题目名称110KV输电线路距离保护设计.docx
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题目名称110KV输电线路距离保护设计
继电保护原理课程设计
题目名称：
110KV输电线路距离保护设计
系
别：
物理与电气工程系
专
业：
电气工程及其自动化
学
号:
姓
名：
指导老师：
日
期：
继电保护原理课程设计任务书
原始资料:
如下图所示网络，系统参数为：
E115/3kV，XG115
ti"=0.5S，Kb.max=LBC50km，LCKr；0.8，Krel
XG210,XG310,Li
LDE20km,线路阻抗
ICDmax200A，IDEmax
设计要求:
本文要完成的内容是对线路的距离保护原理分析及整定计算，并根据分析和整定结果，合理的选择继电保护设备设备，并选择正确的安装方式，以确保安装设备安全、可靠地运行。
主要参考资料:
[1]杨启逊主编.微机型继电保护基础[M].北京冲国电力出版社,2009.
[2]贺家李主编.电力系统继电保护原理[M].北京冲国电力出版社,2010.
[3]张保会主编.电力系统继电保护[M].北京:
中国电力出版社,2005.
[4]傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算[M].北京：
中国电力出版社，2004.
⑸姚春球.发电厂电气部分[M].中国电力出版社，2007.
⑹孙丽华.电力工程基础.北京.机械工业出版社.
1设计原始资料0
1.1题目0
1.2设计要求0
2继电保护方案设计0
2.1主保护配置0
2.2后备保护配置1
3保护的配合及整定计算2...
3.1保护2处距离保护的整定与校验2..
3.2保护9处距离保护的整定与校验3..
4二次展开图的绘制5
4.1保护测量电路5
4.1.1绝对值比较原理的实现5...
4.1.2相位比较原理的实现6...
4.2保护跳闸回路7
5总结8
参考文献9
1设计原始资料
1.1题目
1.2设计要求
本文要完成的内容是对线路的距离保护原理分析及整定计算，并根据分析和整定结果，合理的选择继电保护设备设备，并选择正确的安装方式，以确保安装设备安全、可靠地运行。
2继电保护方案设计
2.1主保护配置
距离保护I段和距离保护U段构成距离保护的主保护，如图2-1为距离保护网络接线图
距离保护的I段
1
图2-1距离保护网络接线图
Zab考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差，引入
瞬时动作，t1是保护本身的固有动作时间。
保护1的整定值应满足：
ZSet.1
可靠系数K；el（—般取0.8〜0.85），贝U
同理，保护2的I段整定值为
KrelZBC
80%〜90%,这是一个严重的缺点。
为了切
ZSet.2
如此整定后，距离I段就只能保护线路全长的
除本线路末端10%〜20%范围以内的故障，就需要设置距离保护第U段。
距离U段
[3]
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段的保护范围，同时带有高出一个t的时限，以保证选择性，当保护2第I段末端短路时，保护1的测量阻抗为
Z1ZABZset.1
引入可靠系数黑1（一般取0.8），贝M呆护1的U段的整定阻抗为
zS；t.1Kr；（ZABzSet.2）0-8[Zab（0.8~0.85）Zbc]
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段保护范围内其他各保护的最大动作时限高出一个t。
3保护的配合及整定计算
3.1保护2处距离保护的整定与校验
1、保护2处距离保护第I段整定
（1）2处的I段的整定阻抗为
ZSetKleiLcD©0.85300.410.2
（2）动作时间
t10s（第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间）。
2、保护2处距离保护II段整定
（1）与相邻线路Ld-e距离保护I段相配合，线路的II段的整定
zsetKr（（LCDz,K^LDE）0.8（300.40.85200.4）15.04
（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Ksen1.25
K
sen
zsit
1.253
满足要求
（3）动作时间，与相邻线路LD七距离I段保护配合，则
t"rt0.5s
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、保护2处距离保护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ZL.min来整定计算的,
所以有
（2）灵敏度校验
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
满足要求
（3）动作时间
t1s
3.2保护9处距离保护的整定与校验
1、保护9处距离保护第I段整定
（1）线路L1的I段的整定阻抗为
0.414.96
Z；etK；elL1Z10.8544
（2）动作时间tI0s（第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间）
2、保护9处距离保护第II段整定
Kbr的影响，线路L1的II段的整
（1）与相邻线路Lbc距离保护I段相配合考虑到分支系数
定阻抗为
ZsetKr（（L1Z1KbrZ1LBC）
乙0.44417.6，Z3z1L3
0.44016
0.5IBC
IZ3I16I
IABIBCIBC
乙Z317.616
]BC丨BC
Kbr2
IAB0.5IBC
于是Zset0.8（17.620.450）46.08
（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。
z"set
ZL1
满足要求
⑶动作时间，与相邻线路LBC距离II段保护配合，则
t11t1t0.5s
