35kV输电线路距离保护设计

1、精选文档内蒙古科技高校电力系统继电爱护课程设计题 目：35kV输电线路距离爱护设计同学姓名：学 号：专 业： 班 级： 完成时间: 名目内蒙古科技高校课程设计任务书2摘要.5前言.6第一章概述71.1继电爱护的基本概念71.2继电爱护的基本任务71.3电力系统对继电爱护的基本要求71.4继电爱护进展历史8其次章设计内容及过程102.1 电力系统距离爱护102.1.1距离爱护概念及适用范围102.1.2距离爱护的时限特性102.2 阻抗继电器102.2.1阻抗继电器的动作特性112.2.2阻抗继电器的实现方法112.3 距离爱护的整定的计算142.3.1 35KV双回路线路的继电爱护的原理图14

2、2.3.2距离爱护的整定142.4本设计的具体计算182.4.1距离爱护段的整定计算182.4.2距离爱护段的整定计算和校验182.4.3距离爱护段的整定计算和校验19第三章总结203.1距离爱护的优缺点和应用范围203.2设计心得20参考文献22内蒙古科技高校课程设计任务书课程名称电力系统继电爱护原理设计题目35kV输电线路距离爱护设计指导老师时间1周一、教学要求电力系统继电爱护课程设计是培育同学应用理论学问的一种综合训练。本课程设计教学要求是：（1）理论联系实践；（2）深化学习电力系统爱护中距离爱护的基本原理与实现方法；（3）训练同学娴熟制电气技术原理图的常用方法；（4）学习传统的继电爱护

3、配置原则、整定方法、灵敏系数要求以及校验准则。通过课程设计这一教学任务的实施，使同学系统地把握电力系统继电爱护的历史、现状和进展前景，对现有爱护方法的学习具有肯定的指导意义；（5）要求在查阅大量文献、资料的基础上阐述距离爱护的优点及适用范围。分析阻抗继电器的使用方法，指出目前可能存在的爱护不足，提出自己的创新观点。二、设计资料及参数（一）设计原始资料1、电压等级及相数：35kV三相2、输电距离：50km 3、线路单位阻抗0.4欧/km三、设计要求及成果1、深化分析现有距离爱护的思路方法，对书本理论学问进行机敏运用，切忌机械地搬套与拼凑，提出自己的新观点或可行性方案、绘制具体原理图。2、独立思考

4、，在课程设计过程中对距离爱护的工作原理、动作值的整定、动作时限的整定均做具体的分析说明，同时对输电线路的特殊状况加以阐述。3、认真细致，在课程设计中应养成认真细致的工作作风，克服马虎潦草不负责的弊病，为今后的工作岗位上担当建设任务打好基础。4、依据任务书规定的内容和进度完成。四、进度支配1、讲解设计目的、要求、方法、任务分工。（2小时）2、查阅资料，生疏用户任务要求，（0.5天）3、设计爱护方案，提出可行性报告（1天）4、查阅图书、资料、产品手册和工具书进行设备校验，绘制继电爱护二次开放图（1天）。5、撰写设计说明书（2天）五、评分标准课程设计成果接受非百分制记法。主要留意量化过程考核，创新力

5、量考核，评分内容和标准如下：(1) 设计态度20%遵守劳动纪律和平安文明实训，准时上下课，不大声喧哗，不任凭走动，不做与课程设计无关的事。认真查找资料，主动提出问题，分析问题，解决问题。听从管理，按时完成设计任务。(2) 实践力量占20%继电爱护装置满足规程要求，牢靠性高，设备选择得当，计算、爱护、整定等满足要求。爱护屏安装规范，布置美观。设计过程有创新，故障推断精确，短路电流计算正确。(3) 方案设计40%课程设计报告包含两部分，设计说明书和图纸。设计说明书要求内容完整，文字流畅，字迹端正，图纸规范，尤其要突出设计创新，接受新方法，新工艺，新设备。设计论证充分，牢靠性高。设备选择正确合理，设

6、计心得体会真实可信。(4) 课题说明书20%对课题考核重点理解深刻，能正确、全面地回答问题。若发觉有抄袭或请别人代做者，取消参与考核的资格，成果以零分记录。最终总评以优、良、中、及格、不及格记。六、建议参考资料1张保会电力系统继电爱护M，北京：中国电力出版社其次版，20052贺家李，宋从矩电力系统继电爱护原理M，北京：中国电力出版社其次版，19943杨奇逊微机型继电爱护基础M，北京：中国电力出版社19884王维俭电力系统继电爱护原理M，北京：清华高校出版社，19925校内网知网数据库论文摘 要：电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源之一，电力系统的平平稳定运行对国民经济、人民生活乃至社

