毕业论文-平湖六店110kv变电站输电线路的继电保护设计

毕业设计（论文）题目平湖六店110KV变电站输电线路的继电保护设计系（部）电气工程系专业班级电力102姓名学号指导教师2013年5月19日摘要继电保护可以保证电力系统正常运行，当系统中的电气设备发生短路故障时，能自动，迅速，有选择的将故障元件从系统中切除，以免故障元件继续遭到破坏，保证其他无故障部分正常运行；有能在排除故障的同时，也保证了人们生命财产安全。本次毕业设计以平湖六店110KV变电站的输电线路和电气接线方式作为主要原始数据，本设计围绕110KV变电站的输电线路进行的继电保护设计，根据平湖六店原始资料所提供的变电站一次系统图，重点介绍线路的无时限电流速断保护和定时限过流保护保护的作用原理，保护的范围，动作时限的特性，整定原则等，又相对平湖六店的输电线路进行了短路计算及其速断保护和定时限过电流保护的整定计算，灵敏度校验和动作时间整定，通过计算和比较从而确定了输电线路保护的选型。相辅也介绍了输电线路的其他几种保护，如接地保护，距离保护，纵差保护和高频保护，简单介绍了这几种保护的工作原理组成部件，整定计算，影响因素等方面。通过对输电线路继电保护的设计使得输电线路在电网中能更加安全的运行。关键词继电保护；短路计算；整定计算ABSTRACTCANENSURETHENORMALOPERATIONOFPOWERSYSTEMRELAYPROTECTION,SHORTCIRCUITFAULTOCCURSWHENTHEELECTRICALEQUIPMENTINTHESYSTEM,CANAUTOMATICALLY,RAPIDLYANDSELECTIVELYTOFAULTCOMPONENTSREMOVEDFROMTHESYSTEM,SOASTOAVOIDFAULTCOMPONENTSCONTINUETODAMAGE,ENSURETHENORMALOPERATIONOFOTHERTROUBLEFREEPARTCANHAVEATTHESAMETIMEOFTROUBLESHOOTING,ANDGUARANTEETHEPEOPLELIFEANDPROPERTYSAFETYTHEGRADUATIONDESIGNINPINGHUSIXSTORES110KVSUBSTATIONOFPOWERLINESANDELECTRICALCONNECTIONMODEASTHEMAINRAWDATA,THEDESIGNAROUNDTHETRANSMISSIONLINESOF110KVSUBSTATIONRELAYPROTECTIONDESIGN,ACCORDINGTOPINGHUSIXSTORESTHEORIGINALDATAPROVIDEDBYTHESUBSTATIONSYSTEMDIAGRAMATATIME,FOCUSONLINEWITHOUTTIMELIMITCURRENTINSTANTANEOUSFAULTPROTECTIONANDPROTECTIONPRINCIPLEOFFIXEDTIMELIMITOVERCURRENTPROTECTION,THESCOPEOFTHEPROTECTIONACTIONTIMELIMITCHARACTERISTICS,PRINCIPLE,ETC,ANDRELATIVEPINGHUSIXSHOPTRANSMISSIONLINESFORTHECALCULATIONOFSHORTCIRCUITANDQUICKBREAKPROTECTIONANDFIXEDTIMELIMITOVERCURRENTPROTECTIONSETTINGCALCULATION,THESENSITIVITYSETTING,CHECKANDACTIONTIMETHROUGHCALCULATIONANDCOMPARISONTODETERMINETHESELECTIONOFPOWERTRANSMISSIONLINEPROTECTIONHANDALSOINTRODUCEDSEVERALOFTHETRANSMISSIONLINEPROTECTION,SUCHASGROUNDINGPROTECTION,DISTANCEPROTECTION,LONGITUDINALDIFFERENTIALPROTECTIONANDHIGHFREQUENCYPROTECTION,INTRODUCEDTHEWORKINGPRINCIPLEOFSEVERALKINDSOFPROTECTIONCOMPONENTS,SETTINGCALCULATION,THEINFLUENCEFACTORSANDSOONTHROUGHTHEDESIGNMAKESTHETRANSMISSIONLINERELAYPROTECTIONOFTRANSMISSIONLINESINPOWERGRIDCANRUNMORESECUREKEYWORDSRELAYPROTECTIONSHORTCIRCUITCALCULATIONSETTINGCALCULATION目录引言4第1章继电保护基础511继电保护的基本原理和保护装置的组成512继电保护的基本要求6第2章参数设定及阻抗计算721参数设定822阻抗归算8第3章线路的继电保护931线路的整定9311短路电流计算9312整定计算11313定时限过电流保护12314灵敏度校验13315保护动作时间整定1432线路的电流保护1433线路的接地保护1934线路的距离保护2035线路的纵联差动保护2436线路的高频保护26第4章线路保护的选型2741线路保护的选型27参考文献29附录130引言电力系统的规模随着经济的发展越来越大，结构越来越复杂。