110kv输电线路距离保护doc.docx
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110kv输电线路距离保护doc
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
系另I」：
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:
L340km，屮=,
K；i0.85,K；i0.8,
1.5,Kre1.2,
b.max
ABmax
Krel1.15，IABmax300A，ICDmax200A，IDEmax150A，Kss
K
如下图所示网络，系统参数为：
E115/3kV，Xgi15，Xg210，Xg310，Li44km，
Kb.max=LBC50km，LCD30km，LDE20km，线路阻抗0.4/km，
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：
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]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.
[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.
1设计原始资料0
题目0
设计要求0
2继电保护方案设计0
主保护配置0
后备保护配置1
3保护的配合及整定计算2
保护2处距离保护的整定与校验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
保护测量电路5
绝对值比较原理的实现6
相位比较原理的实现6
保护跳闸回路7
5总结8
参考文献9
1设计原始资料
题目
如图1-1所示网络，系统参数为：
E115/J3kV，XG115，XG210，XG310，L144km，L340km,t；"=，
Kb.max=LBc50km，LcD30km,L°e20km，线路阻抗0.4/km，0.85，K：
；0.8，
Kyi1.15，IABmax300A，1cDmax200A，1DEmax150A，Kss「5，K：
e1.2，
Kb.max2.32，t；"0.5s。
对线路L1、L3进行距离保护的设计。
（对2、9处进行保护设计）
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
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
图2-1距离保护网络接线图
保护1的整定值应满足：
ZSet.1
可靠系数K；i（一般取〜，则
Zset.1
同理，保护2的I段整定值为
Z1
Zset.2
如此整定后，距离I段就只能保护线路全长的
Zab考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差，引入
KrelZab
KrelZbc
80%〜90%这是一个严重的缺点。
为了切除
瞬时动作，t1是保护本身的固有动作时间
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
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
[3]
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
引入可靠系数心；（一般取，则保护1的U段的整定阻抗为
ZSet.1K；L（ZabzSet.2）0.8[Zab（0.8~0.85）Zbc]
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
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
zSetK；eiLcdN0.85300.410.2
（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
ZII
Ksen1.253
ZLcD
满足要求
（3）动作时间，与相邻线路Ld-e距离I段保护配合，则
11,1
ttt0.5s
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
III
set
L.min
（2）灵敏度校验
备保护，灵敏度应分别进行校验。
满足要求
满足要求
（3）
hiiii
2tl
t1s
动作时间
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
Z；etKrelL1z,0.85440.414.96
（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9处距离保护第II段整定
（1）与相邻线路1
LbC距离保护I段相配合考虑到分支系数Kbr的影响，线路L1的II段的整
定阻抗为
zs；tKr（（L1Z1KbrZgc）
乙0.44417.6
Z3Z1L30.44016
IAB
貯^ibc
0.5IBC
1BC1BC
Kbr2
Iab0.5Ibc
于是Zs；0.8
（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,
Ksen
本线路末端短路时,
zII
set
Zl1
应有足够的灵敏度。
满足要求
44.08
440.4
2.50
⑶动作时间，与相邻线路Lbc距离II段保护配合,
t0.5s
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
zS；
ZL.min
KKK
relress
U1min
ZLmin-
1Lmax
0.9110
190.53
0.3
其中Krel
匸15，Kre1.2，Kss1.5于是可得
zS；
190.53
1.151.21.5
92.04
（2）
距离保护III段，即作为本线路备保护，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
92.04
4.36
52.80.4
灵敏度校验
、II段保护的近后备保护，又作为相邻下级线路的远后
zIII
Kset
sen
ZL1
满足要求
图3-1三段式电流接线原理图
zSI
ZL1Kb.maxZBC
Ksen
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
满足要求
（3）动作时间
4二次展开图的绘制
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。
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
PT
CT
图4-1绝对值比较的电压形成
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
Zc
%
900所示，相位比较
的动作条件可以表示为
UcargUC
»
绝对值比较回路
图4-2相位比较
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¥和场去跳闸。
起动部分启动后，起动时间电路T,，在时间内（开放时间内）允许距离I段跳闸。
超过时人动作，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
二&JZ
Yi
2Xj
0.1s/0
1、2ZKJ
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]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]
2004.
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俞电线路距离保护设计
学生姓名
苏媛媛学号B38黄丽霞
师姓名
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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