110kV輸電線路距離保護(hù)

1、繼電保護(hù)原理課程設(shè)計(jì)題目名稱：110KV輸電線路距離保護(hù)設(shè)計(jì)系別：物理與電氣工程系專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào)：姓 名：指導(dǎo)老師：日 期：繼電保護(hù)原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書原始資料:如下圖所示網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)參數(shù)為:E115/3kV, XG1 15 , XG2 10, XG3 10 , L1 44 km, L3 40km , tIII =,1KJ I1KJ 11KJ 111791/Kb.max = LBc 50km , Lc D 30km, Lde 20km,線路阻抗 0.4 /km, 匕 0.85, K：0.8,Krel 1.15, IA Bmax300A, IC Dmax200A, ID Emax 1

2、50A , Kss 1.5,Kre1.2,i eia b maxcd maxd e maxssi e,Kb.max 2.32, t；0.5s o對(duì)線路L1、L3進(jìn)行距離保護(hù)的設(shè)計(jì)。（對(duì)2、9處進(jìn)行保護(hù)設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)要求：本文要完成的內(nèi)容是對(duì)線路的距離保護(hù)原理分析及整定計(jì)算，并根據(jù)分析和整定結(jié)果，合 理的選擇繼電保護(hù)設(shè)備設(shè)備，并選擇正確的安裝方式，以確保安裝設(shè)備安全、可靠地運(yùn)行。主要參考資料：1楊啟遜主編.微機(jī)型繼電保護(hù)基礎(chǔ)M.北京:中國電力出版社，2009.2賀家李主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理M.北京:中國電力出版社，2010.3張保會(huì)主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)M.北京:中國電力出版社,2005.4傅知

3、蘭.電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算M.北京：中國電力出版社，2004.5姚春球.發(fā)電廠電氣部分M.中國電力出版社，2007.6孫麗華.電力工程基礎(chǔ).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1 設(shè)計(jì)原始資料0題目 0設(shè)計(jì)要求 02 繼電保護(hù)方案設(shè)計(jì)0主保護(hù)配置0后備保護(hù)配置13 保護(hù)的配合及整定計(jì)算1.保護(hù)2 處距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)1.保護(hù)9 處距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)3.4 二次展開圖的繪制 5保護(hù)測(cè)量電路5絕對(duì)值比較原理的實(shí)現(xiàn)5.相位比較原理的實(shí)現(xiàn)6.保護(hù)跳閘回路75 總結(jié) 8參考文獻(xiàn) 91設(shè)計(jì)原始資料題目如圖1-1所示網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)參數(shù)為:E115/kV , XG1 15 , XG2 10Kb.max = LB C

4、50km , LC D 30km , LD E 20kmCDDE，Xg3 10,線路阻抗0.4L1 44 km, / km ， K；lL3 40km , t：二,0.85, K： 0.8,Krel 1.15,1A Bmax 300A ,1c D max 200A ,a b maxC D maxI D Emax 150A,Kss 1.5Kre 1.2 ,Kbmax 2.32b. maxt：0.5s o對(duì)線路L1、L3進(jìn)行距離保護(hù)的設(shè)計(jì)（對(duì)2、9處進(jìn)行保護(hù)設(shè)計(jì)）0圖1-1 110kV網(wǎng)絡(luò)接線圖設(shè)計(jì)要求本文要完成的內(nèi)容是對(duì)線路的距離保護(hù)原理分析及整定計(jì)算，并根據(jù)分析和整定結(jié)果，合 理的選擇繼電保護(hù)設(shè)