运行就得要求安全可靠电能质量高、经济性好。由于自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常运行状态。故障中最常见，危害最大的是各种型式的短路。故障或不正常运行状态若不及时正确处理，都可能引发事故。事故是指对用户少送电或停止送电，电能质量降低到不能允许的程度，造成人身伤亡及电气设备损坏等。为了及时正确处理故障和不正常运行状态，避免事故发生，就产生了继电保护，它是一种重要的反事故措施。继电保护包括继电保护技术和继电保护装置。继电保护装置是完成继电保护功能的核心，它是能反应电力系统中电气元件发生故障和不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。电力在现代社会各方面起着重大的作用，没有电力的支持，社会生活和生产根本就无法正常进行。基于电力在现代社会中的重要性，对电力的维护就显得格外重要。而对电力维护起重要作用的继电保护，则是电力系统能否正常工作的关键。继电设施的正常运转，技术运用与发展对电力系统的运行影响重大。如何确保继电保护设施和技术的可靠性和有效性，是电力系统应该着重关注的，也是社会各界所关注的问题。而继电保护对电力系统的维护有重大的意义。1、继电保护可以保障电力系统的安全、正常运转。因为当电力系统中某个电气元件发生故障时，能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除出来，避免了故障元件继续遭到破坏，使非故障元件能迅速地恢复到正常运行状态；当电力系统中的电气元件出现不正常运行时，能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或者跳闸。2、继电保护的顺利开展在消除电力故障的同时，对社会生活秩序的正常化，经济生产的正常化做出了巨大的贡献。不仅确保了社会生活、经济的正常运转，还一定程度上保证了社会的稳定，人们生命财产的安全。前几年，北美大规模停电断电事故，造成了很大的经济损失，引起了社会的动荡，严重的威胁到了人们生命财产的安全。可见，电力系统的安全，不仅仅是照明失效的问题，更是社会安定、人们生命安全的问题。所以继电保护的有效性,就给社会各方面带来了重大的影响。第1章继电保护基础11继电保护装置的基本原理和保护装置的组成111反应系统正常运行与故障时电器元件（设备）一端所测基本参数的变化而构成的原理（单端测量原理，也称阶段式原理）运行参数I、U、Z反应I过电流保护反应U低电压保护反应Z低阻抗保护距离保护112反应电气元件内部故障与外部故障（及正常运行）时两端所测电流相位和功率方向的差别而构成的原理（双端测量原理，也称差动式原理）以AB线路为例规定电流正方向电流从母线流向线路规定电压正方向母线指向线路利用以上差别，可构成差动原理保护。如纵联差动保护；方向高频保护；相差高频保护等。113保护装置的组成部分被测测量逻辑执行跳闸或信号物理量整定值12继电保护的基本要求对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般要满足四个基本要求选择性、速动性、灵敏性和可靠性。这些要求是相辅相成、相互制约的，需要根据具体的使用环境进行协调保证。（1）选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围的一种性能。在上图的网络中，当D1短路时，应该由距故障点最近的保护1、2动作，跳开1QF、2QF，这样即切除了故障线路，又使停电范围最小，因此我们说此时保护1、2动作是有选择性的动作，也就是满足了选择性的要求。同理当D2短路时，保护5、6动作跳开5QF、6QF，是有选择性的动作。若当D3短路时，6QF拒动，保护5动作跳开5QF将故障切除，那么此时停电范围扩大了。但是如果保护5不动作跳闸，那么故障线路就无法切除，因此，此时保护5的动作也是有选择性动作，只不过是保护5做了保护6的远后备保护而已（远后备保护是指当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护）。若保护6和6QF正确动作于跳闸同时，保护5也动作跳开5QF，则保护5的动作就是非选择性动作，我们习惯称为越级跳闸。（2）速动性是指保护快速切除故障的性能，故障切除的时间包括继电保护动作时间和断路器的跳闸时间。快速保护几个工频周期，微机保护30MS以下故障切除总时间等于保护装置和断路器动作时间之和。一般快速保护的动作时间为006012S，最快的可达001004S；一般断路器动作时间为006015S，最快的有002006S。当系统发生故障时，快速切除故障可以提高系统并列运行的稳定性、减少用户在低电压下的工作时间、减少故障元件的损坏程度，避免故障进一步扩大。目前常用的无时限整套保护的动作时间表带方向或不带方向的电流电压速断保护装置00601S各型距离保护装置01125S高频保护装置004015S线路横差或纵差保护装置00601S元件纵差保护装置00601S（3）灵敏性灵敏性是指在规定的保护范围内，保护对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。