110kv继电保护课程设计

II相邻线路L2末端短路时的灵敏系数为；最大分支系数：Kfh·max=IL3/IL4=(XL1+XL2+XL3)/XL1=(27+15+12)/15=3.6Klm=Zdz'''/(ZL3+Kfh·maxZL2)==132.8/(27+3.6×12)=1.89>1.2，满足要求Ш相邻变压器末端短路时的灵敏系数为；最大分支系数：Kfh·max=(XL1+XL2+XL3)/(XL1+XL2)=(27+15+12)/(15+12)=2Klm=Zdz'''/(ZL3+Kfh·maxZL2)==132.8/(27+2×69.4/2)=1.37>1.2，满足要求4.2断路器2距离保护的整定计算和校验4.2.1距离保护І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。取KK'=0.85Zdz'=KK'ZL1=0.85×15=12.75Ω；(2)动作时限距离保护І段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时限决定，人为延时为零，即t'=0s。4.2.2距离保护П段的整定计算和校验(1)动作阻抗：按下列三个条件选择。①与相邻线路L2的保护的І段配合Zdz''=KK''(ZL1+K'Kfh·minZL2)式中，取K'=0.85,KK''=0.8，Kfh·min为保护7的І段末端发生短路时对保护7而言的最小分支系数。当保护7的І段末端发生短路时，分支系数为：Kfh·min=IL3/IL4=1于是Zdz''=KK''(ZL1+K'Kfh·minZL2)=0.8×(15+0.85×1×12)=20.16Ω；②按躲开相邻变压器低压侧出口短路整定Zdz''=KK''(ZL1+Kfh·minZTC)式中，取KK''=0.8，Kfh·min为保护7的І段末端变压器低压侧出口发生短路时对变压器低压侧出口而言的最小分支系数。当保护7的І段末端发生短路时，分支系数为：Kfh·min=IL3/IL4=1于是Zdz''=KK''(ZL1+Kfh·minZL4)=0.7×(15+1×69.4)=59.08Ω；取以上二个计算值中最小者为П段整定值，即取Zdz''=20.16Ω；(2)动作时间，与相邻保护7的І段配合，则t1"=t4'+Δt=0.5s它能同时满足与相邻线路L2和变压器保护配合的要求。(3)灵敏性校验：Klm=Zdz''/ZL3=20.16/27=0.75<1.5,不满足要求。此时，对动作阻抗重新进行整计算，取下一线路保护第П段相配合的原则选择动作阻抗，即选择断路器4的第П段相配合进行整定。按躲开相邻变压器低压侧出口短路整定Kfh·min=1Zdz4''=KK''(ZL2+Kfh·minZTC)=0.7×(12+1×69.4)=56.98Ω与相邻线路L4的保护的І段配合Kfh·min=1Zdz4''=KK''(ZL2+K'Kfh·minZL4)=0.8×(12+0.85×1×7.5)=14.7Ω取小者为整定值，即Zdz''=19.6Ω所以断路器2的整定值为Zdz''=KK''(ZL1+KfZ·minZdz7'')=0.8×(15+1×14.7)=23.76ΩKlm=Zdz''/ZL1=23.76/15=1.584>1.5,满足要求。4.2.3距离保护Ш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,Kh=1.15,KK"'=1.2，If·max=0.326KAZf·min=0.9Ue/1.732If·max=0.9×115/1.732×0.326=183.3Ω于是：Zdz'''=Zf·min/KK"'KhKzq=183.3/1.2×1.15×1=132.8Ω(2)动作时间：断路器4的动作时间为：t'''5=t'''dz+Δt=2+0.5=2.5s变压器保护的动作时间为：t'''=t'''dz+Δt=1.5+0.5=2s取其中较长者，于是断路器2的动作时间为：t'''1=t'''5+Δt=2.5+0.5=3s(3)灵敏性校验：①本线路末端短路时的灵敏系数为：Klm=Zdz'''/ZL3=132.8/15=8.85>1.5，满足要求②相邻元件末端短路时的灵敏系数为：І相邻线路L2末端短路时的灵敏系数为；最大分支系数：Kfh·max=(XL1+XL2+XL3)/XL3=(27+15+12)/27=2Klm=Zdz'''/(ZL1+Kfh·maxZL4)=132.8/(15+2×12)=3.41>1.2，满足要求П相邻变压器末端短路时的灵敏系数为；最大分支系数：Kfh·max=(XL1+XL2+XL3)/(XL3+XL2)=(27+15+12)/(27+12)=1.38Klm=Zdz'''/(ZL1+Kfh·maxZL2)==132.8/(15+1.38×69.4)=1.23>1.2，满足要求4.3断路器3距离保护的整定计算和校验(1)动作阻抗对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定。