繼電保護(hù)課程設(shè)計_線路距離保護(hù)原理與計算原則

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計題 目： 距離保護(hù)專 業(yè)： 電氣工程及其自動化班 級：姓 名：學(xué) 號：2017年6月13日1設(shè)計原始資料1.1具體題目如下圖1.1所示網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)參數(shù)為:Lbc?KrelKreE 115 ；3kV、Xg2 10Q、50 km、0.8 ,1.15，屮G1G2G3Lcd 30 km、 LdeI BC max=0.5s。試對線路L1、L2、300XG3 10Q 丄140(1 3%)30 km，線路阻抗0.4 /I CD max 200送 L3 上L1 I8圖1.1電力系統(tǒng)示意圖L3進(jìn)行距離保護(hù)的設(shè)計。I CE max41.2 km、km，15040 km，K?K山relrel0

2、.85，Kss1.5 ,1.2要完成的內(nèi)容本文要完成的內(nèi)容是對線路的距離保護(hù)原理和計算原則的簡述，并對線路各參數(shù)進(jìn)行分析及對保護(hù)3和5進(jìn)行距離保護(hù)的具體整定計算并注意有關(guān)細(xì)節(jié)。2分析要設(shè)計的課題內(nèi)容2.1設(shè)計規(guī)程根據(jù)繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，一般情況下，對動作于跳閘的繼電保護(hù)在技術(shù)上應(yīng)滿足四個基本要求：選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。這幾 性”之間,緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一，按照電力系統(tǒng)運行的具體情況配置、配合、整定2.2本設(shè)計的保護(hù)配置主保護(hù)配置距離保護(hù)I段和距離保護(hù)U段構(gòu)成距離保護(hù)的主保護(hù)。（1）距離保護(hù)的I段圖2.1距離保護(hù)網(wǎng)絡(luò)接線圖瞬時動作，ti是保護(hù)本身的固有動作時間。保護(hù)1的

3、整定值應(yīng)滿足：Zsetl Zab考慮到阻抗繼電器和電流、電壓互感器的誤差，引入可靠系數(shù) 心1 （一般取0.8-0.85）,則Zs；t1K 1 Zrel AB同理，保護(hù)2的I段整定值為:乙；t2KrelZBC距離n段整定值的選擇和限時電流速斷相似，即應(yīng)使其不超出下一條線路距離 I段的保護(hù)范圍，同時帶有高出一個t的時限，以保證選擇性，例如在圖2.1中，當(dāng)保護(hù)2第I段末 端短路時，保護(hù)1的測量阻抗為:Z mZABZset 2引入可靠系數(shù)Krei （一般取0.8），貝M呆護(hù)1的n段的整定阻抗為：Zs?e?.1 = K；i（Zab + Zs；t.2）= 0.8 Zab + （0.80.85）Zbc222

4、后備保護(hù)配置為了作為相鄰線路的保護(hù)裝置和斷路器拒絕動作的后備保護(hù)，同時也作為距離I段與距離U段的后備保護(hù)，還應(yīng)該裝設(shè)距離保護(hù)第 川段。距離川段：整定值與過電流保護(hù)相似，其啟動阻抗要按躲開正常運行時的負(fù)荷阻 抗來選擇，動作時限還按照階梯時限特性來選擇，并使其比距離川段保護(hù)范圍內(nèi)其他 各保護(hù)的最大動作時限高出一個 to3保護(hù)配合的整定3.1 QF3距離保護(hù)的整定與校驗3.1.1 QF3距離保護(hù)第I段整定(1) QF3的I段的整定阻抗為? ?Zset.3 = Kre|LBcZ11.2 60 0.428.8(3.1)(2) 動作時間tI 0s (第I段實際動作時間為保護(hù)裝置固有的動作時間)3.1.2

5、QF3距離保護(hù)第U段整定(1)與相鄰線路Lc d距離保護(hù)I段相配合，QF3的U段的整定阻抗為：? ? ?Zset.3 二 Kre?(LBcZ1+Zset.2)= 0.8 (50 0.4+10.2) = 24.16Q (3.2)(3.3)Zset.2 = KrelLCD z, = 0.85 0.4 30 = 10.2 Q(2) 靈敏度校驗距離保護(hù)U段，應(yīng)能保護(hù)線路的全長，本線路末端短路時，應(yīng)有足夠的靈敏度?Ksen 二玉二 24.16 =1.208<1.25ZBC50 0.4即滿足靈敏度Ksen1.25的要求。距離保護(hù)3的U段應(yīng)改為與相鄰線路的U段配合。? ? ?Zset.2 二 KreN

6、wLcD + KbLde) = 0.8 (0.4 30 + 0.85 0.4 20) = 15.04 Q (3.4)?Ksen1.7521.25Zbc Zset.2 = 20 15.04ZZC20即滿足靈敏度Ksen 1.25的要求。動作時間，與相鄰線路Lc d距離I段保護(hù)配合，則? ?t"= f + At = 0.5 s3.1.3 QF3距離保護(hù)第川段整定算。(1)整定阻抗：按躲開被保護(hù)線路在正常運行條件下的最小負(fù)荷阻抗Zst.3ZK山Lmin relU 1min190.53 0.851.15 1.5=93.88QLminLmax0.9 110.3 0.3=190.53 QZLmi

