繼電保護基礎學習知識原理課程教學設計報告

,.1設計原始資料1.1具體題目如圖1所示網(wǎng)絡，系統(tǒng)參數(shù)為：=115/√3kV，XG1=15Ω、XG2=10Ω、XG3=10Ω,L1=L2=60km、L3=40km，LB-C=50km,LC-D=30km，LD-E=20km，線路阻抗0.4Ω/km，精品文檔放心下載KⅠ=KⅡ=KⅢ=0.85，I=300A、I=200A、I=150A，K=1.5，B-C.maxC-D.maxD-CEmaxSSKre=0.85AB9L18ECDG1321G25L34G3圖1某線路接線圖試對線路L1、L2、L3進行距離保護的設計（選擇計算3、5處保護）。精品文檔放心下載1.2要完成保護設計內(nèi)容距離保護是利用短路時電壓、電流同時變化的特征，測量電壓與電流的比精品文檔放心下載值，反應故障點到保護安裝處的距離而工作的保護。本設計要完成的內(nèi)容是：（1）對線路的距離保護原理和設計原則的簡述，并對線路各參數(shù)進行分析及精品文檔放心下載對線路L1、L2、L3進行距離保護的具體整定計算并注意有關細節(jié)，并對圖中3謝謝閱讀和5處的保護進行計算選擇，設計以上兩處的保護。,.（2）同時對以上兩處的住保護、后備保護所需要的互感器以及繼電器進行選感謝閱讀擇，簡述原因。（3）畫出保護測量回路，跳閘回路原理圖。2設計的課題內(nèi)容的保護規(guī)程及配置2.1設計規(guī)程距離保護在電力系統(tǒng)正常運行情況下，并不需要他們動作，而在電力系統(tǒng)發(fā)感謝閱讀生故障或異常情況時，需要繼電保護裝置判斷準確、行為迅速、反應靈敏、動作精品文檔放心下載可靠，從而提高電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性，在我國，對于繼電保護的要求稱為精品文檔放心下載“保護四性”，即可靠性、選擇性、速動性、靈敏性。距離保護有以下優(yōu)點：靈敏度較高。因為阻抗Z=U/I，阻抗繼電器反映了正常情況與短路時電流、電壓值的變化，短路時電流I增大，電壓U降低，因此阻抗Z減小很多。精品文檔放心下載保護范圍與選擇性基本不受系統(tǒng)運行方式的影響。由于短路點至保護安裝處的阻抗取決于短路點至保護安裝處的電距離，基本上不受系統(tǒng)運行方式的影響，因此，距離保護的保護范圍與選擇性基本上不受系統(tǒng)運行方式的影響。感謝閱讀迅速動作范圍長。距離保護第一段的保護范圍比電流速斷保護范圍長，距離保護第二段的保護范圍比限時電流速斷保護范圍長，因而距離保護迅速動作的范圍長。謝謝閱讀距離保護比電流保護復雜，投資多，但由于上述優(yōu)點，在電流保護下不能滿足技術要求的情況下應當采用距離保護。感謝閱讀2.2本設計的保護配置2.2.1主保護配置選用三段式距離保護，距離Ⅰ段和距離Ⅱ段作為主保護。（1）距離Ⅰ段,.保護的Ⅰ段就只能保護線路全長的80%～85%，這是一個最大的缺點，為感謝閱讀了切除本線路末端15%～20%范圍以內(nèi)的故障，就需要設置距離保護Ⅱ段。感謝閱讀（2）距離Ⅱ段整定值的選擇和限時電流速斷相似，即應使其不超出下一條線路距離Ⅰ段的謝謝閱讀保護范圍，同時帶有高出一個t的時限，以保證選擇性。謝謝閱讀2.2.2后備保護配置為了作為相鄰線路的保護裝置和斷路器拒絕動作的后備保護，同時也作為距精品文檔放心下載離Ⅰ段與Ⅱ段的后備保護，還應該裝設距離保護Ⅲ段。