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 340km, L B C 50km L c D30km L D E 30km,线路阻抗 o.4 /km,K；I1.2、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 reKrel1.15, IB C max300 A 、I C D max200A 、C E max150 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 (24)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)II seKrel (L 1Z 1Krel K b.min乙 L B C ) (3-2)K b.min —线路L BC 对线路L1的最小分支系数，其求法如下图等效电路图-23124 16Z乙 9.6 24 '''b.minI0.286Iset800.8560 0.4 0.85 3.5 0.450 80 K sen3.33 1.25Z L 160 0.4ZLminZ 皿set Z Lmin皿ZLminU 1 min0.9 110 J ~190.53K 皿Krel1.15 K R1.2Krel KR KssIL max3 0.37IIIi92 一K ss1.5 Kset3.84 1.5ZL160 0.492.04II- _K2.09 1.2 Z setKrel L 2Z 1Z set L 2 Z 1 K0.8560 0.4 0.85 3.5 0.4 50 ZLminZ 皿setZLminZLminU2 minKrel K R KssIL maxZ=92.04 K ss1.5 Kset3.84 ZL2600.4Z 川set92.0480KsenZset80 3.33 1.25 L B CZ L 260 0.40.9 110190.53K 皿rel1.15 K R1.23 0.31.52.091.2 Z setKrel L 3Z 1Z $et L3 乙 K^ix 60 x式中 Z Set —距离I 段的整定阻抗；L i —被保护线路L1的长度；乙一被保护线路单位长度的阻抗；K rel —可靠系数；(2)动作时间t 10s (第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间)线路L1距离保护第U 段整定(1)与相邻线路L B C 距离保护I 段相配合，线路L1的U 段的整定阻抗为I24 16Z9.6I n relL1 0sL B t Imax B CK rel (L 2 Z 1b 。

C Z s ；ZL1Kb 。

max Z B C 24120CL B C Z netKrel Kb.min Z1 LB C)Kb.min LBUA?UI m Z D UD- 90oarg 90° 2ZKJ 3ZKJ Y Y 2「 U DT 1 JZ 2ZKJ 3ZKJ Y 1 Y 2 H JZ 路电力与牵引供电系统继电保护 [M].成都：西南交通大学出版社，2006.[2] 李俊年主编.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，1993. [3] 尹项根主着.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，2004.[4] 都洪基主编.电力系统继电保护原理[M].南京：东南大学出版社，2007.t 10sL B C zset Krel (L 3Z 1 KZ 乙乙24 24 2424I 3—亠IZ Z316 12K b.minI■丄 Z s etI 3 0.4310.85 60 0.4 0.85 2.3 0.4 5053.6KsenZset53.6 40 0.43.35 1.25 L B CZLminK ssKsenZLminKrel KR Kss z”i setz IIIsetZL3 Kb。

max ZB CZ s e tZLminU1 min IL max0.9 110 ..3 0.3190.53K r e l1.15 K R1.21.5 K sen40 5.75 0.492.04 16 1 201.52.56 1.2U c U e 110I le I gmaxU g U g U NU g -9°o吨m Z AIm I m ZA UAIm ZBU BU g U N U g H0Z mUBZm Z m Z m ZB90OI m I m Z C U C⑸ 张保会主编.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2005.。