通常，灵敏性用灵敏系数来衡量。任何继电保护装置对规定的保护区间内短路故障，都必须具有一定的灵敏度，以保证在考虑了短路电流计算、保护动作值整定实验等误差后，在最不利于保护动作的条件下仍能可靠动作。在计算保护的灵敏系数时，可按如下原则考虑1）在可能的运行方式下，选择最不利于保护动作的运行方式；2）在所保护的短路类型中，选择最不利于保护动作的短路类型；3）在保护区内选择最不利于保护动作的那点作为灵敏度校验点。（4）可靠性是指发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作，即不发生拒绝动作（拒动）；而在不该动作时，它能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。简单说就是该动则动，不该动则不动。影响保护动作的可靠性有内在的和外在的因素，内在的因素主要是装置本身的质量，如保护原理是否成熟、所用元件好坏、结构设计是否合理、制造工艺水平、内在接线情况，触点多少等。外在的因素主要是体现在运行维护水平、调试和安装是否正确上。以上讲述了对继电保护四项基本要求的含义。但是从一个保护设计与运行的角度上看，很难同时很好的满足这四项基本要求。因此在实际中，对一套继电保护的设计和评定往往是结合具体实际的情况，协调处理各个性能之间的关系，取得合理统一，达到保证电力系统安全运行的目的。第2章参数设定及阻抗计算平湖六店原始资料，本期工程安装两台主变，户外布置在所区北侧，为钱江电气公司的产品，铜芯三相油浸自冷有载调压双绕组变压器。主要技术参数型号SZ1180000/110；电压比1108X125/21KV；绕组接线方式YN,D11；阻抗电压百分比UK12。1主变110KV侧中性点安装GW13725W/630A型隔离开关和HY15W72/186W型避雷器；20KV侧采用宁波耐吉公司的ASN224型中置式开关柜，配置VN224型真空断路器。21参数设定根据上述原始资料，110KV，20KV，10KV及变压器的参数，取得平均电压,基准功率KVUKVKVUAVAVAV510,2,1500,10MVASB变压器额定功率MSNT822阻抗归算线路阻抗标幺值，20AVBLUSX线路阻抗有名值，2020AVBBAVBLLUULXSLU其中，即线路阻抗都为归算至侧的值。KMX/40KV1KV10120KV侧L101L201L104L204有名值（）197561753613152186322110KV侧基准阻抗，阻抗标幺值，其中为阻抗有名值。312052BSUXBXXT1XT2L11L12大方式小方式零序大方式小方式零序标幺值0127001815006270041800949004880033500696（1）110KV侧最大、最小阻抗标幺值0946/MAX212MAX11MAXXTLXTLX1INININ（2）110KV侧最大、最小阻抗有名值250674603/40253MINXT1398AX4主变（1）归算到110KV侧的变压器阻抗标幺值UK12变压器阻抗标幺值401101022BNTKNTBKBNTKTUUSUUSUX取（2）归算到110KV侧的变压器阻抗有名值KVASKUSUXNNNKT80,1,013258832T第3章线路的继电保护31线路的整定（各线路详见附录图）311短路电流计算线路末端最大三相短路电流LTXSSKELXEIMIN1MIN3AXLTTSSKXLIAX1AX2MIN2320KV侧1）L101线路末端最大三相短路电流10MIN3AX10LTXSKEIA287956985672K10MAXMIN103LTXSKEI8637587122）L201线路末端最大三相短路电流201MIN3AX201LTXSKEIA39675856K201MAX2MIN013LTXSKEIA47365187533）L104线路末端最大三相短路电流104MIN3AX104LTXSKEIA52358672K104MAXMIN104LTXSKEI83521583724）L204线路末端最大三相短路电流204MIN3AX204LTXSKEIA391865671K204MAX2MIN043LTXSKEI963185173312整定计算保护的段定值为3MAX3MAX251KKRELOPIIKI231AX1AMINTXOPSSOPIEXIEXL23401MAXTXOPSAVBIEU20KV侧091421,102AVBAVBUKVK1）L101线路保护的段定值为A0359287512513MAX03MAX1010KIIKIKKRELOPMAX101IN/SOPXIX65837590/23091K，满足要求。20641/1MINL2）L201线路保护的段定值为A39801252513MAX013MAX20201KIIKIKKRELOPMAX2011IN/SOPXIX2310583798/52309K，满足要求。2061/012MINL3）L104线路保护的段定值为A05642512513MAX043MAX104104KIIKIKKRELOPMAX1041IN/SOPXIX74583756/2309K，满足要求。