继电距离保护课程设计.doc

电力系统继电保护课程设计报告电力系统继电保护课程设计 指导教师评语报告（30）总成绩修改（40）平时（30）专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气091 姓 名： XXX 学 号： 2009090XX 指导教师： XXX 兰州交通大学自动化与电气工程学院2012 年 7月 7日1 保护配置设计1.1 设计题目如图1.1所示网络，系统参数为：kV,，km，km，km，km，km，线路阻抗km,，A，A，A， 图1.1系统网络图试对5处和2处进行距离保护的设计。1.2设计规程110kV双侧电源线路符合下列条件时，应装设一套全线速动保护。(1) 根据系统稳定要求有必要时；(2) 线路发生三相短路时，如使发电厂厂用母线电压低于允许值一般为(60%额定电压)，且其他保护不能无时限和有选择的切断短路时；(3) 如电力网的某些线路采用全线速动保护后，不仅改善本线路保护性能，而且能够改善整个电网保护性能。110kV单侧电源线路要求(1) 装设阶段式相电流和零序电流保护，作为相间和接地故障的保护；(2) 若相间和接地故障的保护不能满足要求，则装设阶段式相间和接地距离保护，并辅之用于切断经电阻接地故障的一段零序电流保护。(3) 应根据审定的电力系统设计或审定的系统接线图及要求进行继电保护和安全自动装置的操作。1.3 保护配置1.3.1 主保护配置距离保护的主保护是距离保护I段和距离保护II段。(1) 距离保护第I段距离保护的第I段是瞬时动作的，是保护本身的固有动作时间。以保护5为例，其第I段保护本应保护线路A-B全长，即保护范围为全长的100，当线路B-C出口处短路时，保护3第I段不应动作，为此，其整定阻抗，必须躲开这一点短路时所测量到的阻抗,即。 (2) 距离保护第II段距离II段的整定阻抗 ，一般按躲开相邻线路B处的距离保护装置I段保护范围末端短路来整定，距离I段与II段联合工作构成本线路的主保护。1.3.2 后备保护配置距离保护第III段,装设距离保护第III段是为了作为相邻线路保护装置和断路器拒绝动作的后备保护，同时也作为I、II段的后备保护。对距离III段整定值的考虑是与过电流保护相似的，其启动阻抗要按躲开正常运行时的最小负荷阻抗来选择，而动作时限应使其比距离III段保护范围内其他各保护的最大动作时限高出一个t。2保护配合的整定计算2.1线路距离保护的整定与校验 2.1.1线路距离保护第I段整定(1) 线路的I段的整定阻抗为 其中，是距离I段的整定阻抗； 是被保护线路的长度； 是被保护线路单位长度的阻抗； 是可靠系数；(2) 动作时间（第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间）。2.1.2线路距离保护第II段整定(1) 与相邻线路距离保护I段相配合，线路的II段的整定阻抗为 其中，是距离II段的整定阻抗； 是线路的阻抗； 是可靠系数,取0.85； 是线路的I段整定阻抗； 是线路对线路的分支系数；其求法等效电路如图2.1所示:图2.1 等效电路图 ， ，=(2) 灵敏度校验 满足要求。(3) 动作时间它能同时满足与相邻保护以及与相邻变压器保护配合的要求。2.1.3线路距离保护第III段整定(1) III段的整定阻抗，按与相邻下级距离保护II段配合整定。 是线路的II段整定阻抗，其值 (2) 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。 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。 (3) III段的动作时限应比保护范围内的其余保护装置的动作时限中的最大者大一个时限差，一般要达到2s以上。动作时间2.2 线路C-D段距离保护的整定与校验同理可得，2处的三段距离保护分别为I段保护： II段保护：III段保护： 3 设备选择与原理图连接3.1 主要设备选择(1) 阻抗继电器：具有电流和电压两个输入量并对相应电路阻抗值做出响应动作。阻抗继电器针对的是线路的阻抗而言，故而分析线路阻抗是非常必要的。通常起动元件采用过电流继电器或阻抗继电器。(2) 电流互感器：将大电流变成小电流的互感器。在正常使用情况下其比差和角差都应在允许范围内。其作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。(3) 电压互感器：将高电压变成低电压的互感器。在正常使用情况下，其比差和角差都应在允许范围内。其作用把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。(4) 时间继电器：当输入的动作信号后，其输出电路需经过规定的准确时间才产生跳跃式变化或触头动作。利用空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。它由电磁系统、延时机构和触点三部分组成。(5) 信号继电器：为某些装置或器件所处的状态给出明显信号。3.2保护测量回路3.2.1绝对值比较的实现绝对值比较的一般动作表达式为， 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 称为电压形式的绝对值比较方程,相应电路如图3.1所示。图3.1电压形成的绝对值比较电路3.2.2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3.2所示。图3.2 回路展开图4 继电保护的评价对继电保护所提出的基本要求来评价距离保护，可以得出以下结论：(1) 根据距离保护工作原理，它可以在多电源的复杂网络中保证动作的选择性，可靠性，速动性，灵敏性。(2) 距离I段保护是瞬时速断保护，只能保护线路全长的80%85%，因此，两端合起来就使得在30%40%线路长度内的故障不能从两端瞬时切除，在一端需经过0.5s的延时才能切除上。(3) 阻抗继电器同时反应于电压的降低和电流的增大而动作，因此，距离保护较电流、电压保护具有较高的灵敏度。此外，距离I段的保护范围不受系统运行方式变化的影响，因此，保护范围比较稳定。(4) 保护范围中采用了复杂的阻抗继电器和大量的辅助继电器，再加上各种必要的闭锁装置，接线复杂，因此可靠性比电流保护低。 参考文献1 宋志明.继电保护原理与应用M.北京:中国电力出版社,2