繼電保護(hù)課設(shè)

1、1題目及分析1.1題目如圖1-1所示網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)參數(shù)為：L3 =40km , Lb-c =50kmLC-D =30kmLd-e =20km115 3 kV , G1 =15 , G2 =10G3=10L1 = L2 60 km ,線路阻抗0.4 Q /km,kAkAk； =0.851 B-C.max =300A, I c-D.max =200A, I D-E.max =150A,ss = 1- 5,re =0.85L1 8G1G1G3圖1-1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖試對線路L1、L2、L3進(jìn)行距離保護(hù)的設(shè)計1.2保護(hù)對象及原理我們要完成的內(nèi)容是實現(xiàn)對線路的距離保護(hù)，而在本題中要完成與保護(hù)9和保護(hù)3相關(guān)的距離保

2、護(hù)。距離保護(hù)是利用短路時電壓、電流同時變化的特征，測量 電壓與電流的比值，該比值反應(yīng)故障點到保護(hù)安裝處的距離，如果短路點距離小 于整定值則動作的保護(hù)，為欠量保護(hù)。2故障特征量的計算距離保護(hù)需要的特征量為線路的阻抗。計算式為 -（ 2-1）以下為每條線路末端短路時短路點到測量件的正序阻抗，線路阻抗二0.4| ,由式2-1得：ZL1 = z/0. 4 X 60 = 240= (L 4 X 4() = 16flZB_t = 21LB_c = 0. 1 X 50 = 2onZc.d = z1Lc_d = 0.4 X 30 = 120_ E = Z1D - E 4 X 20-83保護(hù)的配合及整定3.1保

3、護(hù)3處的整定計算保護(hù)3的I段整定計算(1)整定阻抗(2)動作延時= Os(第I段實際動作時間為保護(hù)裝置固有的動作延時 )。PseJ- 3 = K丄Zp-c = 0,85 X 20 = 17 II保護(hù)3的U段整定計算與相鄰下級線路C-D的保護(hù)2的I段配合，得:(1)整定阻抗?fàn)?wèi)丄 2 = K加f _D= 085 X 12 = 10.2 fl3 = (ZB-C +2)= 0 85 x (20 + 10.2) = 25.67 H(2) 靈敏性校驗。按本線路末端短路求靈敏度系數(shù)為7 1】Z5et - 325.67G 二 一= -2o= 128 1.25 xB-：滿足要求。(3) 動作延時。與相鄰保護(hù)2的

4、I段配合，則得它能同時滿足與相鄰保護(hù)配合得要求。保護(hù)3的川段整定計算(1) 整定阻抗。按躲開最小負(fù)荷阻抗整定mo 十“故川段整定值為IIIKrel0.853 =硏勺.唄=L57O85 x 1呱5 靈敏性校驗。距離保護(hù)的川段，既作為本線路I、U段保護(hù)的近后備，又 作為相鄰下級保護(hù)的遠(yuǎn)后備，靈敏性應(yīng)分別進(jìn)行校驗。作為近后備時，按本線路末端短路求靈敏度系數(shù)為1277o=6,35 1”5作為遠(yuǎn)后備時，按相鄰設(shè)備末端短路求靈敏度系數(shù)為口 IUset 3127=務(wù) Y + KiZd = 20 + 1 xl2 = 3-97 L2S 分支系數(shù)O均滿足要求1.52s),因此(3)動作延時。距離川段的動作延時不應(yīng)

5、小于最大的震蕩周期3.2保護(hù)9處的整定計算保護(hù)9的I段整定計算(1) 整定阻抗4丄今=心1% = 0 05 x24 = 20 4 ”(2) 動作延時9 = s (第I段實際動作時間為保護(hù)裝置固有的動作延時)保護(hù)9的U段整定計算與相鄰下級線路B-C的保護(hù)3的I段配合，得:材9 = 你兀+心N(1)整定阻抗(3-1)由題，當(dāng)3個電源全部運行時，分支系數(shù)Kb取得最小值”Xfii/X(i2+ ZL1 15/10 + 24 r min = 1 + 訂廠 =10 + 16= 245+ ZL3寶 勺=0.35 x (24 + 2.15 x 17) = 51.5 H由式3-1得整定阻抗為(2)靈敏性校驗。按本