距離Ⅲ段，整定值與過電精品文檔放心下載流保護相似，其啟動阻抗要按與相鄰下級線路距離保護Ⅱ段或Ⅲ段配合整定，動精品文檔放心下載作時限還按照階梯時限特性來選擇，并使其比距離Ⅲ段保護范圍內(nèi)其他各級保護感謝閱讀的最大動作時限高出一個t。3保護的配合及整定計算有關各元件阻抗值的計算及其等效電路圖如圖2所示：線路正序阻抗：Z=·L1=0.4×60=24Ω，=·L3=0.4×40=16Ω，3Z=·=0.4×30=12Ω，B-C=·L=0.4×20=8Ω。等效電路圖：AB9815Ω24ΩG1C2D1E310Ω20Ω12Ω8ΩG25 410Ω 16Ω圖2等效電路圖,.3.1保護的整定計算(1)距離保護Ⅰ段的整定值計算：ZⅠ=KⅠLz(3-1)式中,ZⅠ為距離Ⅰ段的整定阻抗；L為被保護線路的長度；z1為被保護線路單位長度阻抗0.4Ω/km；KⅠ為可靠系數(shù)，題中KⅠ取0.85。 (2)距離保護Ⅱ段：整定值計算（與相鄰線路距離保護Ⅰ段相配合）：ZⅡ=KⅡ(Z+KZⅠ）(3-式中，Z為當前被保護線路的阻抗值；ZⅠ 為當前被保護線路的下一段線路Ⅰ段阻抗整定值；KⅡ為可靠系數(shù)，為確保在各種運行方式下保護Ⅱ段范圍不會超過下一段感謝閱讀保護Ⅰ段范圍；Kb.min為分支系數(shù)，因為距離保護是欠壓保護，應取各種情況下的最小值。謝謝閱讀靈敏度校驗：Ksen=ZsetⅡ>1.25(3-3)ZbtⅡ=tⅠ+Δt(3-4)距離保護Ⅲ段的整定值計算：整定阻抗a.按與相鄰線路距離保護Ⅱ段相配合：ZⅢ=KⅢ(Zb+Kb.minZⅡ)(3-5),.式中，Z為當前被保護線路的阻抗值；KⅢ為可靠系數(shù)，取KⅢ=0.85； Kb.min為分支系數(shù)，因為距離保護是欠壓保護，應取各種情況下的最小謝謝閱讀值；ZⅡ 為當前被保護線路的下一段線路Ⅱ段阻抗整定值。b.按躲過正常運行時的最小負荷阻抗整定：ZL.min=UL.min=(0.9~0.95)UN(3-6)II 為最小負荷阻抗；為正常運行母線電壓的最低值；為被保護線路最大負荷電流；為母線額定相電壓。考慮到電動機自啟動的情況下，保護Ⅲ段必須立即返回的要求，若采用全阻精品文檔放心下載抗特性，則整定值為：ⅢKrel(3-7)ZKKZ =0.85； 為返回系數(shù)，取K=0.85； 為電動機自啟動系數(shù)，取K=1.5。 ②靈敏度校驗a．作為近后備時：Ksen(1)=ZsetⅢ≥1.5(3-8)Zbb．作為遠后備時：Ksen(2)=ZsetⅢ≥1.2(3-9)Zb+KZ 為相鄰線路的阻抗；為分支系數(shù)最大值，以保證在各種運行方式下保護動作的靈敏性。謝謝閱讀3.1.1保護3的距離保護與整定計算,.1．保護3處Ⅰ段保護的整定計算根據(jù)式(3-1)，阻抗整定值：ZⅠ =0.85×20=17Ω動作延時：tⅠ=0s(第I段實際動作時間為保護裝置固有的動作延時)謝謝閱讀2．保護3處Ⅱ段保護的整定計算整定阻抗：根據(jù)式(3-2)，此時K =1(為了確保各種運行方式下保護3的Ⅱ段范圍不精品文檔放心下載超過保護2的I段范圍)ZⅠ=KⅠZ=0.85×12=10.2ΩZⅡ=KⅡ(Lz+KZⅠ)=0.85×(20+10.2)=25.67ΩBC靈敏度校驗：距離保護Ⅱ段，應能保護線路的全長，本線路末端短路時，應有足夠的靈敏謝謝閱讀度?？