繼電距離保護(hù)課程設(shè)計(jì)

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)平時(shí)（30）修改（40）報(bào)告（30）總成績(jī)專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：電氣091姓 名：XXX學(xué)號(hào)：2009090XX指導(dǎo)教師：XXX蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院2012年7月7日1保護(hù)配置設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)題目,Li = L2 = 60 km, L3 = 40 km,如圖1.1所示網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)參數(shù)為：E：護(hù)= 115. 3kV, Xg1 =15門(mén)，Xg2=10，Xg3=109 / 8LB _c = 50 km,LC jd =300.4/ km, Krel =1.2, Krei 二 K 冋km.-1.15 ,LD _E- 30km.I B _Cmax = 3

2、00A,1 C _Dmax=200 A, I c_Emax = 150 A,K ss = 1.5 , K re = 0.85E試對(duì)5處和2處進(jìn)行距離保護(hù)地設(shè)計(jì).1.2設(shè)計(jì)規(guī)程110kV雙側(cè)電源線(xiàn)路符合下列條件時(shí)，應(yīng)裝設(shè)一套全線(xiàn)速動(dòng)保護(hù).(1) 根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求有必要時(shí)；(2) 線(xiàn)路發(fā)生三相短路時(shí)，如使發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用母線(xiàn)電壓低于允許值一般為(60%®定電壓),且其他保護(hù)不能無(wú)時(shí)限和有選擇地切斷短路時(shí)；(3) 如電力網(wǎng)地某些線(xiàn)路采用全線(xiàn)速動(dòng)保護(hù)后，不僅改善本線(xiàn)路保護(hù)性能，而且能夠 改善整個(gè)電網(wǎng)保護(hù)性能.110kV單側(cè)電源線(xiàn)路要求(1) 裝設(shè)階段式相電流和零序電流保護(hù)，作為相間和接地故障地保護(hù)

3、；(2) 若相間和接地故障地保護(hù)不能滿(mǎn)足要求，則裝設(shè)階段式相間和接地距離保護(hù)，并輔之用于切斷經(jīng)電阻接地故障地一段零序電流保護(hù).(3) 應(yīng)根據(jù)審定地電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)或?qū)彾ǖ叵到y(tǒng)接線(xiàn)圖及要求進(jìn)行繼電保護(hù)和安全自 動(dòng)裝置地操作.1.3保護(hù)配置1.3.1主保護(hù)配置距離保護(hù)地主保護(hù)是距離保護(hù)I段和距離保護(hù)II段(1) 距離保護(hù)第I段距離保護(hù)地第I段是瞬時(shí)動(dòng)作地，是保護(hù)本身地固有動(dòng)作時(shí)間以保護(hù)5為例，其第I 段保護(hù)本應(yīng)保護(hù)線(xiàn)路A-B全長(zhǎng),即保護(hù)范圍為全長(zhǎng)地100%,當(dāng)線(xiàn)路B-C出口處短路時(shí), 保護(hù)3第I段不應(yīng)動(dòng)作，為此，其整定阻抗，必須躲開(kāi)這一點(diǎn)短路時(shí)所測(cè)量到地阻抗 Zab, 即 Zset5< Z AB

4、 .距離保護(hù)第II段距離II段地整定阻抗Zset，一般按躲開(kāi)相鄰線(xiàn)路B處地距離保護(hù)裝置I段保護(hù)范圍 末端短路來(lái)整定，距離I段與II段聯(lián)合工作構(gòu)成本線(xiàn)路地主保護(hù)1.3.2后備保護(hù)配置距離保護(hù)第III段，裝設(shè)距離保護(hù)第III段是為了作為相鄰線(xiàn)路保護(hù)裝置和斷路器拒絕 動(dòng)作地后備保護(hù)，同時(shí)也作為I、II段地后備保護(hù)對(duì)距離III段整定值地考慮是與過(guò)電流保護(hù)相似地，其啟動(dòng)阻抗要按躲開(kāi)正常運(yùn)行時(shí) 地最小負(fù)荷阻抗來(lái)選擇，而動(dòng)作時(shí)限應(yīng)使其比距離III段保護(hù)范圍內(nèi)其他各保護(hù)地最大動(dòng) 作時(shí)限高出一個(gè)-t.2保護(hù)配合地整定計(jì)算2.1線(xiàn)路L3距離保護(hù)地整定與校驗(yàn)2.1.1線(xiàn)路L,距離保護(hù)第I段整定(1) 線(xiàn)路L3地I段