6、線路末端短路求靈敏度系數(shù)為7 II95L5K = p = - = 215 L25LJ滿足要求。(3)動作延時，與相鄰保護(hù)3的I段配合，則C !J = t； + At = 0.5s它能同時滿足與相鄰保護(hù)配合得要求。保護(hù)9的川段整定計算 整定阻抗。按與相鄰下級線路保護(hù) 3的川段配合，則抵壯=磯+ K朕爲(wèi)) 兀訃! 9 = 0.85 X (24 十 245 X 127)(3-2)由式3-2得 靈敏性校驗。距離保護(hù)的川段，既作為本線路I、U段保護(hù)的近后備，又 作為相鄰下級保護(hù)的遠(yuǎn)后備，靈敏性應(yīng)分別進(jìn)行校驗。作為近后備時，按本線路末端短路求靈敏度系數(shù)為=170.05 n7 1U忙昶t 3170*055二

7、逐廠方一 1 訃XG1 + Zli 15 + 24XG3 + ZL3 10 + 16257 III作為遠(yuǎn)后備時，按相鄰設(shè)備末端短路求靈敏度系數(shù)為 由題，當(dāng)電源G2退出運行時，分支系數(shù)Kb取得最大值170.05K =；= 3.15 1,25皿+24 + 2.5x20均滿足要求。(3)動作延時。與相鄰保護(hù)3的川段配合，則巴=f j + At = 1,5 + 03 = 2 s3.3距離保護(hù)振蕩閉鎖當(dāng)多電源并聯(lián)運行時，電源之間就會出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象。假設(shè)該系統(tǒng)各部分的阻 抗角都相等，所以振蕩中心的位置就位于阻抗中心丄Z處，即位于2Z (6+24+16+10)=28 Q 處，距離保護(hù) 9 的阻抗為 12 Q。

8、因為 Z；et9=20.4 Q, 2zset.9 51.5 Q, zS；9=252.5 Q,可以知道，振蕩中心在保護(hù) 5的I段、U段和川段 的整定范圍內(nèi)，因此保護(hù) 9的I、U和川段都必須加振蕩閉鎖，來防止由于振蕩 而使保護(hù)誤動。4主設(shè)備的選擇4.1電流互感器的選擇保護(hù)3處的最大短路電流Imax常=4.77 kA，保護(hù)9處的最大短路電流Imax115 八 3=11.06 kA保護(hù)3和保護(hù)9的電壓最大值不會超過2330 / . 3 kV ,保護(hù)3與保護(hù)9處均選取的電流互感器為 LZZB9-110 ,電壓互感器選用TYDL10/5-0.01H。它們的具體參數(shù)如表1、表2所示。表1電流互感器型號額定電

9、流 比(A)4s熱穩(wěn)定電流(kA)額定動穩(wěn)定電流(kA)級次組合額定二次輸出(V A)0.20.55PIZZB9-110500/531.5800.2/0.5/5P10/5P203030301200/545112.50.2/0.5/10P10101520表2電壓互感器型號tydiio/V3-ooih額定輸出(V A)100額定電壓/kV100準(zhǔn)確級0.5/3P設(shè)備最高電壓/kV126額定工頻耐受電壓/kV2004.2阻抗繼電器的選擇根據(jù)系統(tǒng)的電壓和短路電流、阻抗等計算結(jié)果選擇相應(yīng)的阻抗繼電器，其結(jié) 果如表3所示。表3阻抗繼電器型號功能測量范圍(Q)輸出LZ-21相AC直接連接100V，可 調(diào)整定

10、值，滯后可調(diào)。2-2010-10030-3005V A25V A5原理圖的繪制原理接線圖是將電氣裝置的一次設(shè)備 (斷路器及隔離開關(guān)等)和二次設(shè)備(各 種繼電器等)畫在同一個圖上，使整個系統(tǒng)的接線方式和各種概念清晰明了，有 利于了解整個系統(tǒng)的構(gòu)成原理和基本工作過程。三段式距離保護(hù)的原理圖如圖5-1所示。二次電路展開圖的基本出發(fā)點是按回路展開，可以清晰的表示各電器元件的 內(nèi)部連接，為讀圖提供了很大的方便。三段式距離保護(hù)的交流回路展開圖和直流 回路展開圖分別如圖5-2、圖5-3所示。圖5-1三段距離保護(hù)原理圖InrI7liU圖5-3直流回路展開圖6結(jié)論使用 I 段、 II 段和 III 段距離保護(hù)，其主要的優(yōu)點就是簡單、可靠，并且在一 般情況下也能夠滿足快速切除故障的要求。與電流保護(hù)不同，距離保護(hù)的保護(hù)范 圍與靈敏度不受系統(tǒng)運行方式的影響，能夠滿足更高電壓等級復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)快速、有 選擇性地切除故障元件的要求， 普遍應(yīng)用于 110kV 及以上電壓等級網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)中 由于電力系統(tǒng)多為并聯(lián)運行，其功率角會出現(xiàn)大范圍的周期性變化，會對距離保 護(hù)構(gòu)成影響，因此要根據(jù)震蕩中