2061/47/104MINL4）L204线路保护的段定值为A0378629512513MAX043MAX204204KIIKIKKRELOPMAX2041IN/SOPXIX1093583786/52309K，满足要求。2041/042MINL313定时限过电流保护（归算到侧电流，功率因数AXMAXMAX3095COS30951LSSIEKV10，095系数是考虑电压降低5时，输送最大功率）COSMAXMAX23085RELSOPLLKIIIA20KV侧1）L101线路A1493509139501MAXMAX10SLESI82AX10LRESLIOPIK2）L201线路A302495014395021MAXMAX201SLESI68AX2201LRESLIOPIK3）L104线路A604839501395014MAXMAX104SLESIA20895064312MAX104104LRESLIOPIK4）L204线路30249501395024MAXMAX204SLESIA68AX24204LRESLIOPIK314灵敏度校验作本线路后备保护时，按本线路末端最小两相短路电流校验。OPKSENIK2MIN20KV侧1）L101线路，灵敏度满足要求。51371586012MIN010IOPKSEN2）L201线路，灵敏度满足要求。52604102MIN01IOPKSEN3）L104线路，灵敏度满足要求。51932085102MIN4104IOPKSEN4）L204线路，灵敏度满足要求。519604102MIN04IOPKSEN315保护动作时间整定保护的时限按阶梯原则，比相邻元件后备保护最大动作时间大一个时间级差。T32线路的电流保护电力系统正常运行时，输电线路上流过负荷电流，额定情况下，母线电压为额定电压。当输电线路发生相间短路时，各电源至短路点之间的回路上流过短路电流，故障相母线电压降低为残余电压。利用这一特征反应故障的发生，可构成电流电压保护。过电流保护就是在线路电流达到电流整定值时电流继电器动作；低电压保护就是在母线电压低于电压整定值时低电压继电器动作。常见的线路相间短路保护电流电压保护有无时限电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过电流保护。单侧电源辐射形电网中，如图32所示。A、B、C都装设有电流保护，在线路L1上任意一点发生的短路故障，A保护1可靠动作，并跳开断路器1QF，切除故障。同理，对于线路L2和L3上的短路故障，B、C保护2、3分别起动并跳开2QF、3QF。321无时限电流速断保护无时限电流速断保护根据对继电保护速动性的要求，在简单、可靠和保证选择性的前提下，原则上力求装设快速动作的保护，其动作不带时限，仅有保护装置固有动作时间。以图32中线路AB的保护1为例，为保证选择性，在相邻线路BC出口短路时，保护1无时限电流速断保护不应该起动，为此其动作电流应躲过线路末端B点的最大短路电流，因此无时限电流速断保护的动作电流按躲过下一线路首端（或本线路末端）短路故障时流过本保护的短路电流来整定，即图32电流保护原理与特性图（31）3,1,MAXOPIRELKB式中无时限电流速断保护的动作电流；,1OPI可靠系数，取1213；RELK最大运行方式下，被保护线路末端发生金属性三相短路时，流过保3,MAXBI护装置的最大短路电流；从图32中可以看出，无时限电流速断不能保护线路全长，只能保护线路首段的一部分。最大运行方式发生三相短路时，保护区长度为LMAX；最小运行方式下发生两相短路时，保护区长度为LMIN，保护范围因系统运行方式和故障形式而改变。无时限电流速断保护的选择性是靠动作电流来保证的，灵敏性是用其最小保护范围来衡量的，一般要求最大保护范围达线路全长的50，最小保护范围达线路全长的1520。电流速断保护的单向原理接线如图33所示，电流继电器KA接于电流互感器TA的二次侧，它动作后起动中间继电器KM（中间继电器的作用，一方面是利用中间继电器的动合触点代替电流继电器小容量触点，接通线圈；另一方面是利用带有006008S延时的中间继电器，以增大保护的固有动作时间，躲过管型避雷器放电引起保护误动作），其触电闭合后，使操作电源经信号继电器KS接通继电器的跳闸线圈YR，使断路器QF跳闸。图33无时限电流速断保护单相原理接线322限时电流速断保护限时电流速断保护必须保护线路全长，这样它的保护范围必然要延伸到下一条线路，以保证其保护范围不超过相邻线路的无时限电流速断保护的保护区，其动作时限则比相邻线路无时限电流速断保护高出一个时间级差，它的动作电流应按躲过相邻线路无时限电流速断的动作电流来整定。对图33中保护1，应为（32）,2OPIRELOPIK式中保护1限时电流速断的动作电流；,1OPI下一级线路无时限电流速断的动作电流；,2I可靠系数，取1112。RELK为了保证选择性，限时电流速断应有时限，其动作时限T1,应比相邻线路无时限电流速断保护的动作时间T2,I大一个，即T（33）1,2,IITT为了保护线路全长，限时电流速断保护必须在最小运行方式下，被保护线路末端发生两相短路时，具有足够的灵敏度，通常用灵敏系数来表示，即SK（34）2,MIN,135KBSOPI式中被校验保护1的段动作电流；,I在最小运行方式下被保护线路末端发生两相金属性短路故障时流经2,MINKB保护的电流。