继电保护课程设计

Π I K 其中: rel—距离II段保护的可靠系数,其值为0.85; Z set —保护4 .4
处距离Ⅰ段的阻抗整定值。 I II 1 ② 动作时间整定: t1 t 4 t 0 0.5 0.5(s) ,其中: t 4 —保护4处 距离Ⅰ段的整定时间,为速动段,其值为0,并取t =0.5s。 Π Z Π 灵敏度的计算公式为: K sen set (4.3) 由(4.3)式可得: K 的要求。 (3) 保护1处距离Ⅲ段保护(后备保护)的整定计算: ① 1 阻抗整定:按躲过正常运行时最小负荷阻抗整定。 Z L. min III 距离Ⅲ段保护的计算公式为: Z set .1 III K K ss K re cos( set L ) rel (4.4)
III K sen ..1
Z BC
III Z set 113 .1 1.041.2 ,不满足 K b. max Z next 32 3.2 24
要求，所以保护1不能作为保护4的远后备。
4.3 保护处距离保4护的整定计算
(1) 保护4处距离Ⅰ段保护(主保护)的整定计算: ① 阻抗整定: Z K 距离保护Ⅰ段的整定值计算公式为: set rel Z I I 则保护4的整定阻抗为: Z set K .4 rel Z BC 0.85 24 20.4() K 其中: rel —距离Ⅰ段保护的可靠系数,其值为0.85; Z BC —被保护线路的整体阻抗值,其值为24。 ② 动作时间整定:距离Ⅰ段保护为速动段保护,无延时, I 所以:t 4 0(s) (2) 保护4处距离Ⅱ段保护(主保护)的整定计算: ① 阻抗整定:距离保护Ⅱ段的整定值计算公式为(按与相邻下 一级相邻线路距离保护Ⅰ段配合计算)
I I Z set K 由(4.1)式可得: .4 rel Z BC 0.85 24 20.4() 由于分支系数 K b. min 1.95,所以:
II I Zset.1 K rel (ZAB Kb. min Z set () .4 ) 0.85 (32 1.95 20.4) 61.013
Z L. min 258 .80 374 .23() K ss K re cos( set L ) 0.75 1.2 1.2 cos( 75 30 )
Ⅲ
() 由于距离保护属于欠量保护，所以: Z set .1 113
III
② 动作时间整定: t1III 1(s) ③ 灵敏度校验: 当保护1作为近后备时,按本线路膜端短路来校验，其灵敏度 III Z 校验公式为: K III set .1 113 3.531.5 (4.5)满足要求。 sen..1 Z AB 32 当保护1作为远后备时,按相邻设备末端短路校验，其灵敏度 III Z set .1 校验公式为: K III （4.6） sen..1 Z BC K b. max Z next 由于分支系数 K b. max 3.2 ,所以:
2.2 三序图
正 序 图 负 序 图
零 序 图
2.3 保护配置
• (1) 主保护配置:选用三段式距离保护, 距离Ⅰ段保护和距离Ⅱ段作为主保护。 • (2) 后备保护配置:距离Ⅲ段保护作为 近后备保护和远后备保护。
3等效电路的建立
•
题目中已知条件为单位长度线路阻抗以及各段线路长 度,由此,进行基本数据计算如下: Z A B Z1 LA B 0.4 80 32 Z BC Z1 LBC 0.4 60 24
(3) 保护4处距离Ⅲ段保护(后备保护)的整定计算: ① 阻抗整定:按躲过正常运行时最小负荷阻抗整定。 Z L. min 距离Ⅲ段保护的计算公式为: III
Z set .4
III K rel K ss K re cos( set L )
其中: ZL.min U L.min 0.9 110 285.80() ，则:
II sen..1
Z 61.013 1.911.25 ,满足对灵敏度 Z AB 32
II set .1
Z
其中: 则:
Z L.min
U L.min 0.9 110 285.80() I C-Dmin 3 0.2
Z L. min 258 .80 374 .23() K ss K re cos( set L ) 0.75 1.2 1.2 cos( 75 30 )
由以上的基本计算得其等效电路图如下所示。
4 保护的配合及整定计算
4.1分支系数的计算
由三序图可知接地距离保护1和4的正序电流分支系 数 Kb1.1 Kb1.4 1，当A侧开一台机，变压器T5和T6均投入运 行，保护1的零序电流分支系数最大，如图（a）所示。
图(a)
Ia X 0.T 5| | X 0.T 6 X 0.T 1 X AB 20 12 32 Kb0.1. max 3.2 Ib X 0.T 5 || X 0.T 6 20
T1 A G1
1
2
B
3
4
T3 C G3 T4
T2
A G4
G2 T5 T6
•
系统网络接线图
1.2 要完成的内容
• 根据所给的资料,完成1和4处进行距离保护的设计。具体 要完成的内容如下: （1）三序网络图； (2)保护的配置及选择; (3)分支系数的计算; (4)整定阻抗的计算(系统运行方式的考虑、短路点的考虑短 路类型的考虑); (5)时间的整定; (6)灵敏度校验; (7)保护设备的选择。
I C-Dmin 3 0.2
III Z set .4 III K rel
