保護9處距離保護第II段整定(1)與相鄰線路Lbc距離保護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II段的整zSIet 4(馬MiLbc)乙 0.4 44 17.6 ,Z3z1L30.4 40 160.5IbcI _I 16 IAB 乙 Z3 BC 17.6 16 BCI BC I BC oKbr ；2I AB 0.5I bc于是 Zset0.8 (17.6 2 0.4 50) 46.08(2)靈敏度校驗距離保護II段，應(yīng)能保護線路的全長，本線路末端短路時，應(yīng)有足夠的靈敏度。K

11、 senzS：44.08“32.50ZL1 44 0.4滿足要求 動作時間，與相鄰線路Lbc距離II段保護配合，則,II , I t t t 0.5s它能同時滿足與相鄰保護以及與相鄰變壓器保護配合的要求。(1)整定阻抗：按躲開被保護線路在正常運行條件下的最小負荷阻抗ZLmin來整定計算的,所以有7 IIIZ L.minZ setse K K Krel re ss0.9 110一 190.53 0.3_U 1 minZLminI Lmax其中Krei1.15, Kre 1.2Kss1.5于是可得zseIt190.531.15 1.2 1.592.04(2)靈敏度校驗II段保護的近后備保護，又作為

12、相鄰下級線路的遠后備距離保護III段，即作為本線路I、 保護，靈敏度應(yīng)分別進行校驗。作為近后備保護時,按本線路末端短路進行校驗，計算式為K 理 92.04Ksen4.36Zl1 52.8 0.4滿足要求作為遠后備保護時,按相鄰線路末端短路進行校驗，計算式為KsenzS：Zli Kb.maxZBC92.04 1.36 21.12 2.32 20滿足要求(3)動作時間4、三段式電流接線原理圖如圖III III Qt9 t133-1所小。t 2s圖3-1三段式電流接線原理圖4二次展開圖的繪制保護測量電路對于動作于跳閘的繼電保護功能來說，最為重要的是判斷出故障處于規(guī)定的保護區(qū)內(nèi)還是 保護區(qū)外，至于區(qū)內(nèi)

13、或區(qū)外的具體位置，一般并不需要確切的知道?？梢杂脙煞N方法來實現(xiàn)距 離保護。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，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 Ub ,則絕對值比較的

14、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式如式900的動作條件可以表示為Zc argZd900所示，相位比較900U C 0arg 90UD稱為電壓形式相位比較方程。電路圖如圖4-2所示。圖4-2相位比較保護跳閘回路三段式距離保護主要由測量回路、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、負序電流繼電器 或負序零序電流增量繼電器構(gòu)成。正常運行時，整套保護處于未起動狀態(tài)，即使測

15、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，即解除閉鎖，允許 1、2ZJK和3ZJK 通過與門Y和去跳閘。起動部分啟動后，起動時間電路 Ti ,在時間內(nèi)(開放時間內(nèi))允許距 離I段跳閘。超過時Ti動作，一方面通過禁止門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裝置，進行段別或相別切換。(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安裝處的距離，用以判斷故障處于哪一段保護范圍。(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

16、門丫、Y2、或門H和禁止門JZ,用以分析判斷是否應(yīng)該跳閘。圖4-3保護跳閘回路5 總結(jié)通過繼電保護課程設(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、步驟有了深刻的認識。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1 楊啟遜主編.微機型繼電保護基礎(chǔ)M. 北京 :中國電力出版社 ,2009.2 賀家李主編.電力系統(tǒng)繼電保護原理M. 北京 :中國電力出版社,2010.3 張保會主編.電力系統(tǒng)繼電保護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， 2004.5 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.繼電保護原理課程設(shè)計成績評價表課程名稱繼電保護原理課程設(shè)計題目名稱110KV輸電線路距離保護設(shè)計學(xué)生姓名蘇媛媛學(xué)號B38幅J M職稱教師在舁 廳P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，