如果灵敏度不能满足要求时，可考虑与下一线路的限时电流速断保护配合，其保护范围不超过下一线路限时电流速断保护的保护范围，其动作时限也必须比下一线路的限时电流速断大一个，以保证选择性。T323定时限过电流保护限时电流速断保护虽能保护线路的全长，但不能作为下一线路保护的后备。而定时限过电流保护不仅能保护本线路全长，还能保护相邻线路的全长，可以起到后备保护的作用。这是因此过电流保护不是按躲过某一短路电流，而是按躲过最大负荷电流来整定的，故它的动作电流值较低，灵敏度较高，保护范围大。以图11为例。线路L1的过电流保护动作值IOP应躲过正常运行最大负荷电流,MAXLI（3,1,MAXOPIL5）当相邻元件三相短路故障切除后，负荷自起动时，保护1在最大自起动电流IST下应可靠地返回。所以，保护1的返回电流IRE应满足。引入可靠系数KREL，可选择返回电流满足。动作电流与返回电流RELSTIKI之间满足关系（36）2,MINKSOPI所以，过电流保护的动作电流可整定为RESTI（37）,1,MAXRELSTOPIRLEKII式中可靠系数，一般取115125；RELK自起动系数，其值大于1，由网络具体接线和负荷性质确定；ST电流继电器的返回系数，一般取085。RE由（37）可见，当越小时，则保护装置动作电流越大，因而其灵敏性就越差。RGK故要求过电流继电器应有较高的返回系数。这样整定的过电流保护一般都很灵敏，当线路L3上K3点短路时，短路电流由电源经线路L1、L2至短路点。短路电流经过的各线路的线路过电流保护可能都会起动。按选择性的要求，此时应由保护装置3动作，使断路器3QF跳闸。故障切除后，短路电流消失，各保护装置都返回。为保证过电流保护的选择性，各保护装置应具有不同的动作时间，即（38）1,2,3,IIITT引入时间级差，使T（39）1,2,IITT（310）,3,IIT为了降低整个电网保护的动作时间，在满足选择性的前提下，应尽量小。根据断路T器和继电器的型式不同，在03506S之间，一般取05S。T过电流保护的灵敏度是用灵敏系数来校验的，灵敏系数就是在被保护元件灵敏度校验点发生金属性相间短路时，流过继电保护的最小短路电流与动作电流之比，即（311）2,MINKSOPI式中灵敏系数；SK灵敏度校验点两相短路时流过继电器的最小短路电流；2,MINI保护的动作电流。OP过电流保护切除故障的时限愈靠近电源愈长，这是定时限过电流保护的主要缺点，正由于这个原因，在电网中采取无时限和限时电流速断保护作为线路的主保护。以快速切除故障，而用过电流保护保护来作为本线路和相邻元件的后备保护。为了迅速、可靠地切除线路故障，通常采用三段式电流保护。无时限电流速断保护为I段，限时电流速断保护为II段，定时限过电流保护为III段，I段和II段保护共同组成线路的主保护，III段保护作为本线路I、II段保护的近后备，也作为下一线路保护的远后备。如图34所示。图34三段式电流保护原理接线图33线路的接地保护在中性点直接接地电网（大接地电流系统）中，当发生单相接地短路时，将出现大的短路电流，一般都装有接地短路保护。三段式零序电流保护是常用的中性点直接接地电网接地故障主保护。典型的配置是以无时限零序电流保护I段位零序电流速断保护，限时零序电流速断保护作为零序II段，零序过电流保护为零序电流保护III段，根据具体需求，有时是四段保护。图35是三段式零序电流保护的原理接线图。图中三个电流互感器输出零序电流，零序电流继电器反应此零序电流而分别起动。图35零序电流保护原理接线图无时限零序电流速断保护的动作电流应躲过被保护线路末端接地短路故障时，流过本保护的最大的3倍零序电流，即（312）,0,MAX3OPIRELKI限时零序电流速断保护的动作电流应躲过下一级相邻元件放入无时限零序电流速断保护范围末端发生接地短路时流过保护安装处的三倍零序电流，即（313）,03OPIRELKI零序II段的灵敏度应按被保护线路末端接地故障时流过保护的最小3倍零序电流来校验，要求15。若不能满足13SK1）可考虑与相邻线路零序II段配合整定，其动作时限应较相邻线路零序II段时限大一时间级差。2）保留05S的零序II段，同时增加一个按上诉原则与相邻线路零序II段配合的1S的零序II段。05S的II段定值大，能在较大的运行方式下以较短的时限切除本线路上的接地故障；1S的II段定值小，可以保证在各种运行方式下线路末端接地故障时有足够的灵敏度。3）从电网全局考虑，改用接地距离保护。定时限零序过电流保护动作电流应躲过相邻线路出口处发生三相短路时，流过保护的最大不平衡电流，即,MAXDSPI（314）,MAXOPIRELDSPK当中性点不接地系统（小接地电流系统）中发生单相接地短路故障时，整个电压系统产生零序电压；非故障线路零序电流为本身对地电容电流之和，容性无功功率是由母线指向非故障线路，相位超前零序电流90；故障线路零序电流为所有非故障元件对地电容电流之和，容性无功功率是由故障线路指向母线（功率方向于非故障线路方向相反），相位滞后零序电压90。因此，构成中性点不接地系统单相接地故障的常用电流电压保护无选择性绝缘监视装置，零序电流保护，零序功率方向保护。34线路的距离保护距离保护是通过测量被保护线路始端电压和线路电流的比值而动作的一种保护，这个值被称为测量阻抗，用来完成这一测量任务的元件称为阻抗继电器KI。