继电保护距离保护整定计算.doc
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电力系统继电保护课程设计报告
电力系统继电保护课程设计
指导教师评语
报告(30)
总成绩
修改(40)
平时(30)
专业:
电气工程及其自动化
班级:
电气093
姓名:
张阿兰
学号:
200811133
指导教师:
任丽苗
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2012年7月7日
1设计原始资料
1.1具体题目
图1.1所示系统中,发电机以发电机-变压器组方式接入系统,最大开机方式为4台机全开,最小开机方式为两侧各开1台机,变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。
其参数为:
;,,,,,;线路阻抗,,线路阻抗角均为,,负荷功率因数角为,,,,变压器均装有快速差动保护,试对1、3进行距离保护的设计。
图1.1电力系统示意图
1.2要完成的内容
本文要完成的内容是对线路的距离保护原理和计算原则的简述,并对线路各参数进行分析及对保护1和保护3进行距离保护的具体整定计算并注意有关细节。
距离保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征,测量电压与电流的比值,反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。
2题目分析与方案设计
2.1题目分析
目前广泛采用具有三段动作范围的时限特性。
三段分别称为距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段,距离保护的第Ⅰ段是瞬时动作的,它的保护范围为本线路全长的80~85%;不能保护全线路,所以采取Ⅰ段和Ⅱ段作为主保护,Ⅲ段作为后备保护。
2.2方案设计
2.2.1主保护配置
距离保护Ⅰ段为无延时的速动段,它应该只反应本线路的故障,下级线路出口发生短路故障时,应可靠不动作。
在距离保护Ⅱ段整定时,应考虑分支电路对测量阻抗的影响,同时带有高出一个的时限,以保证选择性。
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。
3保护的配合及整定计算
3.1主保护的整定计算
3.1.1距离保护的整定动作值
(1)整定保护1~4的距离Ⅰ段
由题目已知条件计算可得AB的正序阻抗
线路BC的正序阻抗
可得保护1,2的距离保护Ⅰ段的整定值
保护3,4的距离保护Ⅰ段的整定
(2)整定保护1、3的距离保护Ⅱ段
①保护1、3接地距离Ⅱ段的分支系数的计算
由于整个线路左端只装有发电机G2,右端只装有发电机G4,所以没有最大,最小分支系数,线路计算中分支系数按=1计算,在距离Ⅱ段的整定计算中=2.92,在距离Ⅲ段的整定计算=1.63计算。
②保护1距离Ⅱ段的整定计算
a)当与相邻下级线路距离保护Ⅰ段相配合时,得
b)当与相邻变压器的快速保护相配合时,得
比较二者,取整定值较小的一个,所以取
③保护3距离Ⅱ段的整定计算
a)当与相邻下级线路距离保护Ⅰ段相配合时,得
b)当与相邻变压器的快速保护相配合时,得
比较二者,取整定值较小的一个,所以取
3.1.2动作时间
(1)保护1~3距离保护Ⅰ段的动作时间
由于保护Ⅰ段瞬时动作,所以保护1~4距离保护Ⅰ段的动作时间它的动作时限为,是断路器固有的动作时间,约为0.5秒。
(2)保护1、3的距离保护Ⅱ段的动作时间
①保护1的距离保护Ⅱ段的动作时间
②保护3的距离保护Ⅱ段的动作时间
3.1.3灵敏度校验
(1)保护1~4距离保护Ⅰ段的灵敏度校验
由阻抗整定计算可得,保护的Ⅰ段就只能保护线路全长的80%-85%,所以保护1~4距离保护Ⅰ段的灵敏度为0.8-0.85。
(2)保护1、3的距离保护Ⅱ段的灵敏度校验
①保护1的距离保护Ⅱ段的灵敏度校验
不满足灵敏度要求。
由于灵敏度不满足要求,则距离保护1的Ⅱ段应改为与相邻元件保护3的Ⅱ段配合,则
则满足灵敏度的要求
②保护3的距离保护Ⅱ段的灵敏度校验
满足灵敏度的要求
3.2后备保护的整定计算
3.2.1阻抗的整定计算
(1)保护1距离Ⅲ段的整定计算
保护1距离Ⅲ段的整定计算按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定,即
取,,和,,于是
(2)保护3距离Ⅲ段的整定计算
距离Ⅲ段的整定阻抗按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定,即
3.2.2动作时间
(1)保护1距离保护Ⅲ段的动作时间
保护1距离Ⅲ段的动作时间应与相邻设备保护配合,即
(2)保护3距离保护Ⅲ段的动作时间
保护3距离保护Ⅲ段的动作时间与相邻设备保护配合,即
3.2.3灵敏度校验
(1)保护1的距离保护Ⅲ段的灵敏度校验
①作为近后备,本线路末端短路时灵敏系数:
②作为远后备,相邻变压器末端短路时灵敏系数:
综上计算,不管何种原因导致的短路,灵敏度校验都满足要求。
(2)保护3的距离保护Ⅲ段的灵敏度校验
①作为近后备,本线路末端短路时灵敏系数:
②作为远后备,相邻设备末端短路时灵敏系数:
综上计算,不同短路情况下灵敏度校验都满足要求。
整定计算汇总如表1所示。
表1.整定计算汇总
整定计算动作时间灵敏度校验
主保护Ⅰ段保护1==不满足要求
保护3==不满足要求
Ⅱ段保护1满足要求
保护3满足要求
后备保护Ⅲ段保护1满足要求
满足要求
保护3满足要求
满足要求
4继电保护设备的选择
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,本设计选型号为LCWB6-110W2屋外型电流互感器。
根据电压等级,本设计中选型号为为YDR-110的电压互感器。
本设计中时间继电器选其型号为H3CR-G8EL的AC220V、嵌入式、限时动作的继电器。
5二次原理图的绘制
从以上整定计算得Ⅰ段保护不能保护全长,所以将Ⅰ段和Ⅱ段作为主保护,Ⅲ段作为后备保护,二次展开原理接线图如图5.1所示。
图5.1原理接线图
6保护的评价
从对继电保护所提出的基本要求来评价距离保护,可以得出如下几个主要的结论:
(1)距离Ⅰ段是瞬时动作的,但是它只能保护线路全长的80%-85%,因此,两端合起来就使得在30%-40%线路长度内的故障不能从两端瞬时切除,在一端需经过0.5s的延时才能切除。
在220kV及以上电压的网络中,这有时候不能满足电力系统稳定运行的要求,因而,不能作为主保护来应用。
(2)由于阻抗继电器同时反应于电压的降低和电流的增大而动作,因此,距离保护较电流、电压保护具有较高的灵敏度。
此外,距离Ⅰ段的保护范围不受系统运行方式变化的影响,其它两段受到的影响也比较小,因此,保护范围比较稳定。
(3)由于保护范围中采用了复杂的阻抗继电器和大量的辅助继电器,再加上各种必要的闭锁装置,因此接线复杂,可靠性比电流保护低,这也是它的主要缺点。
7参考文献
[1]张保会,尹项根主编.电力系统继电保护[M].北京:
中国电力出版社,2005:
92-153.
[2]谭秀炳,铁路电力与牵引供电继电保护[M].城都:
西南交通大学出版社,1993:
100-134.
[3]于永源,杨绮雯.电力系统分析(第三版)[M].北京:
中国水利水电出版社,2007:
13-3
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