取KK'=0.85Zdz'=KK'ZL1=0.85×15=12.75Ω；(2)动作时限距离保护І段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时限决定，人为延时为零，即t'=0s。由于断路器3没有下一线路，所以悉路器3就无需进行第П段和第Ш段的整定计算。4.4断路器4距离保护的整定计算和校验4.4.1距离保护І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。取KK'=0.85；Zdz'=KK'ZL2=0.85×12=10.2Ω；(2)动作时限距离保护І段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时限决定，人为延时为零，即t'=0s。4.4.2距离保护П段的整定计算和校验(1)动作阻抗：按下列三个条件选择。①与相邻线路L4的保护的І段配合Zdz''=KK''(ZL2+K'Kfh·minZL4)式中，取K'=0.85,KK''=0.8，Kfh·min为保护7的І段末端发生短路时对保护7而言的最小分支系数。当保护7的І段末端发生短路时，分支系数为：Kfh·min=IL3/IL4=1于是Zdz''=KK''(ZL2+K'Kfh·minZL2)=0.8×(12+0.85×1×7.5)=14.7Ω；②与相邻线路L4的保护的І段配合Zdz''=KK''(ZL2+K'Kfh·minZL3)式中，取K'=0.85,KK''=0.8，Kfh·min为保护7的І段末端发生短路时对保护7而言的最小分支系数。当保护7的І段末端发生短路时，分支系数为：Kfh·min=IL3/IL4=1于是Zdz''=KK''(ZL2+K'Kfh·minZL3)=0.8×(12+0.85×1×27)=27.96Ω；③按躲开相邻变压器低压侧出口短路整定Zdz''=KK''(ZL2+Kfh·minZTC)式中，取KK''=0.8，Kfh·min为保护7的І段末端变压器低压侧出口发生短路时对变压器低压侧出口而言的最小分支系数。当保护7的І段末端发生短路时，分支系数为：Kfh·min=IL3/IL4=0.5于是Zdz''=KK''(ZL3+Kfh·minZL4)=0.7×(12+0.5×69.4)=32.69Ω；取以上三个计算值中最小者为П段整定值，即取Zdz''=14.7Ω；(2)动作时间，与相邻保护7的І段配合，则t4"=t7'+Δt=0.5s它能同时满足与相邻线路L4和变压器保护配合的要求。(3)灵敏性校验：Klm=Zdz''/ZL2=14.7/12=1.225<1.5,不满足要求。此时，对动作阻抗重新进行整计算，取下一线路保护第П段相配合的原则选择动作阻抗，即选择线路L4的第П段相配合进行整定。Kfh·min=1Zdz7''=KK''(ZL4+Kfh·minZTC)=0.7×(7.5+1×92.575)=70.05ΩZdz''=KK''(ZL2+KfZ·minZdz7'')=0.8×(12+1×70.05)=65.64ΩKlm=Zdz''/ZL2=65.64/12=5.47>1.5,满足要求。4.4.3距离保护Ш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,Kh=1.15,KK"'=1.2，If·max=0.326KAZf·min=0.9Ue/1.732If·max=0.9×115/1.732×0.326=183.3Ω于是Zdz'''=Zf·min/KK"'KhKzq=183.3/1.2×1.15×1=132.8Ω(2)动作时间：断路器6的动作时间为：t'''6=t'''dz+Δt=0+0.5=0.5s断路器7的动作时间为：t'''7=t'''dz+Δt=1.5+0.5=2s变压器保护的动作时间为：t'''=t'''dz+Δt=1.5+0.5=2s取其中较长者，于是断路器4的动作时间为：t'''1=t'''5+Δt=2+0.5=2.5s(3)灵敏性校验：1)本线路末端短路时的灵敏系数为：Klm=Zdz'''/ZL2=132.8/12=11.07>1.5，满足要求2)相邻