5、地整定阻抗為Zset5 K rel L3Z= 0.4 0.85 40 =192其中，Z；et5是距離I段地整定阻抗；L3是被保護(hù)線(xiàn)路L3地長(zhǎng)度；z是被保護(hù)線(xiàn)路單位長(zhǎng)度地阻抗；Krel是可靠系數(shù)；動(dòng)作時(shí)間t1 =0s (第I段實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置固有地動(dòng)作時(shí)間)2.1.2線(xiàn)路L3距離保護(hù)第II段整定(1)與相鄰線(xiàn)路Lbc距離保護(hù)I段相配合,線(xiàn)路L3地II段地整定阻抗為IIset5-KreigKb.minZsU= 1.1516 +1.9424) = 71.9440 其中,ZS；5是距離II段地整定阻抗；乙是線(xiàn)路地阻抗；Krei是可靠系數(shù),取0.85；Zset3是線(xiàn)路Lbc地I段整定阻抗；K b.

6、min是線(xiàn)路Lb q對(duì)線(xiàn)路L3地分支系數(shù)；K bmin 其求法等效電路如圖2.1所示：XG1Z ABXG2XG3Z54圖2.1等效電路圖XG1 =15，Xg2 = 10,Xg3 = 10K b.minI = XG1 "XG2 +ZAB + XG3 + Z54 _ 1 94 IT-.Xg1 Xg2 Zab(2) 靈敏度校驗(yàn)Z”71 944Ksen =上 二 7_二 4.496 一 1.25滿(mǎn)足要求.Zl3 16(3) 動(dòng)作時(shí)間t：t =0.5s它能同時(shí)滿(mǎn)足與相鄰保護(hù)以及與相鄰變壓器保護(hù)配合地要求.2.1.3線(xiàn)路L3距離保護(hù)第III段整定(1) III段地整定阻抗Zs；n按與相鄰下級(jí)距離

7、保護(hù)II段配合整定.Z川 k V 7 亠K Z上）set5rel 54 bmin set3= 1.15(16 1.9439.56) =106.658 門(mén)Zset.3是線(xiàn)路Lbc地II段整定阻抗,其值Zset3 = K 心(LBC Z1 K b.min Zset2)= 1.15(201.9414.4) =39.56 門(mén)(2) 靈敏度校驗(yàn)作為近后備保護(hù)時(shí)，按本線(xiàn)路末端短路進(jìn)行校驗(yàn)，計(jì)算式為Zs?J5106.658 小“，廠(chǎng)“卄 口鈕+Ksen(16.66 _ 1.5滿(mǎn)足要求.ZL316作為遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，按相鄰線(xiàn)路末端短路進(jìn)行校驗(yàn)，計(jì)算式為Ksen(2)玉106.6581.946 _ 1.2 滿(mǎn)足要

8、求.ZL3 Zb上16 1.94 20(3) III段地動(dòng)作時(shí)限t '應(yīng)比保護(hù)范圍內(nèi)地其余保護(hù)裝置地動(dòng)作時(shí)限中地最大者大一個(gè)時(shí)限差，一般t要達(dá)到2s以上.動(dòng)作時(shí)間 t5：二 t-34= 0.5 3 0.5 二 2s2.2線(xiàn)路C-D段距離保護(hù)地整定與校驗(yàn)同理可得,2處地三段距離保護(hù)分別為I段保護(hù)：Zset2 二 KrelZLCD =1.2 0.4 30=144II段保護(hù)：Zset2 Kel ( LCD Z1K b.min Zset1)= 1.15(12 1.9414.4) =54.795門(mén)III段保護(hù)：Zset2 = Kre|ZLmin 二 1.15 285.79 = 257.771Ks