在线路MZ正常运行时的测量阻抗称为负荷阻抗，其值较大；当系统发生短路时，测量阻抗等于保护安装处到短路点之间的线路阻抗，其值较小，而且故障点越靠近保护安装处，其值越小。当测量阻抗小于预先规定的整定阻抗时，保护动作。因此在短路时的测量阻抗SETZ反应了短路点到保护安装点之间距离的长短，所以称这种原理的保护为距离保护，也叫阻抗保护。其保护不受系统运行方式的影响，在选择性、灵敏性及可靠性上都十分优良。距离保护的核心就是阻抗继电器，其基本原理如图36所示。常用的阻抗继电器动作特性有圆特性、直线特性、多边形特性等。图37是阻抗平面上的全阻抗特性。它是一个以原点为圆心、以ZSET为半径所作的一个圆，圆内为动作区，圆外为非动作区，圆周为动作边界。当ZK指向圆上时，ZK等于动作阻抗ZOP，继电器临界动作。所以，全阻抗特性阻抗继电器的动作方程就是幅值比较式（315）KSETZ图36阻抗继电器基本原理图37全阻抗特性相位比较式（316）009ARG9SETKZ全阻抗特性阻抗继电器不具有方向性，即使与不在同一个半平面，只要满足幅值式，继电器也动作。若距离保护采用全阻抗继电器，还需增加功率方向元件以防止反方向短路时保护误动作。图38是方向阻抗特性。它是一个以ZSET为直径、经过原点的圆面。所以，方向阻抗特性阻抗继电器的动作方程就是幅值比较式（317）05KSETSETZ相位比较式（318）09ARG9TK方向阻抗特性阻抗继电器具有方向性，必须在以ZSET为法线的半平面里，继电器才有可能动作。341距离保护的构成距离保护主要由起动部分、距离部分和逻辑执行部分组成。起动部分完成整套保护的起动，有的起动元件可兼作震荡闭锁元件或距离III段的测量元件。距离部分是指距离I、图38方向阻抗特性II段阻抗继电器，通常，距离保护I、II段共用一个阻抗继电器，在保护起动后01S时，由起动元件实现整定值由I段到II段的切换。逻辑执行部分主要完成延时和跳闸等功能。342距离保护的整定计算距离保护一般采用三段式保护，I、II段构成主保护，III段作为后备保护。距离保护的整定需要确定各段保护的整定阻抗ZSET、灵敏度和动作时间，并要求校验灵敏度。S以图39为例说明。图39距离保护的整定计算图（1）距离I段动作阻抗应按躲过下一线路出口短路的条件选择，即（319）,11OPIRELWLZK式中I段可靠系数，取08085；RELK被保护线路的阻抗。1WLZI段保护范围为线路全长8085，距离I段的动作时间等于保护装置的固有动作时间，一般小于012S。在选择I、II段阻抗继电器灵敏角时，应尽量使灵敏角接近线路阻抗角，当时，整定阻抗与动作阻抗幅值相等，即。KSKSETOPZ（2）距离II段动作阻抗应按躲过相邻线路I段保护末端短路的条件选择，即（320）,11,208OPIWZOPIZ式中相邻线路距离I段动作阻抗。,2OPIZ08可靠系数RELK在被保护线路末端校验距离II段灵敏度KS（321）251,WZISET距离II段的动作时限也应与下一条线路的II段的动作时间配合，即比下一条线路II段的动作时限大一个时间级差，即（222）1,2,IITT一般选择。1,05ITS（3）距离III段距离保护III段测量元件一般由起动元件兼任。当采用阻抗元件时，可选择全阻抗继电器，若灵敏度不够，也可选择方向阻抗继电器。距离保护III段在正常运行及外部故障切除后本线路最大负荷自起动过程中，不能误动作。所以，其动作阻抗一般按躲开最小负荷阻抗来整定，MIN1Z（323）,MIN,MAX0911OPILRELSTRELSTLUZKKI采用全阻抗继电器时（324）,SETIOPI采用方向阻抗继电器时（325）,COSPISETILZ由于负荷阻抗角较小，一般在0O25O之间。采用方向阻抗继电器比采用全阻抗继L电器的灵敏度要高，其灵敏系数是全阻抗继电器的倍。CS1LOAET距离III段的动作时间应比所有相邻元件的后备保护的动作时间大至少一个T（326）1,2,IITTT当激励III段作近后备时，其灵敏度按本线路末端金属性短路故障来校验，灵敏度KS，（327）,15SETISWZK当距离III段作远后备时，其灵敏度按相邻线路末端金属性短路故障来校验，即（328）,12SETISWZ35线路的纵联差动保护距离保护的第I段，最多也只能瞬时切除被保护线路全长的8085范围以内的故障，线路其余部分发生的短路，则要靠时限的保护来切除，这在高电压大容量的电力系统中，往往不能满足系统稳定的要求，必须采用纵联保护原理作为输电线路保护，以实现线路全长范围内故障无时限切除。输电线路的的纵联差动保护（简称纵差保护）随着采用的通道不同，在装置原理、结构、性能和适用范围方面具有很大差别。纵联光纤差动保护是最简单的一种，它是用光导纤维作为通信信道的纵联差动保护，尤其对于整定配合比较困难的短线路优越性更明显。光纤差动保护在线路保护中已经应用很广泛了。输电线路的纵联差动保护就是用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向连接起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端，将两端的电气量进行比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而决定是否切断被保护的线路。