紤]到各種誤差因素，要求靈敏系數(shù)應滿足式(3-3)謝謝閱讀K =ZⅡset.3=25.67=1.28>1.25感謝閱讀sen 滿足要求。動作延時：與相鄰保護2的Ⅰ段保護配合，則根據(jù)式(3 4)tⅡ=tⅠ+Δt=0.5s 它能滿足與相鄰保護配合的要求。3．保護3處Ⅲ段保護的整定計算整定阻抗：按式（36），則=UL.min=0.9UN=0.9×110=190.53Ω感謝閱讀L.min感謝閱讀因為繼電器取為全阻抗圓特性，按式（3 7），則,.ZⅢ=KrelZL.min=0.85×190.53=127.02ΩKK靈敏度校驗：距離保護Ⅲ段，既作為本線路Ⅰ、Ⅱ段保護的近后備保護，又作為相鄰下級感謝閱讀線路的遠后備保護，靈敏度應分別進行校驗。作為近后備保護時，按本線路末端短路進行校驗，根據(jù)式（3?8）得：精品文檔放心下載K=ZⅢ127.02=6.351≥1.520滿足要求。作為遠后備保護時，按相鄰線路末端短路進行校驗（其中K =1），根據(jù)感謝閱讀式（3?9）得：K=ZⅢ=127.02=3.97≥1.2滿足要求。動作延時因為距離保護Ⅲ段一般不經(jīng)振蕩閉鎖，其動作延時不應該小于最大的振蕩周謝謝閱讀期(1.5~2s)，故?。簍Ⅲ=2s。tⅢ=tⅢ+Δt=2.5s .. 保護的距離保護與整定計算1．保護5處Ⅰ段保護的整定計算根據(jù)式(3?1)，保護5處的阻抗整定值為：ZⅠ=0.85×16=13.6ΩZⅠ=0.85×20=17Ω動作延時：tⅠ=0s(第I段實際動作時間為保護裝置固有的動作延時)感謝閱讀2．保護5處Ⅱ段保護的整定計算如圖3所示為整定距離Ⅱ段時求K 的等值電路。,.A BXG1 ZL1G1XG20.85ZBC0.15ZBCG2I3XG3I5G3ZL3圖3整定距離Ⅱ段時求K的等值電路Kb.min的計算如下：Kb=I3=(1//2)1×(10.15)=6241016=1.87I51//22整定值計算（與相鄰線路距離保護Ⅰ段相配合）：根據(jù)式(32)得：感謝閱讀ZⅡ=KⅡ(L3z+KZⅠ)=0.85×(40×0.4+1.87×17)=40.62Ω1靈敏度校驗：根據(jù)式(3 3)得：=2.54>1.25Ksen=Zset.5Ⅱ=40.62=2.54>1.25Z滿足要求。動作延時：根據(jù)式(34)得：tⅡ=tⅠ+ t=0.5s 保護5處Ⅲ段保護的整定計算整定阻抗：根據(jù)式(35)得：ZⅢ =KⅢ（Z L3

K ZⅡ ）=0.85×(16+1.87×25.67)=謝謝閱讀b.min54.40Ω,.靈敏度校驗：距離保護Ⅲ段，既作為本線路Ⅰ、Ⅱ段保護的近后備保護，又作為相鄰下級謝謝閱讀線路的遠后備保護，靈敏度應分別進行校驗。作為近后備保護時，按本線路末端短路進行校驗，根據(jù)式（3?8）得：感謝閱讀KZⅢ54.40=3.4≥1.516滿足要求。作為遠后備保護時，按相鄰線路末端短路進行校驗（其中Kb.max=1.87），根據(jù)式（3?9）得：K=ZⅢ=54.40=1.04<1.2不滿足要求，需要重新選定保護5的Ⅲ段整定值，根據(jù)式（3?9）可得：ZⅢ≥64.08Ω又由式(3?5)得：ZsetX.3≥31.76Ω又因為ZⅢ =127.02≥31.76Ω滿足靈敏性條件，所以保護3的Ⅲ段和保護5的Ⅲ段相配合：謝謝閱讀ZⅢ=KⅢ（ZKZⅢ)=0.85×(16+1.87×127.02)=215.50ΩL3b.min再根據(jù)式（3?9）得：K=set.5=215.50=4.04≥1.2ⅢZL3K滿足要求。