9、sKre1.5 0.853設(shè)備選擇與原理圖連接3.1主要設(shè)備選擇(1)阻抗繼電器：具有電流和電壓兩個(gè)輸入量并對(duì)相應(yīng)電路阻抗值做出響應(yīng)動(dòng)作 阻抗繼電器針對(duì)地是線(xiàn)路地阻抗而言，故而分析線(xiàn)路阻抗是非常必要地.通常起動(dòng)元件采用過(guò)電流繼電器或阻抗繼電器.(2) 電流互感器：將大電流變成小電流地互感器.在正常使用情況下其比差和角差都 應(yīng)在允許范圍內(nèi).其作用是可以把數(shù)值較大地一次電流通過(guò)一定地變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小 地二次電流，用來(lái)進(jìn)行保護(hù)、測(cè)量等用途.(3) 電壓互感器：將高電壓變成低電壓地互感器.在正常使用情況下，其比差和角差 都應(yīng)在允許范圍內(nèi).其作用把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級(jí)地標(biāo)準(zhǔn)二次電壓

10、 供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用.(4) 時(shí)間繼電器：當(dāng)輸入地動(dòng)作信號(hào)后，其輸出電路需經(jīng)過(guò)規(guī)定地準(zhǔn)確時(shí)間才產(chǎn)生跳 躍式變化或觸頭動(dòng)作.利用空氣通過(guò)小孔節(jié)流地原理來(lái)獲得延時(shí)動(dòng)作地.它由電磁系統(tǒng)、 延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)三部分組成.(5) 信號(hào)繼電器：為某些裝置或器件所處地狀態(tài)給出明顯信號(hào).3.2保護(hù)測(cè)量回路3.2.1絕對(duì)值比較地實(shí)現(xiàn)絕對(duì)值比較地一般動(dòng)作表達(dá)式為Zb蘭Za ,該式兩端同乘以測(cè)量電流 I：,并令I(lǐng)；Zb =Ub, I：Za =Ua ,則絕對(duì)值比較地動(dòng)作條件又可以表示為Ub蘭Ua稱(chēng)為電壓形式地絕對(duì)值比較方程，相應(yīng)電路如圖3.1所示.圖3.1電壓形成地絕對(duì)值比較電路，如圖3.2所示.3.2.2保護(hù)跳

11、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圖3.2回路展開(kāi)圖4繼電保護(hù)地評(píng)價(jià)對(duì)繼電保護(hù)所提出地基本要求來(lái)評(píng)價(jià)距離保護(hù)，可以得出以下結(jié)論：(1)根據(jù)距離保護(hù)工作原理，它可以在多電源地復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中保證動(dòng)作地選擇性，可靠性速動(dòng)性,靈敏性. 距離I段保護(hù)是瞬時(shí)速斷保護(hù),只能保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)地80% 85%，因此，兩端合起來(lái) 就使得在30%40%線(xiàn)路長(zhǎng)度內(nèi)地故障不能從兩端瞬時(shí)切除，在一端需經(jīng)過(guò)0.5s地延時(shí) 才能切除上.(3) 阻抗繼電器同時(shí)反應(yīng)于電壓地降低和電流地增大而動(dòng)作 ，因此，距離保護(hù)較電流、 電壓保護(hù)具有較高地靈敏度.此外，距離I段地保護(hù)范圍不受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化地影響，因 此，保護(hù)范圍比較穩(wěn)定.(4) 保護(hù)范圍中采用了復(fù)雜地阻抗繼電器和大量地輔助繼電器，再加上各種必要地閉鎖裝置，接