元件末端短路时的灵敏系数为：①相邻线路L4末端短路时的灵敏系数为；最大分支系数：Kfh·max=(XL1+XL2+XL3)/(XL1+XL2)=(27+15+12)/(15+12)=2Klm=Zdz'''/(ZL2+Kfh·maxZL4)=132.8/(12+2×7.5=4.92>1.2，满足要求②相邻线路L3末端短路时的灵敏系数为；最大分支系数：Kfh·max=1Klm=Zdz'''/(ZL2+Kfh·maxZL3)=132.8/(12+1×27)=3.41>1.2，满足要求③相邻变压器末端短路时的灵敏系数为；最大分支系数：Kfh·max=(XL1+XL2+XL3)/(XL1+XL2)=(27+15+12)/(15+12)=2Klm=Zdz'''/(ZL2+Kfh·maxZL2)==132.8/(12+2×69.4/2)=1.63>1.2，满足要求4.5断路器5距离保护的整定计算和校验4.5.1距离保护І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。取KK'=0.85；Zdz'=KK'ZL2=0.85×12=10.2Ω；(2)动作时限距离保护І段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时限决定，人为延时为零，即t'=0s。4.5.2距离保护П段的整定计算和校验(1)动作阻抗：按下列二个条件选择。①与相邻线路L1的保护的І段配合Zdz''=KK''(ZL2+K'Kfh·minZL1)式中，取K'=0.85,KK''=0.8，Kfh·min为保护7的І段末端发生短路时对保护7而言的最小分支系数。当保护7的І段末端发生短路时，分支系数为：Kfh·min=IL3/IL4=1于是Zdz''=KK''(ZL2+K'Kfh·minZL1)=0.8×(12+0.85×1×15)=19.8Ω；②按躲开相邻变压器低压侧出口短路整定Zdz''=KK''(ZL2+Kfh·minZTB)式中，取KK''=0.8，Kfh·min为保护7的І段末端变压器低压侧出口发生短路时对变压器低压侧出口而言的最小分支系数。当保护7的І段末端发生短路时，分支系数为：Kfh·min=IL3/IL4=0.5于是Zdz''=KK''(ZL3+Kfh·minZL4)=0.7×(12+0.5×69.4)=32.69Ω；取以上二个计算值中最小者为П段整定值，即取Zdz''=19.8Ω；(2)动作时间，与相邻保护7的І段配合，则t4"=t3'+Δt=0.5s它能同时满足与相邻线路L4和变压器保护配合的要求。(3)灵敏性校验：Klm=Zdz''/ZL2=19.8/12=1.65>1.5,满足要求。4.5.3距离保护Ш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,Kh=1.15,KK"'=1.2，If·max=0.1255KAZf·min=0.9Ue/1.732If·max=0.9×115/1.732×0.1255=476.2Ω于是Zdz'''=Zf·min/KK"'KhKzq=476.2/1.2×1.15×1=345Ω(2)动作时间：断路器3的动作时间为：t'''6=t'''dz+Δt=0+0.5=0.5s变压器保护的动作时间为：t'''=t'''dz+Δt=1.5+0.5=2s取其中较长者，于是断路器4的动作时间为：t'''5=t'''5+Δt=2+0.5=2.5s(3)灵敏性校验：1)本线路末端短路时的灵敏系数为：Klm=Zdz'''/ZL2=345/12=28.75>1.5，满足要求2)相邻元件末端短路时的灵敏系数为：①相邻线路L1末端短路时的灵敏系数为；最大分支系数：Kfh·max=1Klm=Zdz'''/(ZL2+Kfh·maxZL4)=345/(12+1×15)=12.78>1.2，满足要求②相邻变压器末端短路时的灵敏系数为；最大分支系数：Kfh·max=(XL1+XL2+XL3)/(XL3+XL2)=(27+15+12)/(15+12)=1.385Klm=Zdz'''/(ZL2+Kfh·maxZL2)==345/(12+1.385×69.4)=3.19>1.2，满足要求4.6断路器6距离保护的整定计算和校验(1)动作阻抗对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定。取KK'=0.85Zdz'=KK'ZL3=0.85×27=22.95Ω；(2)动作时限距离保护І段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时限决定，人为延时为零，即t'=0s。