7、会稳定都有着极为重大的影响。电力系统继电爱护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。电力系统继电爱护的基本作用是：全系统范围内，按指定分区实时地检测各种故障和不正常运行状态，快速准时地实行故障隔离或告警信号等措施，以求最大限度地维持系统的稳定、保持供电的连续性、保障人身的平安、防止或减轻设备的损坏。随着电力系统的飞速进展对继电爱护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速进展又为继电爱护技术的进展不断地注入了新的活力。随着电力系统的快速进展。大量机组、超高压输变变电的投入运行，对继电爱护不断提出新的更高要求。继电爱护是电力系统的重

8、要组成部分，被称为电力系统的平安屏障，同时又是电力系统事故扩大的根源，做好继电爱护工作是保证电力系统平安运行的必不行少的重要手段，电力系统事故具有连锁反应、速度快、涉及面广、影响大的特点，往往会给国民经济和人民生活造成社会性的灾难。本次毕业设计的题目是35kv线路继电爱护的设计。主要任务是为保证电网的平安运行,需要对电网配置完善的继电爱护装置.依据该电网的结构、电压等级、线路长度、运行方式以及负荷性质的要求，给35KV的输电线路设计合适的继电爱护。关键词：35kv继电爱护、整定计算、故障分析、设计原理 前言电力系统是由发电、变电、输电、供电、配电、用电等设备和技术组成的一个将一次能源转换为电能

9、的统一系统。电能是现代社会中最重要、也最为便利的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换为电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被安排给用户，再通过各种用电设备转换为适合用户需要的其他形式的能量。再输送电能的过程中，电力系统期望线路有比较好的牢靠性，因此在电力系统受到外界干扰时，爱护线路的各种继电装置应当有比较牢靠的、准时的爱护动作，从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电爱护就是为达到这个目的而设置的。本次设计的任务主要包括:继电爱护运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、距离爱护的整定计算和校正、零序电流爱护整定计算和校正、对所选择的爱护装

10、置进行综合评价。第一章 继电爱护概述1.1继电爱护的基本概念在电力系统运行中，外界因素（如雷击、鸟害等）、内部因素（绝缘老化， 损坏等）及操作等，都可能引起各种故障及不正常运行的状态消灭，常见的故障有：单相接地；三相接地；两相接地；相间短路；短路等。 电力系统非正常运行状态有：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时失磁异步运行等。 电力系统继电爱护和平安自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行状况时，用于快速切除故障，消退不正常状况的重要自动化技术和设备。电力系统发生故障或危及其平安运行的大事时，他们能准时发出告警信号，或直接发出跳闸命令以终止大事。1.2 继电爱护的基本

11、任务继电爱护的基本任务是：电力系统发生故障时，自动、快速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证非故障设备连续运行，尽量缩小停电范围;电力系统消灭特别运行状态时，依据运行维护的要求能自动、准时、有选择地发出告警信号或者减负荷、跳闸。1.3对电力系统继电爱护的基本要求1.3.1选择性 继电爱护动作的选择性是指爱护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能连续平安运行。d3点短路：6动作：有选择性； 5动作：无选择性 假如6拒动，5再动作：有选择性(5作为6的远后备爱护) d1点短路：1、2动作：有选择性； 3、4动作：无选择性后备爱护（本元件主爱

12、护拒动时）： (1)由前一级爱护作为后备叫远后备. (2)由本元件的另一套爱护作为后备叫近后备. 1.3.2速动性继电爱护的速动性是指继电爱护装置应以尽可能快的速度切除故障设备。故障后,为防止并列运行的系统失步,削减用户在电压降低状况下工作的时间及故障元件损坏程度，应尽量地快速切除故障。(快速爱护:几个工频周期，微机爱护：30ms以下)故障切除总时间等于爱护装置和断路器动作时间之和。一般快速爱护的动作时间为0.06-0.12s,最快的可达0.02-0.04s;一般断路器动作时间为0.06-0.15s，最快的有0.02-0.06s。1.3.3灵敏性继电爱护的灵敏性是指爱护装置对于其应爱护的范围内

