继电保护课程设计距离保护Word下载.docx

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这几个之间，严密联系，既矛盾又统一，必须根据具体电力系统运行的主要矛盾和矛盾的主要方面，配置、配合、整定每个电力原件的继电保护。

充分发挥和利用继电保护的科学性、工程技术性，使继电保护为提高电力系统运行的安全性、稳定性和经济性发挥最大效能。

（1）可靠性

可靠性是指保护该动作时应动作，不该动作时不动作。

为保证可靠性，宜选用性能满足要求、原理尽可能简单的保护方案。

（2）选择性

选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。

为保证选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件〔如起动与跳闸元件、闭锁与动作元件〕，其灵敏系数与动作时间应相互配合。

（3）灵敏性

灵敏性是指在设备或线路的被保护X围内发生故障时，保护装置具有的正确动作能力的裕度，灵敏性通常用灵敏系数或灵敏度来衡量，增大灵敏度，增加了保护动作的信赖性，但有时与安全性相矛盾。

对各类保护的的灵敏系数的要求都作了具体规定，一般要求灵敏系数在之间。

（4）速动性

速动性是指保护装置应能尽快地切除故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波与X围。

110kV与以上电压等级的线路，由于其负荷电流大，距离长，用电流保护往往不能满足技术要求，而需要采用距离保护。

这是因为与电流保护相比，距离保护有以下优点：

①灵敏度较高。

因为阻抗，阻抗继电器反映了正常情况与短路时电流、电压值的变化，短路时电流增大，电压降低，阻抗减小得多。

②保护X围与选择性根本上不受系统运行方式的影响。

由于短路点至保护安装处的阻抗取决于短路点至保护安装处的电距离，根本上不受系统运行方式的影响，因此，距离保护的保护X围与选择性根本上不受系统运行方式的影响。

③迅速动作的X围长。

距离保护第一段的保护X围比电流速断保护X围长，距离保护第二段的保护X围比限时电流速断保护X围长，因而距离保护迅速动作的X围较长。

距离保护比电流保护复杂，投资多。

但由于上述优点，在电流保护不能满足技术要求的情况下应当采用距离保护。

2.2本设计的保护配置

2.2.1主保护配置

距离保护Ⅰ段和距离保护Ⅱ段构成距离保护的主保护。

（1）距离保护的Ⅰ段

图2.1距离保护网络接线图

瞬时动作，是保护本身的固有动作时间。

保护1的整定值应满足：

考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差，引入可靠系数—0.85），如此

（2-1）

同理，保护2的Ⅰ段整定值为：

（2-2）

如此整定后，保护的Ⅰ段就只能保护线路全长的80%—85%，这是一个严重的缺点。

为了切除本线路末端15%—20%X围以内的故障，就需要设置距离保护第Ⅱ段。

（2）距离Ⅱ段

整定值的选择和限时电流速断相似，即应使其不超出下一条线路距离Ⅰ段的保护X围，同时带有高出一个的时限，以保证选择性,例如在图1中，当保护2第Ⅰ段末端短路时，保护1的测量阻抗为：

（2-3）

引入可靠系数（一般取0.8），如此保护1的Ⅱ段的整定阻抗为：

（2-4）

2.2.2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Ⅰ段与距离Ⅱ段的后备保护，还应该装设距离保护第Ⅲ段。

距离Ⅲ段：

整定值与过电流保护相似，其启动阻抗要按躲开正常运行时的负荷阻抗来选择，动作时限还按照阶梯时限特性来选择，并使其比距离Ⅲ段保护X围内其他各保护的最大动作时限高出一个。

3保护的配合与整定计算

线路L1距离保护的整定与校验

3.1.1线路L1距离保护第I段整定

（1）线路L1的I段的整定阻抗为

（3-1）

×

60×

=

式中—距离I段的整定阻抗；

—被保护线路L1的长度；

—被保护线路单位长度的阻抗；

—可靠系数；

（2）动作时间

〔第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间〕。

3.1.2线路L1距离保护第Ⅱ段整定

（1）与相邻线路距离保护I段相配合，线路L1的Ⅱ段的整定阻抗为

（3-2）

—线路对线路L1的最小分支系数，其求法如下:

图3.1等效电路图

//=（3-3）

=（3-4）

===3.5（3-5）

于是

（2）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

（3）动作时间，与相邻线路距离I段保护配合，如此，

它能同时满足与相邻保护以与与相邻变压器保护配合的要求。

3.1.3线路L1距离保护第Ⅲ段整定

（1）整定阻抗：

按躲开被保护线路在正常运行条件下的最小负荷阻抗来整定计算的，所以有

（3-6）

（3-7）

其中，，，于是

距离保护Ⅲ段，即作为本线路I、Ⅱ段保护的近后备保护，又作为相邻下级线路的远后备保护，灵敏度应分别进展校验。

作为近后备保护时，按本线路末端短路进展校验，计算式为

作为远后备保护时，按相邻线路末端短路进展校验，计算式为

3.2线路L2距离保护的整定与校验

3.2.1线路L2距离保护第I段整定

（1）线路L2的I段的整定阻抗为

（3-8）

—被保护线路L2的长度；

3.2.2线路L2距离保护第Ⅱ段整定

（1）与相邻线路距离保护I段相配合，线路L2的Ⅱ段的整定阻抗为

（3-9）

—线路对线路L1的最小分支系数，其大小与线路对线路L1的分支系数大小一样，为3.5。

〔求法同上〕

3.2.3线路L2距离保护第Ⅲ段整定

（3-10）

（3-11）

3.3线路L3距离保护的整定与校验

3.3.1线路L3距离保护第I段整定

（1）线路L3的I段的整定阻抗为

（3-12）

=

—被保护线路L3的长度；

3.3.2线路L3距离保护第Ⅱ段整定

（1）与相邻线路距离保护I段相配合，线路L3的Ⅱ段的整定阻抗为

（3-13）

—线路对线路L3的最小分支系数，其求法如下:

图3.2等效电路图

//==12（3-14）

=（3-15）

===2.3（3-16）

于是

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。

3.3.3线路L3距离保护第Ⅲ段整定

（3-17）

（3-18）

4继电保护设备的选择

4.1互感器的选择

互感器是按比例变换电压或电电流的设备。

其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100V）或标准小电流（5A或10A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备与自动控制设备的标准化、小型，其一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表与继电保护装置等。

同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。

4.1.1电流互感器的选择

（1）形式的选择：

根据安装的地点与使用条件，选择电流互感器的绝缘结构、安装方式、一次绕组匝数等。

对于6-20kV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。

对于35kV与以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式流互感器。

有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。

选用母线式互感器时，应该校核其窗口允许穿过的母线尺寸。

（2）额定电压：

电流互感器一次回路额定电压不应低于安装地点的电网额定电压，即：

kV

（3）额定电流：

电流互感器一次回路额定电流不应小于所在回路的最大持续工作电流，即：

=300A

（4）准确等级：

为保证测量仪表的准确度，互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级。

例如:

装于重要回路（如发电机、调相机、变压器、厂用馈线、出线等）中的电能表和计费的电能表一般采用级表，相应的互感器的准确级不应低于级；

对测量精度要求较高的大容量发电机、变压器、系统干线和500kV级宜用级。

供运行监视、估算电能的电能表和控制盘上仪表一般皆用级的，相应的电流互感器应为级。

供只需估计电参数仪表的互感器可用3级的。

当所供仪表要求不同准确级时，应按相应最高级别来确定电流互感器的准确级。

所以根据电流互感器安装处的电网电压、最大工作电流和安装地点要求，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

（1）电压互感器一次回路额定电压选择

为了确保电压互感器安全和在规定的准确级下运行，电压互感器一次绕组所接电力网电压应在（1.1-0.9）X围内变动，即满足如下条件

式中—电压互感器一次侧额定电压。

选择时，满足=kV即可。

（2）电压互感器二次侧额定电压的选择

电压互感器二次侧额定线间电压为100V，要和所接用的仪表或继电器相适应。

（3）电压互感器种类和型式的选择

电压互感器的种类和型式应根据装设地点和使用条件进展选择，例如：

在6-35kV屋内配电装置中，一般采用油浸式或浇注式；

110-220kV配电装置当容量和准确级满足要求时宜采用电容式电压互感器，也可采用油浸式；

500kV均为电容式。

（4）准确级选择

和电流互感器一样，供功率测量、电能测量以与功率方向保护用的电压互感器应选择级或1级的，只供估计被测值的仪表和一般电压继电器的选用3级电压互感器