題目名稱：110KV輸電線路距離保護(hù)設(shè)計

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:E115/gkV, XG1 15 , XG2 10XG3 10, L1 44km, L3 40 km,t： =0.5s, Kbmax = LBC 50km, LC D 30km, LD E 20km ,線路阻抗 0.4 /km,K；el0.85,I. maxr eIIKrelKrel1.15, I a Bmax 300 A ,Ic Dmax 200A , I d Emax 150 A , 仁

2、1.5,Kre1.2 ， Kb.max2.32 , t； 0.5s o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）EF1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(yùn)行。主要參考資料：1楊啟遜主編.微機(jī)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,2010.3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(shí)用計算M.北京：中國電力出版社，2004

3、.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(jī)械工業(yè)出版社. TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1設(shè)計原始資料。. HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 題目0 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 設(shè)計要求Q. HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 2繼電保護(hù)方案設(shè)計 Q. HYPERLINK l bookmark20 o Current

4、 Document 主保護(hù)配置 0. HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 后備保護(hù)配置 1. HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 3保護(hù)的配合及整定計算 2. HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 保護(hù)2處距離保護(hù)的整定與校驗(yàn) 2. HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 保護(hù)9處距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)3. HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 二次展開圖的繪制5.

5、HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 保護(hù)測量電路5.絕對值比較原理的實(shí)現(xiàn) 5.相位比較原理的實(shí)現(xiàn) 6. HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 保護(hù)跳閘回路 7. HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 總結(jié)8. HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 參考文獻(xiàn)9.1設(shè)計原始資料1.1題目如圖1-1所示網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)參數(shù)為：E 115M/3kV ,XG1 15 ,XG2 10,XG3 10 , L144km,L3 40k

6、m,t： =0.5s, Kbmax = LBC50km, LC D30km, LD E20km ,線路阻抗0.4 /km, K；el 0.85,I. maxr eK：0.8 , I1.15, I a Bmax 300A , Ic d max 200A , I d Emax A,仁1.5,Kre1.2 ,Kb.max2.32 , t；0.5s o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）圖1-1 110kV網(wǎng)絡(luò)接線圖1.2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

7、、可靠地運(yùn)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)n段構(gòu)成距離保護(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段圖2-1距離保護(hù)網(wǎng)絡(luò)接線圖瞬時動作，ti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)kLi一般取0.80.85),則Zab考慮到阻抗繼電器和電流、電壓互感器的誤差，引入ZSet.1K；iZab同理，保護(hù)2的I段整定值為ZSet.2如此整定后，距離I段就只能保護(hù)線路全長的CiZbc80%90%,這是一個嚴(yán)重的缺點(diǎn)。為了切除本線路末端10%20%范圍以內(nèi)的故障，就需要設(shè)置距離保護(hù)第R段距離II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

8、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的測量阻抗為乙 Zab ZLt.1引入可靠系數(shù) K1(一般取0.8),則保護(hù)1的R段的整定阻抗為Z：t.1 K：(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，具啟動阻抗要按躲開正常運(yùn)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

9、一個t 03保護(hù)的配合及整定計算3.1保護(hù)2處距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)1、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；elLc Dzi 0.85 30 0.4 10.2(2)動作時間t1 0s (第I段實(shí)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Z K(LC Dz1 KLd E) 0.8 (30 0.4 0.85 20 0.4) 15.04 se i ei e(2)靈敏度校驗(yàn)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Ks

10、en 1.25KsenzL1.253Zlcd滿足要求(3)動作時間，與相鄰線路LD_E距離I段保護(hù)配合，則 t f t 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（D整定阻抗：按躲開被保護(hù)線路在正常運(yùn)行條件下的最小負(fù)荷阻抗ZL min來整定計算的,所以有ZsetZ,J L.minK K Kel re ss已知Cl 1.15Zl,U 1minI L max0.9 110X 285.79.3 0.2Kre 1.2, Kss zs:1.5,帶入公式（3.5）可得285.79 138.061.15 1.2 1.5(2)靈敏度校驗(yàn)距離保護(hù)III段，即作

11、為本線路I、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)分別進(jìn)行校驗(yàn)。作為近后備保護(hù)時,按本線路末端短路進(jìn)行校驗(yàn)，計算式為Z IIIsetKsen 上 11.51Zli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(yàn)，計算式為zIIIK戌senZLc d ZD E138.0630 0.46.9320 0.4滿足要求(3)動作時間III+III2t1t 1s3.2保護(hù)9處距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)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zSetKiLiZi0.85 440.4 14.96(2)動作時間tI 0s (第I段實(shí)際動作時間為保護(hù)裝置固有的動作時

12、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II段的整zSIK rel( L1Z1K br Z1 LB C)乙 0.4 44 17.6 ,Z3z1L30.4 40 16I .I 16 II ABI BCI BCZi Z317.6 161BC BCoKb.”2I AB 0.5I BC0.5Ibc于是 Zset0.8 (17.6 2 0.4 50) 46.08(2)靈敏度校驗(yàn)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。KsenzseZli44.082.5044 0.4z2K K Krel

13、re ssLminU 1 minI Lmax0.9 110、3 0.3190.53滿足要求 動作時間，與相鄰線路LBC距離II段保護(hù)配合，則t11 t1t 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(yùn)行條件下的最小負(fù)荷阻抗ZLmin來整定計算的,所以有L.min其中Krel1.15, Kre 1.2, 仁 1.5于是可得zset190.531.15 1.2 1.592.04(2)靈敏度校驗(yàn)距離保護(hù)III段，即作為本線路I、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)分別進(jìn)行校驗(yàn)作為近

14、后備保護(hù)時,按本線路末端短路進(jìn)行校驗(yàn)，計算式為KsenzsetZli92.0452.8 0.44.36滿足要求作為遠(yuǎn)后備保護(hù)時,滿足要求(3)動作時間按相鄰線路末端短路進(jìn)行校驗(yàn)，計算式為KsenIIIsetZli Kb.maxZB92.0421.12 2.32 201.36t； t： 3 t 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(shí)現(xiàn)距 離保護(hù)。一種是首先精確地測量出 Zm,然后

15、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，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(shí)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(shí)現(xiàn)，也可以用電壓比較的方式實(shí)現(xiàn)。該式兩端同乘以測量電流Im,并令I(lǐng)mZA Ua, ImZB U b ,則絕對值比較的動作條件又可以 表小為Ub Ua稱為電壓形式的絕對值比較方程。電路圖如圖4-1所示圖4-1絕對值比較的電壓形成

16、相位比較原理的實(shí)現(xiàn)相位比較原理的阻抗兀件動作條件的一般表達(dá)式如式90argZC 900所示，相位比較Zd的動作條件可以表示為900 arg 叢 900Ud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(yùn)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 通過與門丫和工去

17、跳閘。起動部分啟動后，起動時間電路 Ti ,在0.1s時間內(nèi)(開放時間內(nèi))允 許距離I段跳閘。超過0.1s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(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(diǎn)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。與門電路包括與門丫、，、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(hù)跳閘回路5總結(jié)通過繼電保護(hù)課程設(shè)計，

18、本人從中學(xué)到了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)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、步驟有了深刻的認(rèn)識。為以后的工作打下 了一個堅實(shí)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(shí)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(shí)際操作能力，并且從中培養(yǎng)自己的獨(dú)立思考。參考文獻(xiàn)1楊啟遜主編.微機(jī)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,2010.3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(shí)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(jī)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)生姓名一一、一指導(dǎo)教 _ 一蘇媛媛學(xué)號B2011052238師姓名黃麗霞職稱教師廳P評價項(xiàng)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