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、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
ZLmin来整定计算的,
所以有
III
set
L.min
ZLmin
Krel
U1min
Lmax
KK
ress
0.9110
、30.3
190.53
其中Krel
j15，Kre1.2，Kss1.5于是可得
（2）
灵敏度校验
190.53
1.151.21.5
92.04
II段保护的近后备保护，又作为相邻下级线路的远后备
按本线路末端短路进行校验，计算式为
Zset92.04
Ksen翌4.36
ZL152.80.4
距离保护III段，即作为本线路I、保护，灵敏度应分别进行校验。
作为近后备保护时，
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
92.04“cc
1.36
21.122.3220
K
sen
zset
ZL1Kb.maxZB
满足要求
（3）动作时间
IIIIII
t9t1
t2s
4、三段式电流接线原理图如图3-1所示
图3-1三段式电流接线原理图
4二次展开图的绘制
4.1保护测量电路
对于动作于跳闸的继电保护功能来说，最为重要的是判断出故障处于规定的保护区内还是保护区外，至于区内或区外的具体位置，一般并不需要确切的知道。
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Zm，然后再将它与事先确定的动作进行比较。
当Zm落在动
作区之内时，判为区内故障，给出动作信号；当Zm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Zm,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。
4.1.1绝对值比较原理的实现
如前所述，绝对值比较的一般动作表达式如式|Zb|Za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Im，并令ImZAUa，ImZBUb,则绝对值比较的动作条件又可以表示为
UbUa
称为电压形式的绝对值比较方程。
电路图如图4-1所示
图4-1绝对值比较的电压形成
4.1.2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900argZC900所示，相位比较
的动作条件可以表示为D
900argUC900
UD
称为电压形式相位比较方程。
电路图如图4-2所示。
图4-2相位比较
4.2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，电路如图4-3所示。
（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。
正常运行时，整套保护处于未起动状态，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、2ZJK和3ZJK
通过与门第和篦去跳闸。
起动部分启动后，起动时间电路Ti，在0.1s时间内（开放时间内）允许距离I段跳闸。
超过0.1s时T1动作，一方面通过禁止门JZ闭锁距离I段，另一方面起动切换继电器，对于各段或各相有公用阻抗继电器的距离保护装置，进行段别或相别切换。
（2）测量回路
测量回路的I段和II段，由公用阻抗继电器1、2ZJK组成，而第III段由测量阻抗继电器3ZJK组成。
测量回路是测量短路点到保护安装处的距离，用以判断故障处于哪一段保护范围。
（3）逻辑回路
逻辑回路主要由门电路和时间电路组成。
与门电路包括与门Y,、、或门H和禁止门JZ,
用以分析判断是否应该跳闸。
0.1S/0
图4-3保护跳闸回路
5总结
通过继电保护课程设计，本人从中学到了很多宝贵的经验和知识。
对距离保护设计的过程
有了一个很大程度了解，对设计的思路、基本方法、步骤有了深刻的认识。
为以后的工作打下
了一个坚实的基础。
通过这次设计，本人深刻的认识到了，理论知识和实践相结合是学习中相
当重要的一个环节，只有这样才能提高自己的实际操作能力，并且从中培养自己的独立思考。
参考文献
[1]杨启逊主编.微机型继电保护基础[M].北京:
中国电力出版社,2009.
[2]贺家李主编.电力系统继电保护原理[M].北京:
中国电力出版社,2010.
[3]
2004.
张保会主编.电力系统继电保护[M].北京:
中国电力出版社,2005.
[4]傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算[M].北京：
中国电力出版社，
[5]姚春球.发电厂电气部分[M].中国电力出版社，2007.
[6]孙丽华.电力工程基础.北京.机械工业出版社.
继电保护原理课程设计成绩评价表
课程名称
继电保护原理课程设计
题目名称
110KV输电线路距离保护设计
学生姓名
指导教
苏媛媛学号B2011052238师姓名黄丽霞
职称
教师
序号
评价项目
指标
满分
评分
1
工作量、工作态度和出勤率
按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。
20
2
课程设计质量
课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。
40
3
创新
工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。
5
4
答辩
能正确回答指导教师所提出的问题。
35
总分
评语：
该生报告内容较详实，结构比较合理；报告字数符合相关要求，工整规范，整齐；设计方案合理、可行，论文逻辑性较强，有一定的说服力；能对整个设计进行总结，得出一定的实验结果。
报告书写规范完整，自述清晰，问题回答准确，设计认真。
指导教师:
年月日
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