个人资料整理仅限学习使用电力系统继电保护课程设计专业： 电气工程及其自动化班级：电气 093 姓名：李军元学号： 200909229 指导教师： 王秀华兰州交通大学自动化与电气工程学院2018 年 7 月 7 日指导教师评语平时报告修改总成绩精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用1 设计原始资料1.1 具体题目如下图所示网络，系统参数为: kV,、，km、km ，km 、km 、km ， 线 路 阻 抗km,、，A 、A 、A，、。G1G2G39845123ABCDEL1L3试对线路 L1、L3 进行距离保护的设计。1.2要完成的内容本文要完成的内容是对线路的距离保护原理和计算原则的简述，并对线路各参数进行分析及对线路L1、L3 进行距离保护的具体整定计算并注意有关细节。距离保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。2 分析要设计的课题内容2.1 本设计的保护配置2.1.1 主保护配置距离保护段和距离保护段构成距离保护的主保护。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用2.1.2 后备保护配置为了作为相邻线路的保护装置和断路器拒绝动作的后备保护，同时也作为距离段与距离段的后备保护，还应该装设距离保护第段。3 保护的配合及整定计算3.1保护 3 的距离保护的整定与校验3.1.1 保护 3距离保护 I 段整定无延时速断，只反应本线路故障，下级线路出口发生短路故障时，应可靠不动作。(1保护 3 的 I 段的整定阻抗为(3.1 =1/1.2500.4 =16.7式中，保护 2 距离 I 段的整定阻抗；被保护线路 C-D的长度；被保护线路单位长度的阻抗；可靠系数；(2动作时间3.1.2 保护 3距离保护段整定距离保护段的整定阻抗，有两个整定原则，以下按(1与相邻线路距离保护I 段相配合，保护 3的段的整定阻抗为(3.2此时灵敏度校验精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用距离保护段，应能保护线路的全长，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满足要求(3动作时间，与相邻保护2 的 I 段保护配合，则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。3.1.3保护 3距离保护段整定(1整定阻抗(3.3(3.4(2灵敏度校验距离保护段，即作为本线路I 、段保护的近后备保护，又作为相邻下级线路的远后备保护，灵敏度应分别进行校验。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，计算式为不满足要求3.2 保护 9 的整定与校验3.2.1 保护 9 距离保护 I 段整定无延时速断，只反应本线路故障，下级线路出口发生短路故障时，应可靠不动作。(1保护 9 的 I 段的整定阻抗为 (3.5 =1/1.2 40 0.4=13.3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用式中，距离 I 段的整定阻抗；被保护线路 L3的长度；被保护线路单位长度的阻抗；可靠系数；(2动作时间与相邻下级线路距离保护3 的 I 段相配合，保护 9的段的整定阻抗为(3.6 线路对线路 L3的最小分支系数，其求法如下:(3.7 此时，应取电源G3的最大运行方式下的等值阻抗XG3。min，而取电源 G2和 G1的最小运行方式下的等值阻抗XG1。max和 XG2。max。于是(2与相邻下级线路距离保护4 的 I 段相配合，保护9的段的整定阻抗为取以上两个计算值中较小者为二段整定值，即取(3灵敏度校验距离保护 II段，应能保护线路的全长，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满足要求(4动作时间，与相邻线路距离 I 段保护配合，则精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用3.2.3 保护 9距离保护段整定(1按与相邻下级线路距离保护3 的段相配合，保护9的段的整定阻抗为其中，(2灵敏度校验距离保护段，即作为本线路I 、段保护的近后备保护，又作为相邻下级线路的远后备保护，灵敏度应分别进行校验。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，计算式为不满足要求其中，此时，应取电源 G3的最小运行方式下的等值阻抗XG3。max，而取电源 G2和 G1的最大运行方式下的等值阻抗XG1。min和 XG2。min。(3动作时间为4 继电保护设备的选择4.1 互感器的选择4.1.1 电流互感器的选择选型号为 LCWB6-110W2 屋外型电流互感器。4.1.2 电压互感器的选择根据电压等级选型号为为YDR-110 的电压互感器。4.2 继电器的选择选用继电器：继电器的主要技术性能，如触点负荷，动作时间参数，机械和电精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用气寿命等，应满足整机系统的要求；继电器的结构型式(包括安装方式 与外形尺寸应能适合使用条件的需要；经济合理。5 二次展开原理图的绘制5.1保护测量电路可以用两种方法来实现距离保护。一种是首先精确地测量出，然后再将它与事先确定的动作进行比较。当落在动作区之内时，判为区内故障，给出动作信号；当落在动作区之外时，继电器不动作。另一种方法不需要精确的测出，只需间接地判断它是处在动作边界之外还是处在动作边界之内，即可确定继电器动作或不动作。5.1.1绝对值比较原理的实现绝对值比较的一般动作表达式如式所示，绝对值比较式的阻抗元件，既可以用阻抗比较的方式实现，也可以用电压比较的方式实现。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(5.1 式 5.1称为电压形式的绝对值比较方程。电路图如图5.1所示。CTPTRmIK15.0mIK15.0muUKAUBU绝对值比较回路图 5.1 绝对值比较的电压形成5.1.2 相位比较原理的实现相位比较原理的阻抗元件动作条件的一般表达式如式所示，相精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用角表达式的分子、分母同乘以，并令，则相位比较的动作条件又可以表示为(5.2 式 5.2称为电压形式相位比较方程, 电路图如图 5.2所示。CTPTRmIK1muUKCUDU绝对值比较回路muUK图 5.2 相位比较的电压形成5.2 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5.3所示。I20.1s/0T1QHJ1XJ2XJ3XJ&T2T31、2ZKJ3ZKJ&Y1Y2H1、JZ图 5.3 保护跳闸回路5.2.1 起动回路起动回路主要由起动元件组成，起动元件可由电流继电器、阻抗继电器、负序电流继电器或负序零序电流增量继电器构成。实践证明，负序零序电流增量继电器动作可靠、灵敏度高，同时还可兼起断线闭锁保护作用。正常运行时，整套保护处于未起精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用动状态，即使测量元件动作也不会产生误跳闸。起动部分用来在短路时起动整套保护，即解除闭锁，允许1、和通过与门和去跳闸。起动部分启动后，起动时间电路，在 0.1s 时间内 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。(2 距离 I 段是瞬时动作的，但是它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。在220kV 及以上电压的网络中，这有时候不能满足电力系统稳定运行的要求，因而，不能作为主保护来应用。(3 由于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，其它两段受到的影响也比较小，因此，保护范围比较稳定。(4由于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，因此接线复杂，可靠性比电流保护低，这也是它的主要缺点。参考文献1 谭秀炳编 . 铁路电力与牵引供电系统继电保护M. 成都：西南交通大学出版社，2006. 2 李俊年主编 . 电力系统继电保护M. 北京：中国电力出版社，1993. 3 尹项根主著 . 电力系统继电保护原理与应用M. 武汉：华中科技大学出版社，2004. 5 张保会主编 . 电力系统继电保护M. 北京：中国电力出版社，2005.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页