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1、精选优质文档-倾情为你奉上宁德师范学院 继电保护课程设计题目名称： 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： B 姓 名： 沈思 指导老师： 黄丽霞 日 期： 2015.4.10 继电保护原理课程设计任务书原始资料：线路每公里阻抗为，线路阻抗角为，AB、BC线路最大负荷电流为380A,负荷功率因数为：，。电源电势为E=115kV, 。归算至115kV的各变压器阻抗为，容量为15MVA。其余参数如图1-1所示。图1-1接线图设计要求：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。主要参考资料： 1 王士政.电
2、网调度自动化与配网自动化技术M.中国水利水电出版社2007.3 2 张保会，尹项根.电力系统继电保护M.北京:中国电力出版社，2005 3 尹项根，曾克娥.电力系统继电保护原理与应用M.武汉:华中科技大学出版社， 2001 4 孟祥萍. 电力系统分析M. 高等教育出版社，2004 5 陈堂等.配电系统及其自动化技术M. 中国电力出版社2004.8 6 曹绳敏. 电力系统课程设计及毕业设计参考资料M. 东南大学出版社 7 王维俭等，电气主设备机电保护原理与应用M.北京:中国电力出版社，2002 8 钟松茂，李火元. 电力系统继电保护设计指导M. 中国电力出版社，1996目 录专心-专注-专业1
3、距离保护的原始资料1.1 基础数据线路每公里阻抗为，线路阻抗角为，AB、BC线路最大负荷电流为380A,负荷功率因数为：，。电源电势为E=115kV, 。归算至115kV的各变压器阻抗为，容量为15MV.A。其余参数如图1-1所示。图1-1接线图1.2 设计要求1、计算保护1断路器距离保护第段的整定值和灵敏度。2、计算保护1断路器距离保护第段的整定值和灵敏度。3、计算保护1断路器距离保护第段的整定值和灵敏度。4、分析系统在最小运行方式下振荡时，保护1断路器各段距离保护的动作情况。5、当距保护1出口15km处发生带过渡电阻的相间短路时，保护1断路器的三段式距离保护将作何反应（设B母线上电源开路）
4、？6、绘制三段式距离保护的原理框图。并分析动作过程。2 输电线距离保护的方案设计2.2 主保护配置（1）距离保护第段距离保护的第段是瞬时动作的，是保护本身的固有动作时间。以保护2为例，其第段保护本应保护线路A-B全长，即保护范围为全长的100%，然而实际上却是不可能的，因为当线路B-C出口处短路时，保护2第段不应动作，为此，其启动阻抗的整定值必须躲开这一点短路时所测量到的阻抗，整定阻抗.考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差，需引入可靠系数，（一般取0.80.85），则：同理对保护1的第段整定值应为：如此整定后，距离段就只能保护本线路全长的80%85%，这是一个严重缺点。为了切除本线路末端1
5、5%20%范围以内的故障，就需设置距离保护第段。（2）距离保护第段距离段整定值的选择是类似于限时电流速断的，即应使其不超出下一条线路距离段的保护范围，同时带有高出一个的时限，以保证选择性。例如在图1-1中，当保护1第段末端短路时，保护2的测量阻抗为：引入可靠系数，保护2的启动阻抗为：距离段与段联合工作构成本线路的主保护。2.3 后备保护配置距离保护第段，装设距离保护第段是为了作为相邻线路保护装置和断路器拒绝动作的后备保护，同时也作为、段的后备保护。对距离段整定值的考虑是与过电流保护相似的，其启动阻抗要按躲开正常运行时的最小负荷阻抗来选择，而动作时限应使其比距离段保护范围内其他各保护的最大动作时
6、限高出一个。3 输电线路距离保护整定计算3.1 距离保护第段整定计算（1）求出1、3、4QF断路器处保护第段的整定值，以方便配合即：（2）断路器1、3、4QF处距离保护第段的动作时间和灵敏度分别为：3.2 距离保护第段整定计算（1）1QF处保护的相邻元件为BC线和并联运行的变压器T。当1QF处距离保护第段与BC线段第段配合时：即，与变压器配合时，因为，应装纵差保护，故变压器第段保护范围应至低压母线E上。 式中， (考虑两台变压器并列运行)选距离保护第段的动作时间为：（2）第段保护的灵敏度为：满足灵敏度要求。3.3 距离保护第段整定计算因为采用方向阻抗元件，故距离保护第段的整定值应按一下条件整定
7、。（1）躲过最小负荷阻抗，即：主变压器容量的确定： 由题意知：,即，而故按与相邻距离保护第段动作时间配合，第段距离保护的动作时间为：（2）与相邻线距离保护第段配合，即：， 应取为相间距离保护第段的整定值。按与相邻距离保护第段配合，第段距离保护的动作时间为：式中，相邻线路重合后不经振荡闭锁的距离保护第段的动作时间。取第段的动作时间为：（3）进行距离保护第段的灵敏度校验：当作为近后备时：当作为远后备时：可见，作为近后备保护时，可满足灵敏度要求，作为BC线远后备保护时，却不满足灵敏度要求，作为变压器的远后备保护时，更不满足灵敏度的要求，故应考虑取为整定值，这时灵敏度得到提高，为1.21，接近满足要求