5、備設(shè)備，并選擇正確的安裝方式，以確保安裝設(shè)備安全、可靠地運(yùn)行。2繼電保護(hù)方案設(shè)計(jì)主保護(hù)配置，如圖2-1為距離保護(hù)網(wǎng)絡(luò)接線圖距離保護(hù)I段和距離保護(hù)n段構(gòu)成距離保護(hù)的主保護(hù) 距離保護(hù)的I段ABC圖2-1距離保護(hù)網(wǎng)絡(luò)接線圖瞬時(shí)動(dòng)作，t1是保護(hù)本身的固有動(dòng)作時(shí)間。保護(hù)1的整定值應(yīng)滿足：Zin Zab考慮到阻抗繼電器和電流、電壓互感器的誤差，引入sei.可靠系數(shù)Krei （一般取，則Z1 K1 Z乙 set.1rel 乙 AB同理，保護(hù)2的I段整定值為ZSet.2 KeiZBC如此整定后，距離I段就只能保護(hù)線路全長(zhǎng)的80%90%,這是一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)。為了切除本線路末端10%20%范圍以內(nèi)的故障，就需要設(shè)

6、置距離保護(hù)第R段。距離R段整定值的選擇和限時(shí)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3時(shí)帶有高出一個(gè)t的時(shí)限，以保證選擇性，當(dāng)保護(hù)2第I段末端短路時(shí)，保護(hù)1的測(cè)量阻抗為乙 Zab ZSet.1引入可靠系數(shù) Krel （一般取，則保護(hù)1的R段的整定阻抗為ZSet.1 KINab ZSet.2）0.8Zab （0.80.85）Zbc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(dòng)作的后備保護(hù)，同時(shí)也作為距離 I段與距離 II段的后備保護(hù)，還應(yīng)該裝設(shè)距離保護(hù)第III段。距離III段：整定值與過電流保護(hù)相似，具啟動(dòng)阻抗要按躲開正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷阻抗來選擇， 動(dòng)作時(shí)限還按照階梯時(shí)限

7、特性來選擇， 并使其比距離III段保護(hù)范圍內(nèi)其他各保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí) 限高出一個(gè)t o3保護(hù)的配合及整定計(jì)算保護(hù)2處距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)(1) 2處的I段的整定阻抗為zSet K】Lc DZ10.85 30 0.4 10.2(2)動(dòng)作時(shí)間tI0s (第I段實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置固有的動(dòng)作時(shí)間)。2、保護(hù)2處距離保護(hù)II段整定(1)與相鄰線路Ld-E距離保護(hù)I段相配合,線路的II段的整定zset Krel(LCDz1 Krelz1LD E) 0.8 (30 0.4 0.85 20 。 15.04(2)靈敏度校驗(yàn)距離保護(hù)II段，應(yīng)能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，本線路末端短路時(shí)，應(yīng)有足夠的靈敏度?？紤]到各 種誤差

8、因素，要求靈敏系數(shù)應(yīng)滿足Ksen 1.25KsenzII1.253ZlCd滿足要求(3)動(dòng)作時(shí)間，與相鄰線路Ld_e距離I段保護(hù)配合，則,II, Ittt 0.5s它能同時(shí)滿足與相鄰保護(hù)以及與相鄰變壓器保護(hù)配合的要求。3、保護(hù)2處距離保護(hù)III段整定(1)所以有整定阻抗：按躲開被保護(hù)線路在正常運(yùn)行條件下的最小負(fù)荷阻抗Zl min來整定計(jì)算的,zS：ZL.minKreiKreKssZl. minU 1minI L max0.9 110X 285.79.3 0.2已知K rel 1.15Kre 1.2, Kss zset1.5,帶入公式可得空51 138.061.15 1.2 1.5(2)靈敏度校

9、驗(yàn)距離保護(hù)III段，即作為本線路I、II段保護(hù)的近后備保護(hù)，又作為相鄰下級(jí)線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)，靈敏度應(yīng)分別進(jìn)行校驗(yàn)。KsenZIII 小11.51Zl1作為近后備保護(hù)時(shí)，按本線路末端短路進(jìn)行校驗(yàn)，計(jì)算式為滿足要求作為遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，按相鄰線路末端短路進(jìn)行校驗(yàn)，計(jì)算式為1/zse138.06K sen T """"" TZlZd E 30 0.4 20 0.4C D6.93滿足要求(3)動(dòng)作時(shí)間+ IIIt IIIt2t1t 1s保護(hù)9處距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)1、保護(hù)9處距離保護(hù)第I段整定(1)線路L1的I段的整定阻抗為zSetK；elL1Z10.85