因此，从理论上讲这种纵联差动保护有绝对的选择性。纵联差动保护的基本原理是基于比较被保护线路始端和末端电流的大小和相位原理构成的。下面以短线路为例来说明。如图310所示。在线路的两端装设特性和变比完全相同的电流互感器，两侧电流互感器一次回路的正极性均接于靠近母线的一侧，二次回路的同极性端子相连接，差动继电器则并联在电流互感器的二次端子上。图310线路纵联保护工作原理说明（正常运行及区外故障）当线路正常运行或外部故障（指在两侧电流互感器所包括的范围之外故障）时，流入差动继电器的电流是两侧电流互感器二次侧电流之差，近似为零，也就是相当于继电器中没有电流流过，即流入继电器线圈的电流为（329）MNKGMNTATAIIIN式中NTA电流互感器变比。但实际上，由于两侧电流互感器的励磁特性不可能完全一致，因此，继电器线圈会流入不平衡电流，继电器不动作。为了保证差动保护动作的选择性，差动继电器动作电流必须躲过最大不平衡电流。如图311所示，当被保护线路内部故障时，流入差动继电器线圈的电流为两侧电流互感器二次侧电流之和，大于继电器的动作电流，继电器动作，将线路两侧的断路器跳开。即流入继电器线圈的电流为（330）MNKGMNTATAIIIN式中流入故障点总的短路电流。KI图311线路纵联差动保护区内故障图从以上分析可知，纵联差动保护装置的保护范围就是线路两侧电流互感器之间的距离。保护范围以外短路时，保护不动作，故不需要与相邻元件的保护在动作值和动作时限上相互配合，因此，它可以实现全线瞬时动作切除故障。但不能作相邻元件的后备保护。在线路正常运行或外部故障时，由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致，以致反映在电流互感器二次回路的电流不等，继电器中将通过不平衡电流。36线路的高频保护电压为220KV及以上的电力系统中，为了保证其并列运行的稳定性和提高输送功率，在很多情况下，都要求保护装置能无延时地从线路两侧切除被保护线路任何一点的故障。电流保护、距离保护等仅反应线路本段电气量变化，很难同时满足高压线路在选择性和速动性上的要求。必须综合反应线路两侧故障电气量，才能实现全线速动。但必须把故障特征信息可靠地传送到对端，就必须借助于某种介质通道。高频保护就是以输电线载波通道作为通信通道的纵联保护。高频保护广泛应用于高压和超高压输电线路，是比较成熟和完善的一种无时限快速原理保护。高频保护的工作原理是将线路两端的电流相位或功率方向转化为高频信号，然后，利用输电线路本身构成高频电流通道，将此信号送至对端，以比较两端电流的相位或功率方向的一种保护装置。高频通道有“相相”制和“相地”制两种方式，前者以输电线路的两相作为高频加工通道，它的传输效率高，但用的高频加工设备多，造价高；后者仅采用一相线路，设备少，投资少。目前，许多国家都采用这种后者。图312所示为为“相地”制高频通道。它由输电线路、高频阻波器、结合电容器、连接滤波器、高频电缆、保护间隙、接地隔离开关、高频收发信机部分组成。目前，广泛采用的高频保护按工作原理的不同可分为两大类，既方向高频保护和相差高频保护。方向高频保护的基本原理是以比较被保护线路两端的功率方向，来判别输电线路的内部或外部故障。相差高频保护的基本原理是比较两端电流的相位的保护。规定电流方向由母线流向线路为正，从线路流向母线为负。若线路两侧电源电势同相位，系统各元件阻抗角相等，则当线路内部故障时两侧电流同相位；当外部故障时，两侧电流相位差为180，它就是利用这种原理构成的保护装置。图312高频通道的构成示意图1阻波器；2组合电容器；3连接滤波器；4高频电缆；5高频收发信机；6刀闸第4章线路保护的选型41线路保护的选型图51瞬时电流速断保护动作特性分析图图52瞬时电流速断保护原理接线图QFTAKSY信号图53定时限过电流保护单相原理接线图1本变电所线路的主保护采用瞬时电流速断保护。瞬时电流速断保护动作特性分析图和瞬时电流速断保护原理接线图分别如图51，52所示。2本变电所线路的后备保护采用定时限过电流保护。定时限过电流保护单相原理接线图和定时限过电流保护工作原理图分别如图53所示。总结通过重点介绍了输电线路的电流保护，并相应进行了输电线路的短路计算，三段整定及最后对输电线路选型保护。我又一次学习了继电保护，既了解了继电保护对于电网的重要性，又了解了输电线路的电流保护，接地保护，距离保护，纵差保护和高频保护。参考文献1嘉兴恒光电力建设有限责任公司组编恒光电建安全生产规章制度汇编恒光电建20102嘉兴恒光电力建设有限责任公司嘉兴恒光电建有限责任公司安全管理制度汇编恒光电建20133谷水清电力系统继电保护中国电力出版社200539484贺家李电力系统继电保护原理中国电力出版社20101701885杨正理，黄其新，王士政电力系统继电保护原理及应用机械工业出版社20101341536郭培源电力系统自动控制新技术科学出版社200174927陈少华，陈卫，何瑞文电力系统继电保护机械工业出版社200914178崔家佩电力系统继电保护与安全自动装置整定计算中国电力出版社200150739马丽英供用电网络断电保护中国电力出版社2004124810马永翔，王世荣电力系统继电保护北京大学出版社，中国林业出版社2006151153附录1为你提供优秀的毕业论文参考资料，请您删除以下内容，O_O谢谢