8、。4 系统振荡影响分析4.1 系统在最小运行方式下发生振荡求系统在最小运行方式下振荡时最小测量阻抗。时保护安装处的测量阻抗为： 可得：而 可见，在最小运行方式下系统振荡时的轨迹线穿过阻抗保护第和第段测量元件的动作特性圆，如图4-1所示，距离保护第、段的阻抗元件将误动。图4-1动作特性圆令对应时间为，为第测量元件误动作时间，对应的时间为，为第段测量元件误动作时间。对阻抗保护第段而言，当时，虽第段测量元件动作，但保护将不误动，时，测量元件和保护均误动，对第段而言，测量元件误动，当时，第段保护会发生误动作，跳闸，故障被切除，故第段保护的阻抗元件应返回不会误动；通常，因时，第段保护动作时间可躲过振荡影
9、响，也不可能误动。从以上分析计算知，系统振荡可能使距离保护第段发生误动作。因此，在距离保护装置中必须增加振荡闭锁元件。5 短路过电阻影响分析5.1系统发生带过渡阻抗的相间短路当离断路器1QF保护安装处15KM处发生带过渡电阻的相间短路时，1QF处保护的测量阻抗为： 方向第、段的动作阻抗分别为： 故有：由上述可见，故障点应在断路器1QF处相间距离保护的第段保护范围内，而此时由于短路点过渡阻抗的影响，如图5-1所示，落在距离保护第段和第段的动作特性圆内。图5-1 动作特性圆其中，故这时距离保护第段将拒动，而距离保护第段动作，降低了保护的速动性。因此，距离保护中必须有防止过渡电阻影响的措施。例如在距
10、离第段保护中增加瞬时测量元件或采用承受过渡电阻能力强的阻抗测量元件等。6 线路距离保护原理图 6.1距离保护原理接线图输电线路距离保护的原理接线图如下图6-1所示。图6-1 原理接线图6.2距离保护原理图线路距离保护与电流电压保护类同，亦可构成三段式距离保护，其中距离保护第、段为线路的主保护，距离保护第段为本线主保护的近后备保护和相邻元件的远后备保护，相间距离保护构成可用图6-2所示的框图来说明。图6-2 距离保护原理图6.3距离保护原理说明图6-2中，、分别是距离保护第、段的测量元件，叫阻抗元件或阻抗继电器，用于测量故障点至保护安装处的距离，并与整定值进行比较；当时，测量元件有输出，反之，无
11、输出。2KT和3KT分别是距离保护第、段的延时元件，它作为时序逻辑判断元件。延时元件2KT用于判别故障是否在距离保护第段保护范围外的被保护线路内，故障点在该保护范围内时，延时元件2KT输出跳闸信号；否则2KT不输出跳闸信号；延时元件3KT则用于判别是否本线路发生了故障而主保护拒动和判别是否相邻元件发生了故障而相邻元件保护或断路器拒动，若出现上述拒动情况，则延时元件3KT会有输出，使本线断路器跳闸。元件1是电流或阻抗测量元件，作为整套距离保护的启动元件，判断是否发生故障，发生故障时有输出；元件2和3分别是振荡闭锁元件和电压互感器二次断线闭锁元件，分别在系统振荡和电压互感器二次断线时有输出，经非门
12、10闭锁保护，可防止保护误动作。1KS、2KS、3KS为距离第、段保护的信号元件，当相应段的保护动作时，相应段的信号元件动作输出保护动作的报警信号。在上述原理框图中，有三点值得说明：第一，整套保护也可用距离保护中第段的测量元件兼做启动元件；第二，保护中第、的测量元件、整定值可由一个阻抗元件用接点进行切换来实现；第三，若测量元件、和无方向性，则需加方向判断元件。从图6-2中可见，三段式距离保护与三段式电流保护的差别主要表现在一下三个方面：第一，测量元件是阻抗元件，而不是电流元件；第二，增加了两个闭锁元件；整套保护中每相均有启动元件，可以增强保护的可靠性。7 总结本次的设计是输电线路的距离保护，我
13、主要做了以下两个方面工作：各段保护整定值进行了计算与灵敏度校验和对系统可能出现振荡的影响进行了分析。我认为较难的是对各段保护的动作时间进行了精确计算，因为各段保护的动作选择性主要由这两个数据来进行判断，容易出现计算错误而导致后续计算数据出现偏差，从而影响整个设计。这次的课程设计，我的收获很多。我把所学专业知识进行了实际运用，这有助于我以后的学习和工作。参考文献1 王士政.电网调度自动化与配网自动化技术M.中国水利水电出版社2007.32 张保会，尹项根.电力系统继电保护M.北京:中国电力出版社，20053 尹项根，曾克娥.电力系统继电保护原理与应用M.武汉:华中科技大学出版社，20014 孟祥
14、萍. 电力系统分析M. 高等教育出版社，20045 陈堂等.配电系统及其自动化技术M. 中国电力出版社2004.8 6 曹绳敏. 电力系统课程设计及毕业设计参考资料M. 东南大学出版社7 王维俭等，电气主设备机电保护原理与应用M.北京:中国电力出版社，20028 钟松茂，李火元. 电力系统继电保护设计指导M. 中国电力出版社，1996继电保护课程设计成绩评价表课程名称继电保护课程设计题目名称 110KV输电线路距离保护设计学生姓名沈思学号B指导教师姓名黄丽霞职称讲师序号评价项目指 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。202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。453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。54答辩能正确回答指导教师所提出的问题。30总分评语： 该生学习态度认真，科学做风严谨。能对其设计内容进行详细、完整的介绍，并能就指导教师提出的问题进行正确的回答。设计方案合理，论证严谨，逻辑性强。指导教师： 年 月 日