10、 440.4 14.96(2)動(dòng)作時(shí)間tI 0s (第I段實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置固有的動(dòng)作時(shí)間)2、保護(hù)9處距離保護(hù)第II段整定(1)與相鄰線路Lbc距離保護(hù)I段相配合考慮到分支系數(shù) 定阻抗為Kbr的影響，線路L1的II段的整zSIet 4(馬MiLbc)乙 0.4 44 17.6 ,Z3z1L30.4 40 160.5IbcI _I 16 IAB 乙 Z3 BC 17.6 16 BCI BC I BC oKbr ；2I AB 0.5I bc于是 Zset0.8 (17.6 2 0.4 50) 46.08(2)靈敏度校驗(yàn)距離保護(hù)II段，應(yīng)能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，本線路末端短路時(shí)，應(yīng)有足夠的靈敏度。K

11、 senzS：44.08“32.50ZL1 44 0.4滿足要求 動(dòng)作時(shí)間，與相鄰線路Lbc距離II段保護(hù)配合，則,II , I t t t 0.5s它能同時(shí)滿足與相鄰保護(hù)以及與相鄰變壓器保護(hù)配合的要求。(1)整定阻抗：按躲開被保護(hù)線路在正常運(yùn)行條件下的最小負(fù)荷阻抗ZLmin來整定計(jì)算的,所以有7 IIIZ L.minZ setse K K Krel re ss0.9 110一 190.53 0.3_U 1 minZLminI Lmax其中Krei1.15, Kre 1.2Kss1.5于是可得zseIt190.531.15 1.2 1.592.04(2)靈敏度校驗(yàn)II段保護(hù)的近后備保護(hù)，又作為

12、相鄰下級(jí)線路的遠(yuǎn)后備距離保護(hù)III段，即作為本線路I、 保護(hù)，靈敏度應(yīng)分別進(jìn)行校驗(yàn)。作為近后備保護(hù)時(shí),按本線路末端短路進(jìn)行校驗(yàn)，計(jì)算式為K 理 92.04Ksen4.36Zl1 52.8 0.4滿足要求作為遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí),按相鄰線路末端短路進(jìn)行校驗(yàn)，計(jì)算式為KsenzS：Zli Kb.maxZBC92.04 1.36 21.12 2.32 20滿足要求(3)動(dòng)作時(shí)間4、三段式電流接線原理圖如圖III III Qt9 t133-1所小。t 2s圖3-1三段式電流接線原理圖4二次展開圖的繪制保護(hù)測(cè)量電路對(duì)于動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)功能來說，最為重要的是判斷出故障處于規(guī)定的保護(hù)區(qū)內(nèi)還是 保護(hù)區(qū)外，至于區(qū)內(nèi)

13、或區(qū)外的具體位置，一般并不需要確切的知道?？梢杂脙煞N方法來實(shí)現(xiàn)距 離保護(hù)。一種是首先精確地測(cè)量出 Zm,然后再將它與事先確定的動(dòng)作進(jìn)行比較。當(dāng) Zm落在動(dòng) 作區(qū)之內(nèi)時(shí)，判為區(qū)內(nèi)故障，給出動(dòng)作信號(hào)；當(dāng) Zm落在動(dòng)作區(qū)之外時(shí)，繼電器不動(dòng)作。另一種 方法不需要精確的測(cè)出Zm,只需間接地判斷它是處在動(dòng)作邊界之外還是處在動(dòng)作邊界之內(nèi)，即 可確定繼電器動(dòng)作或不動(dòng)作。絕對(duì)值比較原理的實(shí)現(xiàn)如前所述，絕對(duì)值比較的一般動(dòng)作表達(dá)式如式|Zb| Za所示。絕對(duì)值比較式的阻抗元件， 既可以用阻抗比較的方式實(shí)現(xiàn)，也可以用電壓比較的方式實(shí)現(xiàn)。該式兩端同乘以測(cè)量電流Im,并令I(lǐng)mZA Ua, ImZB Ub ,則絕對(duì)值比較的