動作延時：tⅢ=tⅢ+ t=2.5s+0.5s=3s ,.繼電保護設備的選擇4.1電流互感器的選擇假設互感器安裝地點在屋內(nèi)，安裝處線路Imax=350A，電網(wǎng)的額定電壓UNS=110kv。精品文檔放心下載電流互感器的選擇應滿足：UN≥UNSIN=KIN1≥Imax（A）式中，K為溫度修正系數(shù)；IN1為電流互感器一次側(cè)額定電流。由此可選型號為LCWB-110屋外型電流互感器，變比為400/5，準確級精品文檔放心下載0.5，額定阻抗ZN2=0.4Ω，熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt=75，動穩(wěn)定倍數(shù)Kes=135。感謝閱讀熱穩(wěn)定校驗：（KtIN1）2≥Qk動穩(wěn)定校驗：√2IN1Kes≥iM4.2電壓互感器的選擇根據(jù)電壓等級選型號為JDR-110的電壓互感器，變比為110000/100。謝謝閱讀4.2繼電器的選擇繼電器型號的選擇如下：DZB-12B出口中間繼電器，DS-22時間繼電器，DXM-2A信號繼電器。感謝閱讀,.原理圖的繪制5.1保護測量回路測量部分是距離保護的核心，對它的要求是在系統(tǒng)故障的情況下，快速、準感謝閱讀確地測定出故障方向和距離，并與預先設定的保護范圍相比較，區(qū)內(nèi)故障時給出感謝閱讀動作信號，區(qū)外故障時不動作。在傳統(tǒng)的模擬是距離保護中，實現(xiàn)故障距離測量精品文檔放心下載和比較的電路元件，稱為阻抗繼電器。具體由阻抗繼電器實現(xiàn)的保護測量電路有感謝閱讀兩種：絕對值比較原理的實現(xiàn)以及相位比較原理的實現(xiàn)(如下圖4及圖5所示)。謝謝閱讀這兩種測量電路都是模擬式的實現(xiàn)方式，在模擬式距離保護中，絕對值比較原理謝謝閱讀是以電壓比較的形式實現(xiàn)的。與絕對值比較原理的實現(xiàn)方法類似，模擬式保護的精品文檔放心下載相位比較原理也是以電壓比較的形式實現(xiàn)的。所不同的是，絕對值比較原理的實精品文檔放心下載現(xiàn)是在絕對值比較電路中比較兩個參量的大小，而相位比較原理的實現(xiàn)是在相位精品文檔放心下載比較電路中比較兩個參量的相位。TAURR.0.5K1I.m絕UA對..值比0.5K1Im較TV回..路.KUUmUa圖4絕對值比較原理實現(xiàn)的保護測量電路,.TAURR...KI相UCIm位比TV較回..KUUm路UD. .KUUm圖5相位比較原理實現(xiàn)的保護測量電路5.1保護跳閘回路三段式距離保護的跳閘回路如圖6所示：I21.2ZKJ3ZKJ

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T0.1S/O . QHJY1 ＆JZ 1XJ＆.T22XJ1Y2＆T33XJ圖6 保護跳閘回路,.6結(jié)論本題是對三段距離保護進行整定設計，與電流保護類似，距離保護裝置也采用階梯延時配合的三段式配置方式。本題配置時將距離I、II段作為主保護，而將距離III段保護作為后備保護。距離保護的整定計算，就是根據(jù)被保護電力系統(tǒng)的實際情況，計算出距離I段、II段和III段測量元件的整定阻抗以及