13、发生故障的反应力量。（爱护不该动作状况与应当动作状况所测电气量相差越大灵敏度）。一般用灵敏系数Klm来衡量灵敏度。1.3.4牢靠性继电爱护的牢靠性是指爱护装置在电力系统正常运行时不误动;再规定的爱护范围内发生故障时，应牢靠动作;而在不属于该爱护动作的其他任何状况下，应牢靠的不动作。（主爱护对动作快速性要求相对较高；后备爱护对灵敏性要求相对较高。）1.4继电爱护技术进展简史上世纪90年月消灭了装于断路器上并直接作用于断路器的一次式的电磁型过电流继电器，本世纪初，随着电力系统的进展，继电器才开头广泛应用于电力系统的爱护。这个时期可认为是继电爱护技术进展的开端。1901年消灭了感应型过电流继电器。1

14、908年提出了比较被爱护元件两端的电流差动爱护原理。1910年方向性电流爱护开头得到应用，在此时期也消灭了将电流与电压比较的爱护原理，并导致了本世纪29年月初距离爱护的消灭。随着电力系统载波通讯的进展，在1927年前后，消灭了利用高压输电线上高频载波电流传送和比较输电线两端功率或相位的高频爱护装置。在50年月，微波中继通讯开头应用与电力系统，从而消灭了利用微波传送和比较输电线两端故障电气量的微波爱护。早在50年月就消灭了利用故障点产生的行波实现快速继电爱护的设想。经过20余年的争辩，最终诞生了行波爱护装置。明显，随着光纤通讯将在电力系统中的大量接受，利用光纤通道的继电爱护必将得到广泛的应用。以

15、上是继电爱护原理的进展过程。与此同时，构成继电爱护装置的元件、材料、爱护装置的结构型式和制造工艺也发生了巨大的变革.50年月以前的继电爱护装置都是由电磁型感应型或电动型继电器组成的这些继电器统称为机电式继电器.本世纪50年月初由于半导体晶体管的进开放头消灭了晶体管式继电爱护装置称之为电子式静态爱护装置.70年月是晶体管继电爱护装置在我国大量接受的时期满足了当时电力系统向超高压大容量方向进展的需要.80年月后期标志着静态继电爱护从第一代(晶体管式)向其次代(集成电路式)的过渡.目前后者已成为静态继电爱护装置的主要形式.在60年月末有人提出用小型计算机实现继电爱护的设想由此开头了对继电爱护计算机算

16、法的大量争辩对后来微型计算机式继电爱护(简称微机爱护)的进展奠定了理论基础.70年月后半期比较完善的微机爱护样机开头投入到电力系统中试运行.80年月微机爱护在硬件结构和软件技术方面已趋于成熟并已在一些国家推广应用这就是第三代的静态继电爱护装置.微机爱护装置具有巨大的优越性和潜力因而受到运行人员的欢迎.进入90年月以来它在我国得到了大量的应用将成为继电爱护装置的主要型式.可以说微机爱护代表着电力系统继电爱护的将来将成为将来电力系统爱护把握运行调度及事故处理的统一计算机系统的组成部分.其次章 设计内容及过程2.1 电力系统距离爱护 2.1.1距离爱护概念及适用范围距离爱护是反应故障点至爱护安装地点

17、之间的距离（或阻抗）。并依据距离的远近而确定动作时间的一种爱护装置。该装置的主要元件为距离（阻抗）继电器，它可依据其端子上所加的电压和电流测知爱护安装处至短路点间的阻抗值，此阻抗称为继电器的测量阻抗。当短路点距爱护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短；当短路点距爱护安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增长，这样就保证了爱护有选择性地切除故障线路。 用电压与电流的比值(即阻抗)构成的继电爱护，又称阻抗爱护，阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与 电流的比值：U/I=Z，也就是短路点至爱护安装处的阻抗值。因线路的阻抗值与距离成正比，所以叫距离爱护或阻抗爱护。距离爱护分为接地距离爱护和相间距离爱护等。

18、 距离爱护分的动作行为反映爱护安装处到短路点距离的远近。与电流爱护和电压爱护相比，距离爱护的性能受系统运行方式的影响较小。距离爱护分为接地距离爱护和相间距离爱护等。距离爱护适用于35kv及以上的电压等级电路。2.2.1 距离爱护的时限性距离爱护一般都作成三段式，第1段的爱护范围一般为被爱护线路全长的8085，动作时间t为爱护装置的固有动作时间。第段的爱护范围需与下一线路的爱护定值相协作，一般为被爱护线路的全长及下一线路全长的3040，其动作时限t要与下一线路距离爱护第1段的动作时限相协作，一般为05s左右。第段为后备爱护，其爱护范围较长，包括本线路和下一线路的全长乃至更远，其动作时限t按阶梯原