14、動(dòng)作條件又可以 表示為Ub Ua稱為電壓形式的絕對(duì)值比較方程。電路圖如圖4-1所示。CTPT圖4-1絕對(duì)值比較的電壓形成相位比較原理的實(shí)現(xiàn)相位比較原理的阻抗元件動(dòng)作條件的一般表達(dá)式如式900的動(dòng)作條件可以表示為Zc argZd900所示，相位比較900U C 0arg 90UD稱為電壓形式相位比較方程。電路圖如圖4-2所示。圖4-2相位比較保護(hù)跳閘回路三段式距離保護(hù)主要由測(cè)量回路、起動(dòng)回路和邏輯回路三部分組成，電路如圖4-3所示。(1)起動(dòng)回路起動(dòng)回路主要由起動(dòng)元件組成，起動(dòng)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。正常運(yùn)行時(shí)，整套保護(hù)處于未起動(dòng)狀態(tài)，即使測(cè)

15、量元件動(dòng)作 也不會(huì)產(chǎn)生誤跳閘。起動(dòng)部分用來在短路時(shí)起動(dòng)整套保護(hù)，即解除閉鎖，允許 1、2ZJK和3ZJK 通過與門Y和去跳閘。起動(dòng)部分啟動(dòng)后，起動(dòng)時(shí)間電路 Ti ,在時(shí)間內(nèi)(開放時(shí)間內(nèi))允許距 離I段跳閘。超過時(shí)Ti動(dòng)作，一方面通過禁止門JZ閉鎖距離I段，另一方面起動(dòng)切換繼電器， 對(duì)于各段或各相有公用阻抗繼電器的距離保護(hù)裝置，進(jìn)行段別或相別切換。(2)測(cè)量回路測(cè)量回路的I段和II段，由公用阻抗繼電器1、2ZJK組成，而第III段由測(cè)量阻抗繼電器 3ZJK組成。測(cè)量回路是測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，用以判斷故障處于哪一段保護(hù)范圍。(3)邏輯回路邏輯回路主要由門電路和時(shí)間電路組成。與門電路包括與

16、門丫、Y2、或門H和禁止門JZ,用以分析判斷是否應(yīng)該跳閘。圖4-3保護(hù)跳閘回路5 總結(jié)通過繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)，本人從中學(xué)到了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。對(duì)距離保護(hù)設(shè)計(jì)的過程有了一個(gè)很大程度了解，對(duì)設(shè)計(jì)的思路、基本方法、步驟有了深刻的認(rèn)識(shí)。為以后的工作打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過這次設(shè)計(jì)，本人深刻的認(rèn)識(shí)到了，理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合是學(xué)習(xí)中相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，只有這樣才能提高自己的實(shí)際操作能力，并且從中培養(yǎng)自己的獨(dú)立思考。參考文獻(xiàn)1 楊啟遜主編.微機(jī)型繼電保護(hù)基礎(chǔ)M. 北京 :中國電力出版社 ,2009.2 賀家李主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理M. 北京 :中國電力出版社,2010.3 張保會(huì)主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)M. 北京 : 中國電力出版社,2005.4 傅知蘭 . 電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算M. 北京：中國電力出版社， 2004.5 姚春球 . 發(fā)電廠電氣部分M. 中國電力出版社， 2007.6 孫麗華 .電力工程基礎(chǔ).北京 .機(jī)械工業(yè)出版社.繼電保護(hù)原理課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)表課程名稱繼電保護(hù)原理課程設(shè)計(jì)題目名稱110KV輸電線路距離保護(hù)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名蘇媛媛學(xué)號(hào)B38幅J M職稱教師在舁 廳P評(píng)價(jià)項(xiàng)目指標(biāo)滿分評(píng)分1工作量、工作態(tài) 度和出勤率按期圓滿的完成了規(guī)定的任務(wù)，難易程度 和工作量符合教學(xué)要求，工作努力，