ALARGEGROUPOFTEAMERCHANTSONCAMELSANDHORSESFROMNORTHWESTCHINASSHAANXIPROVINCEPASSTHROUGHASTOPONTHEANCIENTSILKROAD,GANSUSZHANGYECITYDURINGTHEIRJOURNEYTOKAZAKHSTAN,MAY5,2015THECARAVAN,CONSISTINGOFMORETHAN100CAMELS,THREEHORSEDRAWNCARRIAGESANDFOURSUPPORTVEHICLES,STARTEDTHETRIPFROMJINGYANGCOUNTYINSHAANXIONSEPT19,2014ITWILLPASSTHROUGHGANSUPROVINCEANDXINJIANGUYGURAUTONOMOUSREGION,ANDFINALLYARRIVEINALMATY,FORMERLYKNOWNASALMAATA,THELARGESTCITYINKAZAKHSTAN,ANDDUNGANINZHAMBYLPROVINCETHETRIPWILLCOVERABOUT15,000KILOMETERSANDTAKETHECARAVANMORETHANONEYEARTOCOMPLETETHECARAVANISEXPECTEDTORETURNTOJINGYANGINMARCH2016THENTHEYWILLCOMEBACK,CARRYINGSPECIALTYPRODUCTSFROMKAZAKHSTANASMALLARTTROUPEFOUNDEDSIXDECADESAGOHASGROWNINTOAHOUSEHOLDNAMEINTHEINNERMONGOLIAAUTONOMOUSREGIONINTHE1950S,ULANMUQIRARTTROUPEWASCREATEDBYNINEYOUNGMUSICIANS,WHOTOUREDREMOTEVILLAGESONHORSESANDPERFORMEDTRADITIONALMONGOLIANMUSICANDDANCESFORNOMADICFAMILIESTHE54YEAROLDWASBORNINTONGLIAO,INEASTERNINNERMONGOLIAANDJOINEDTHETROUPEIN1975HESAYSTHEREARE74BRANCHTROUPESACROSSINNERMONGOLIAANDACTORSGIVEAROUND100SHOWSEVERYYEARTOLOCALNOMADICPEOPLE“ICANSTILLRECALLTHEDAYSWHENITOUREDWITHTHETROUPEINTHEEARLY80SWESATONTHEBACKOFPICKUPTRUCKSFORHOURSTHESKYWASBLUE,ANDWECOULDNTHELPBUTSINGTHEFOLKSONGS,“NASUNSAYSTHEVASTNESSOFINNERMONGOLIAANDTHELACKOFENTERTAINMENTOPTIONSFORPEOPLELIVINGTHERE,MADETHEIRLIVESLONELY“THENOMADICPEOPLEWEREVERYEXCITEDABOUTOURVISITS,“NASUNRECALLS“WEDIDNTHAVEAFORMALSTAGETHEAUDIENCEJUSTSATONTHEGRASSUSUALLY,THEPERFORMANCESBECAMEABIGPARTYWITHLOCALPEOPLEJOININGIN“FORHIM,THEREWARDINGPARTABOUTTOURINGISNTJUSTABOUTSHARINGARTWITHNOMADICFAMILIESBUTALSOABOUTGAININGINSPIRATIONFORTHEMUSICANDDANCEULANMUQIRLITERALLYTRANSLATESAS“REDBURGEON“,ANDTODAYSPERFORMERSOFTHETROUPESTILLTOURTHEREGIONSVILLAGESANDENTERTAINNOMADICFAMILIES,BUTTHEIRFAMEHASSPREADAROUNDTHEWORLDONMAY16AND17,NEARLY100SINGERSANDDANCERSFROMTHETROUPEPERFORMEDATBEIJINGSPOLYTHEATERTHEIRSHOW,TITLEDULANMUQIRONTHEGRASSLAND,DEPICTEDTHEHISTORYANDDEVELOPMENTOFTHEARTTROUPE“BEINGFROMTHEREGIONALLOWEDMETOEMBRACETHECULTUREOFINNERMONGOLIAANDBEINGAMEMBEROFTHETROUPESHOWEDMEWHEREIBELONGED,“NASUN,THEARTTROUPESPRESIDENT,WHOISALSOARENOWNEDTENOR,TELLSCHINADAILYDURINGATOURIN1985,HEWENTTOAVILLAGEANDMETANELDERLYLOCALMAN,WHOTOLDHIMASTORYABOUTHISFRIENDSHI