继电保护课程设计距离保护

电力系统继电保护课程设计评语：

成绩

具体题目

如下图所示网络，系统参数为

E 115 3 kV, X GI 15

、X G 2 10 、 X G 3 10

， L i L ?

70 km 、

L 3

40km, L B C 50km L c D

30km L D E 30km,线路阻抗 o.4 /km,

K

；

I

1.2、

K re 0.85

试对线路L1、L2、L3进行距离保护的设计

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线路 L1、L2、L3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分析要设计的课题内容

设计规程

根据继电保护在电力系统中所担负的任务，一般情况下，对动作于跳闸的 继电保护在技术上有四条基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。这几 个之间，紧密联系，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

1设计原始资料

n re

K

rel

1.15

, I

B C max

300 A 、

I C D max

200A 、

C E max

150 A , K ss 1.5 ,

两元件(如起动与跳闸元件、闭锁与动作元件)，其灵敏系数及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范围内发生故障时，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。

⑷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，缩小故障波及范围。

110kV及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Z U I，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I增大，电压U降低，阻抗Z减小得多。

②保护范围与选择性基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，基本上不受系统运行方式的影响，因此，距离保护的保护范围与选择性基本上不受系统运行方式的影响。

③迅速动作的范围长。距离保护第一段的保护范围比电流速断保护范围长，距离保护第二段的保护范围比限时电流速断保护范围长，因而距离保护迅速动作的范围较长。

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。

本设计的保护配置

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。

(1)距离保护的I段

图距离保护网络接线图

瞬时动作，t］是保护本身的固有动作时间。

保护1的整定值应满足：Z setl Z AB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K rei ( —般取一，贝V

(2-1)

同理，保护2的I段整定值为：

Z set2 K rel Z BC

(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%范围以内的故障，就需要设置距离保护第U段。

⑵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，同时带有高出一个t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：

Z m Z AB Z set2

(2-3)

引入可靠系数K rei( 一般取，则保护1的U段的整定阻抗为：

Z set1 K rel(Z AB Z set2) 0.8Z AB (0.8 ~ 0.85)Z BC (2

4)

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U段的后备保护，还应该装设距离保护第川段。

距离川段：整定值与过电流保护相似，其启动阻抗要按躲幵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，并使其比距离川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

线路L1 距离保护的整定与校验

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

Z set K rel L1Z1

(3-1)