19、则整定。2.2 阻抗继电器 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格外必要的。通常起动元件接受过电流继电器或阻抗继电器。为了提高元件的灵敏度,也可接受反应负序电流或零序电流重量的复合滤过器来作为起动元件。2.2.1阻抗继电器的动作特性2.2.2阻抗继电器的实现方法2.3 距离爱护的整定的计算2.3.1 35KV双回路线路的继电爱护的原理图2.3.2距离爱护的整定 （1）距离I段的整定距离爱护段无延时的速动段它应当只反映本线路的故障，下级出口处发生短路故障时应牢靠不动作，所以测量元件的阻抗整定应当躲过本线路末端短路时的测量阻抗来整定。即其中<1由于距离爱护是欠量爱护，考虑到继

20、电器误差、互感器误差和参数测量等误差等因素一般取0.80.85是被爱护线路的长度是被爱护线路单位长度的正序阻抗（2） 距离段的整定1、分支电路对测量阻抗的影响。在距离爱护段整定时，类同于电流爱护，应考虑分支电路对测量阻抗的影响，如图所示。 （a）助增分支电路对测量阻抗的影响 （b）外汲分支电路对测量阻抗的影响图中k1点发生三相短路时，爱护1处的测量阻抗为 式中：母线B与短路点之间线路的正序阻抗；：分支系数。在助增分支电路和外汲分支电路中不同。2、段的整定阻抗。距离爱护段的整定阻抗，应依据以下两个原则进行计算。（1）与相邻线路距离爱护段相协作。距离段的整定阻抗为： 式中，为牢靠系数，一般取0.8

21、；（2）与相邻变压器的快速爱护相协作。距离段的整定阻抗为： 式中式中，为牢靠系数，考虑变压器阻抗误差较大，一般取0.70.75。当被爱护线路末端母线上既有出线又有变压器时，距离段的整定阻抗应分别按上述两种状况计算，取其中的较小者作为整定阻抗。3、灵敏度校验距离爱护段，应能爱护线路的全长，本线路末端短路时，应有足够的灵敏度。考虑到各种误差因素，要求灵敏系数应满足 假如不满足要求，则距离爱护1的段应改为与相邻元件的爱护段相协作，计算方法与上面类似。4、动作时间的整定距离爱护段的动作时间，应与之协作的相邻元件爱护动作时间大一个时间级差，即 式中为与本爱护协作的相邻元件爱护段（x为或段）最大的动作时间

22、。（3）距离段的整定1、段的整定阻抗。距离爱护第段的整定阻抗，按以下几个原则计算：（1）按与相邻下级线路距离爱护段协作时，段的整定阻抗为 牢靠系数的取法与段整定中类似，分支系数应取各种状况下的最小值。假如与相邻下级线路距离爱护段协作灵敏系数不满足要求，则应改为与相邻下级线路距离爱护的段相协作。（2）按与相邻下级变压器的电流、电压爱护协作整定。定值计算为 式中为电流、电压爱护的最小爱护范围对应的阻抗值。（3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定。当线路上的负荷最大且母线电压最低时，负荷阻抗最小，其值为 式中为正常运行母线电压的最低值；为被爱护线路最大负荷电流；为母线额定电压。参照过电流爱护的整定原

23、则，考虑到电动机自启动的状况下，爱护段必需马上返回的要求，若接受全阻抗特性，则整定值为 式中为牢靠系数，一般取1.21.25；为电动机自启动系数，取1.52.5；为阻抗测量元件（欠量动作）的返回系数，取1.151.25。若接受方向圆特性，必需考虑动作阻抗随阻抗角的变化，由躲开的负荷阻抗换算成整定阻抗值，整定阻抗可由下式给出 式中为整定阻抗的阻抗角；为负荷阻抗的阻抗角。按上述三个原则进行计算，取其中的较小者作为距离段的整定阻抗。2、灵敏度校验。距离爱护的段，既作为本线路、段爱护的近后备，又作为相邻下级设备爱护的远后备，灵敏度应分别进行校验。作为近后备时，按本线路末端短路校验，计算式为 作为远后备