由于断路器6没有下一线路，所以悉路器6就无需进行第П段和第Ш段的整定计算。4.7断路器7距离保护的整定计算和校验4.7.1距离保护І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。取KK'=0.85，Zdz'=KK'ZL4=0.85×7.5=6.375Ω；(2)动作时限距离保护І段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时限决定，人为延时为零，即t'=0s。4.7.2距离保护П段的整定计算和校验(1)动作阻抗：按躲开相邻变压器低压侧出口短路整定Zdz''=KK''(ZL4+Kfh·minZTB)式中，KK''=0.8，Kfh·min为保护7的І段末端变压器低压侧出口发生短路时对变压器低压侧出口而言的最小分支系数。当保护7的І段末端发生短路时，分支系数为：Kfh·min=IL3/IL4=1于是Zdz''=KK''(ZL4+Kfh·minZL4)=0.7×(7.5+1×92.575)=70.05Ω；(2)动作时间，与相邻保护7的І段配合，则t4"=t3'+Δt=0.5s它能同时满足与相邻线路L4和变压器保护配合的要求。(3)灵敏性校验：Klm=Zdz''/ZL2=70.05/7.5=9.34>1.5,满足要求。4.7.3距离保护Ш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,Kh=1.15,KK"'=1.2，If·max=0.0753KAZf·min=0.9Ue/1.732If·max=0.9×115/1.732×0.0753=793.6Ω于是Zdz'''=Zf·min/KK"'KhKzq=793.6/1.2×1.15×1=575Ω(2)动作时间：变压器保护的动作时间为：t'''=t'''dz+Δt=1.5+0.5=2s断路器4的动作时间为：t'''5=t'''5+Δt=2+0.5=2.5s(3)灵敏性校验：①本线路末端短路时的灵敏系数为：Klm=Zdz'''/ZL2=575/7.5=57.5>1.5，满足要求②相邻元件末端短路时的灵敏系数为：最大分支系数：Kfh·max=1Klm=Zdz'''/(ZL4+Kfh·maxZL2)==575/(7.5+1×92.575)=5.75>1.2，满足要求5保护的振动闭锁原理为了提高保护动作的可靠性，在系统没有故障时，一般距离保护一直处于闭锁状态，在系统发生故障时，短时开放距离保护允许保护出口跳闸成为短时开放。若在开放的时间内，阻抗继电器动作，说明故障点位于阻抗继电器的动作范围之内，将故障电路跳开。若在开放的时间内阻抗继电器未动作，则说明故障不再保护区内，重新将保护闭锁。这种震荡闭锁方式的原理框架如图。图5—1通过实现振荡闭锁来完成保护图中启动元件是实现震荡闭锁的关键元件，启动元件和整组复归元件在系统正常运行或因静态稳定被破坏时都不会动作，这是双稳态触发器SW以及单稳态触发器DW都不会动作，保护装置的I段和II段被闭锁，无论阻抗继电器本身是否动作保护都不可能动作跳闸，及不会发生舞动。电力系统发生故障时，故障判断的启动元件立即动作，动作信号经过双稳态触发器SW记忆下来，直至整组复归。SW输出的信号，又经单稳态触发器DW，固定输出时间宽度为Tdw的短脉冲，在Tdw时间内若阻抗判别元件的I段或II段动作，则允许保护无延时或有延时动作。若在Tdw时间没阻抗判别元件的I段或II段没有动作，保护将闭锁直至满足整组复归条件，准备下次开放保护。称为振荡闭锁的开放时间，或称为允许动作时间，它的选择要兼顾两个方面：一是要保证在正向区内故障时，保护І段有足够的时间可靠跳闸，保护П段的测量元件能够可靠启动并实现自保持，因而时间不能太短，一般不应小于0.1s；二是要保证在向区外故障引起振荡时，测量阻抗不会在故障后的时间内进入动作区，因而时间又不能太长，一般不应大于0.3s。所以，通常情况下取＝0.1~0.3s，现代数字保护中，开放时间一般取0.15s左右。整组复归元件在故障或振荡消失后再经过一个延时动作，将SW复原，它与启动元件、SW配合，保证在整个一次故障过程中，保护只开放一次。但是对于先振荡后故障，保护也将被闭锁，尚需要有再故障判别元件。启动元件用来完成系统是否发生短路的判断，它仅需要判断系统是否发生了短路，而不需要判断短路的远近和方向，对它的要求是灵敏度高、动作速度快，系统振荡时不误动作。目前距离保护中应用的故障判别元件，主要有反应电压、电流中负序或零序分量的判断元件和反应电