继电保护课程设计.docx

继电保护原理课程设计报告继电保护原理课程设计报告评语：考 勤（10）守 纪（10）设计过程（40）设计报告（30）小组答辩（10）总成绩（100）专 业：电气工程及其自动化 2013 年7月 18日 1 设计原始资料1.1 具体题目如图1所示网络，系统参数为：、xg1=15惟、xg2=10惟、xg3=10惟、l1=60km、l3=40km、lb-c=50km、lc-d=30km、ld-e=20km，线路阻抗0.4惟km，ib-c.max=300a、ic-d.max=200a、id-e.max=150a、kss=1.5、kre=1.2。图1 系统网络图1.2 完成的内容实现对线路保护3以及保护4的三段距离保护设计。2 设计的课题内容2.1 设计规程 在距离保护中应满足四个基本要求，可靠性、选择性、速动性和灵敏性。它们紧密联系，既矛盾又统一，必须根据具体系统运行矛盾的主要方面，配置、配合、整定每个电力原件的继电保护，充分发挥和利用继电保护的科学性、工程技术性，使继电保护为提高电力系统运行的安全性、稳定性和经济性发挥最大效能。本课题要完成3、4的距离保护，距离保护测量的是短路点至保护安装处的距离，受系统运行方式影响较小，保护范围稳定。常用于线路保护。具体是通过测量短路点至保护安装处的阻抗实现。2.2 本设计的保护配置(1) 主保护配置：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择的切除被保护设备或线路故障的保护，距离保护的主保护主要是距离保护段和距离保护段。(2) 后备保护配置：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护，分为远后备保护和近后备的保护，距离保护第段。3 保护3处距离保护的整定与校验(1) 保护3处距离保护第段整定保护3处的段的整定阻抗为：式中 _距离段的整定阻抗； lb-c_被保护线路bc的长度； z _被保护线路单位长度的阻抗； _可靠系数，一般取0.80.85。动作时间 ：(2) 保护3 处距离保护第段整定与相邻线路cd距离保护段相配合，保护3处的段的整定阻抗为：式中，_线路cd的段整定阻抗，其值为：所以灵敏度校验满足要求。动作延时：(3) 保护3 处距离保护第段整定 按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定：式中 ul.min_正常运行母线电压的最低值； il.max_被保护线路最大负荷电流。采用全阻抗特性，则保护3的段整定值为：式中 kss_电动机自启动系数，取1.52.5； kre_阻抗测量元件的返回系数，取1.151.25。灵敏度校验 作为近后备保护时，按本线路末端短路进行校验，计算式为： 满足要求，即可以作为本线路、段的近后备保护。 作为远后备保护时，按相邻线路末端短路进行校验，计算式为： 满足要求，可作为相邻下级线路的远后备保护。动作延时为：4 保护4处距离保护的整定与校验(1) 保护4的段主保护整定计算：动作时间为：(2) 保护4的段主保护整定计算(由灵敏度计算)：式中， ksen_灵敏系数； _距离段整定阻抗； zab_被保护线路阻抗。所以(惟)动作时间为：t4ii=0.5s(3) 保护4的段后备保护整定计算(由灵敏度计算)：所以(惟)动作时间为：保护4的段主保护、段后备保护均由灵敏系数整定，故无需校验。5 继电保护设备的选择5.1 电流互感器的选择(1) 一次回路额定电压和电流的选择：电流互感器一次回路额定电压不应低于安装地点的电网额定电压，即；其一次回路额定电流不应小于所在回路的最大持续工作电流，即。(2) 准确级选择：准确级是根据所供仪表和继电器的用途考虑。为保证测量仪表的准确度，互感器准确级不得低于所供测量仪表的准确级。所以根据电流互感器安装处的电网电压、最大工作电流和安装地点要求，选型号为lcwb6-110w2屋外型电流互感器。5.2 电压互感器的选择(1) 一次回路额定电压选择：电压互感器一次绕组所接电力网电压应在(1.1-0.9)范围内变动，即满足条件。(2) 二次回路额定电压的选择：电压互感器二次侧额定线间电压为100v，要和所接用的仪表或继电器相适应。一般供功率测量、电能测量以及功率方向保护用的电压互感器应选择0.5级或1级的，只供估计被测值的仪表和一般电压继电器的选用3级电压互感器为宜。则根据电压等级选型号为jdzj-3的电压互感器。5.3 继电器的选择距离保护测量的是短路点至保护安装处的距离，具体是通过测量短路点至保护安装处的阻抗来实现，所以选用全阻抗继电器。6 保护原理图6.1 保护测量回路(1) 绝对值比较原理的实现绝对值比较的一般动作表达式如式zbza所示。绝对值比较式的阻抗元件，既可以用阻抗比较的方式实现，也可以用电压比较的方式实现。该式两端同乘以测量电流，并令，则绝对值比较的动作条件又可以表示为，绝对值比较的电压形成电路如图2所示。图2 绝对值比较电压形成电路(2) 相位比较原理的实现相位比较原理的阻抗元件动作条件为：令，则相位比较的动作条件又可以表示为：相位比较原理电路图如图3所示。图3 相位比较电压形成电路6.2 保护跳闸回路三段式距离保护主要由测量回路、起动回路和逻辑回路三部分组成，如图4所示。图4 保护跳闸回路原理图(1) 电压二次回路断线闭锁元件。当电压二次回路断线时，保护会误动作。为防止电压二次回路线断线时保护的误动作，当出现电压二次回路断线时可将距离保护闭锁。(2) 起动元件。被保护线路发生短路时，立即起动保护装置，以判别被保护线路是否发生故障。(3) 、 、段测量元件。z鈪?、用来测量故障点到保护安装处阻抗的大小，以判别故障是否发生在保护范围内，决定保护是否动作。(4) 振荡闭锁元件。振荡闭锁元件是用来防止当电力系统发生振荡时距离保护的误动作。在正常运行或系统发生振荡时，振荡闭锁装置可将保护闭锁；而当系统发生短路故障时，解除闭锁开放保护。所以振荡闭锁元件又可理解为故障开放元件。(5) 时间元件。根据保护间配合的需要，为满足选择性而设的必要延时。正常运行时，起动元件、均不动作，距离保护可靠地不动作。当被保护线路发生故障时，起动元件起动、振荡闭锁元件开放，、 测量故障点到保护安装处的阻抗，在保护范围内故障，保护出口跳闸。7 总结 本设计是对三段距离保护进行整定设计，与电流保护类似，距离保护装置也采用阶梯延时配合的三段式配置方式。本题配置时将距离、段作为主保护，而将距离段保护作为后备保护。距离保护的整定计算，就是根据被保护电力系统的实际情况，计算出距离段、段和段测量元件的整定阻抗以及段和段的动作延时。当距离保护用于双侧电源的电力系统时，为便于配合，一般要求、段的测量元件都要具有明确的方向性，即采用具有方向性的测量元件。第段为后备段，包括对本线段、段保护的近后备、相邻下一级线路保护的远后备和反向母线保护的后备，所以第段通常采用