24、时，按相邻设备末端短路校验，计算式为 式中为相邻设备（线路、变压器等）的阻抗；为分支系数最大值，以保证在各种运行方式下爱护动作的灵敏性。3、动作时间的整定。距离爱护段的动作时间，应比与之协作的相邻设备爱护动作时间大一个时间级差，但考虑到距离段一般不经受震荡闭锁，其动作时间不应小于最大的震荡周期（1.52s）。2.4本设计的具体计算2.4.1距离爱护I段的整定计算(1) 动作阻抗对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定则取=0.85，所以=0,85*50*0.4=17(2)动作时限距离爱护段的动作时限是由爱护装置的继电器固有动作时限打算，人为延时为零，即=0s。2.4.2 距离爱护II段的整定计算

25、和校验(1)动作阻抗：按下列三个条件选择。与相邻线路34的爱护的段协作 式中，取=0.85, =0 .8，为爱护2的段末端发生短路时对爱护2而言的最小分支系数。当爱护2的段末端发生短路时，分支系数为：=I12/I34=1于是(2)动作时间，与相邻爱护2的段协作，则 t1"=t2'+t=0.5 s它能同时满足与相邻线路34爱护协作的要求。(3) 灵敏性校验：/=27.2/17=1.6>1.5, 满足要求。2.4.3 距离爱护III段的整定计算和校验(1)动作阻抗：按躲开最小负荷阻抗整定；Kzq=1,=1.15,=0.83， =1.5，I =1.75KAZL·mi

26、n=0.9Ue/1.732If·max=0.9×35/1.732×1.75=10.39于是=（ ZL·min）/ ( Kzq)=(0.83*10,39) /(1.5*1.15)=5(2)动作时间：断路器1的动作时间为：= +t=1.5+0.5=2 s断路器2的动作时间为：t2= +t=2.0+0.5=2.5 s取其中较长者，于是 断路器1的动作时间为：t1= +t=2.0+0.5=2.5 s(3)灵敏性校验： 本线路末端短路时的灵敏系数为： /Z12=5/0=>1.5 ，满足要求第三章 总结3.1距离爱护的优缺点和应用范围主要优点：能满足多电源简单

27、电网对爱护动作选择性的要求；阻抗继电器是同时反应电压的降低和电流的增大而动作的，因此距离爱护较电流爱护有较高的灵敏度。其中段距离爱护基本不受运行方式的影响，而、段受系统运行变化的影响也较电流爱护要小一些，爱护区域比较稳定。主要缺点：不能实现全线瞬动。对双侧电源线路，将有全线的3040的第段时限跳闸，这对稳定有较高要求的超高压远距离输电系统来说是不能接受的。阻抗继电器本身较长简单，还增设了振荡闭锁装置，电压断线闭锁装置，因此距离爱护装置调试比较麻烦，牢靠性也相对低些。应用范围：对不要求全线速动的线路，可作为主爱护，否则，可作为相间或接地故障的后备爱护。3.2设计心得本次设计是针对35KV输电线路

28、在双回路状况下进行的分析计算和整定的。在进行设计时首先要设计线路图。然后依据设计要求进行距离爱护的整定，并且对其进行灵敏度较验。我认为，在这次的课程设计中，在收获学问的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我通过查找大量资料，与同学探讨，以及不懈的努力，不仅培育了独立思考、动手操作的力量，在各种其它力量上也都有了提高。更重要的是，通过本次课程设计，我学会了很多学习的方法。而这是日后最有用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。此次课程设计能顺当的完成与同学和老师的挂念是分不开的，在对某些学问模棱两可的状况下，多亏有同学的热心挂念才可以度过难关；更与老师

29、的悉心教育分不开，在有解不开的难题时，多亏老师们的急躁指导才使设计能顺当进行。很感谢学校和老师给我们支配了这次课程设计，让我真正感受到的是合作的重要，很多时候都是组员的争辩，老师的指导中的一句半句启发了我，就消灭的让人欣喜的结果；理论学问同样很重要，有些问题都是由于基础学问把握不好才消灭的。在此诚意再次感谢老师的悉心教育和各位同学的挂念！参考文献1 张保会,电力系统继电爱护M，北京:中国电力出版社，2005，其次版2 贺家李，宋从矩,电力系统继电爱护原理M,北京：中国电力出版社，1994，其次版3 许建安,继电爱护整定计算,中国水利水电出版社4 孙国凯 霍利民 柴玉华,电力系统继电爱护原理M,中国水利水电出版社5 尹项根，曾克娥（上册）,电力系统继电爱护原理与应用M,华中科技高校出版社，6电力系统继电爱护有用技术问答(其次版)M 7唐玲宏,110k