7、n來整定計(3.5)(3.6)其中,K；i = 0.85 , Kre = 1.15 , Kss = 1.5。(2)靈敏度校驗距離保護(hù)川段，即作為本線路I、U段保護(hù)的近后備保護(hù)，又作為相鄰下級線路 的遠(yuǎn)后備保護(hù)，靈敏度應(yīng)分別進(jìn)行校驗。作為近后備保護(hù)時，按本線路末端短路進(jìn)行校驗，計算式為:Zbc93.8850 0.4= 4.69 >1.5即滿足靈敏度Ksen 1.5的要求作為遠(yuǎn)后備保護(hù)時，按相鄰線路末端短路進(jìn)行校驗，計算式為:Zs393.88 cccKsen = 逐=2.93> 1.2Zbc+Zcd20+12即滿足靈敏度Ksen 1.2的要求。(3) 動作延時= t1m +2 At =

8、1.5 s3.2 QF5距離保護(hù)的整定與校驗3.2.1 QF5距離保護(hù)第I段整定(1) 線路L3的I段的整定阻抗為：Z：5 二 K；丄3乙=0.85 40 0.4 = 13.6Q(3.7)(2) 動作時間t1 0s (第I段實際動作時間為保護(hù)裝置固有的動作時間)3.2.2 QF5距離保護(hù)第U段整定(1)與相鄰線路Lb c距離保護(hù)I段相配合，線路L3的U段的整定阻抗為：? ? ?、 一 亠、Zset.5 = K?l(L3Z1 + Kb.minZset.2)= 0.8 (40 0.4 + 2.03 17) = 40.41 Q(3.8)(3.9)(3.10)(3.11)Zset.2 = KrelLB

9、Cz, = 0.85 50 0.4 = 17 Q其中,Zl1 16.48 , Zl3 16 Q , Zbc 20 Q oI3I16 IZl3 Zl1 16 16.48Kb.min 丨 V2.03I 3ZL316ZL1I1圖3.2等效電路圖(2)靈敏度校驗距離保護(hù)U段，應(yīng)能保護(hù)線路的全長，本線路末端短路時，應(yīng)有足夠的靈敏度?Ksen =嚴(yán)40 41=.=2.53 >1.2540 0.4即滿足靈敏度Ksen 1.25的要求。動作時間:與相鄰線路Lb c距離I段保護(hù)配合，則?It =t + At = 0.5s323 QF5距離保護(hù)第川段整定(1)整定阻抗：按躲開被保護(hù)線路在正常運行條件下的最小

10、負(fù)荷阻抗ZLmin來整(3.12)Z：ZLmin Krel = 190.53 0.85 = 93.88QKreKss1.15 1.5ZLmin = ULmn = 0.9一110 = 190.53 Q(3.13)1 Lmaxv3 0.3其中，Kr； = 0.85 , Kre 1.15 , Kss 1.5。(2)靈敏度校驗距離保護(hù)川段，即作為本線路I、u段保護(hù)的近后備保護(hù)，又作為相鄰下級線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)，靈敏度應(yīng)分別進(jìn)行校驗。作為近后備保護(hù)時，按本線路末端短路進(jìn)行校驗，計算式為:Zt593.88Ksen= s =5.87 >1.5ZL340 0.4即滿足靈敏度Ksen 1.5的要求作為遠(yuǎn)后備

11、保護(hù)時，按相鄰線路末端短路進(jìn)行校驗，計算式為:Ksen =爲(wèi).5=93.88=1.66>1.2Zl3 + Kb.maxZBC16 + 2.03 20即滿足靈敏度Ksen1.2的要求。(3)動作延時丄山丄山t5 =t1 +3At = 2s4繼電保護(hù)設(shè)備選擇4.1互感器的選擇電流互感器的選擇根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓、最大工作電流和安裝地點要求，選型號為LCWB6-110W2屋外型電流互感器。電壓互感器的選擇根據(jù)電壓等級選型號為 YDR-110的電壓互感器。4.2時間繼電器的選擇根據(jù)題目要求時間繼電器選 AC220V、嵌入式、限時動作的繼電器，則其型號為H3CR-G8EL。5二次展開原理

12、圖的繪制5.1絕對值比較原理的實現(xiàn)絕對值比較的一般動作 A表達(dá)式如式|Za|Zb所示。絕對值比較式的阻抗元件，既可以用阻抗比較的方式實現(xiàn)，也可以用電壓比較的方式實現(xiàn)。Ub |Ua|(5.1)式(5-1)稱為電壓形式的絕對值比較方程，電路圖如圖5.1所示。5.2保護(hù)跳閘回路三段式距離保護(hù)主要由測量回路、起動回路和邏輯回路三部分組成，啟動回路、 測量回路、邏輯回路，如圖5.2所示起動回路主要由起動元件組成，起動元件可由電流繼電器、阻抗繼電器、負(fù)序電 流繼電器或負(fù)序零序電流增量繼電器構(gòu)成。測量回路的I段和U段，由公用阻抗繼電器1、2ZKJ組成，而第川段由測量阻抗繼電器3ZKJ組成。測量回路是測量短路點到保護(hù)安裝處的距離,用以判斷故障處于那 一段保護(hù)范圍。邏輯回路主要由門電路和時間電路組成 。與門電路包括與門Y、丫2、或門H和禁 止門JZ,用以分析判斷是否應(yīng)該跳閘。5.3原理接線圖KT為時間繼電器,KS為信號繼電器,KZ為阻抗繼電器，TA為電流互感器,如圖5.3