其中: K —距离Ⅲ段保护的可靠系数,其值为0.75; Z L.min— 最小负荷阻抗; K ss —电动机自启动系数,取值1.2; K re —阻抗测量元件的 返回系数,取值1.2， set为整定阻抗的阻抗角, L为负荷阻 抗的阻抗角。 阻抗整定：与相邻线路距离保护II段相配合。
Z1.G3 Z 2.G3 Z1.G 4 Z 2.G 4 12 Z1.T 5 Z1.T 6 15 LBC 60KM ，线路阻抗： LAB 80KM，
• Z1 Z 2 0.4 / KM， Z 0 1.3 / KM ，，线路 I A-B .Lmax I C-B .Lmax 200A ， 阻抗角均为75°， Kss 1.2 ， Kre 1.2 负荷功率因数角为30°； ' '' ''' K rel 0.85， K rel 0.75 ，变压 • K rel 0.85， 器均装有快速差动保护。试对1、4进行距 离保护的设计。
Z
II set .4
K (Z BC Kb. min Z
II rel
I set .1
)
分支系数 K b. min 1.75 ,所以: II II I Z set K ( Z K Z .4 rel BC b. min set .1 ) 0.85 (24 1.75 27.2) 60.86() Π 其中: K rel —距离II段保护的可靠系数,其值为0.85; I Z set .1 —保护1处距离Ⅰ段的阻抗整定值。 II t ② 动作时间整定: 4 0.5(s) ③ 灵敏度校验: Π Z Π set 灵敏度的计算公式为: K sen Z II Z 60.86 II set .4 K 2.541.25 ,满足对灵敏度的要求。 可得: sen..4 Z BC 24
当A侧开两台机，变压器T5和T6只有一台投入运行，保护1 的零序电流分支系数最小，如图（b）所示。
图（b）
K b 0.1 min I a X 0.T 1 || X 0.T 2 X 0.T 5 X AB 6 32 40 1.95 Ib X 0.T 5 40
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当C侧开一台机，变压器T5和T6均投入运行，保护4的零序 电流分支系数最大，如图（c）所示。
序电流分支系数最大，如图（c）所示。
图（c）
Ic X 0.T 3 X 0.T 5 || X 0.T 6 X BC 12 24 20 Kb 0.4 max 2 .8 Ib X 0.T 5 || X 0.T 6 20
当C侧开两台机，变压器T5和T6只有一台投入运行，保护4
的零序电流分支系数最小，如图（d）所示。
图（d）
Ic X 0.T 5 X 0.T 3 || X 0.T 4 X BC 24 6 40 1.75 Ib X 0.T 5 40
K b 0.4 min
4.2 保护处距离保1护的整定计算
1) 保护1处距离Ⅰ段保护(主保护)的整定计算: ① 阻抗整定: Z K 距离保护Ⅰ段的整定值计算公式为: (4.1) set rel Z I I 则保护1的整定阻抗为: Z set .1 K rel Z AB 0.85 32 27.2() K 其中: rel —距离Ⅰ段保护的可靠系数,其值为0.85; Z AB —被保护线路的整体阻抗值,其值为32。 ② 动作时间整定:距离Ⅰ段保护为速动段保护,无延时, 所以: t1I 0(s) 2) 保护1处距离Ⅱ段保护(主保护)的整定计算: ① 阻抗整定:距离保护Ⅱ段的整定值计算公式为(按与相邻下一 II II I 级相邻线路距离保护Ⅰ段配合计算): Z set .1 Krel (Z AB Kb. min Z set .4 ) (4.2)
2 设计的课题内容
2.1 设计规程
• 距离保护是利用短路发生时电压、电流同时发生变化的特 征,测量电压与电流的比值,该比值反应故障点到保护安装 处的距离,若短路点距离小于整定值则动作的保护。 • (1) 距离Ⅰ段保护为无延时的速动段,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。 • (2) 距离Ⅱ段的整定原则有二:①与相邻线路距离保 护Ⅰ段相配合;②与相邻变压器的快速保护相配合。本题 中没有涉及变压器保护,故与相邻线路的Ⅰ段保护相配合。 • (3) 距离Ⅲ段保护的整定原则有三:①按与相邻下级 线路距离保护Ⅱ段或Ⅲ段配合整定;②按与相邻下级变压 器的电流、电压保护相配合;③按躲过正常运行时的最小 负荷阻抗整定。本次整定计算中采用第①③种方法进行计 算。
III Z set .1
III K rel
其中: K rel —距离Ⅲ段保护的可靠系数,其值为0.75; Z L.min —最 小负荷阻抗; K ss —电动机自启动系数,取值1.2; K re —阻抗测量元件的 set 为整定阻抗的阻抗角, L 为负荷阻抗 返回系数,取值1.2， 的阻抗角。 2 阻抗整定：与相邻线路距离保护II段相配合。 III III II Z set K ( Z K Z .86) 113 () .1 rel AB b. min set .4 ) 0.75 (32 1.95 60
电力系统继电保护课程设计
学 院：工学院 专 业：电气工程及其自动化 设 计 人：李贞艳201101030467 白艳红201101030467 朱正红201101030109
设计课题：三段式距离保护课程设 计
1.1题目
• 如图所示系统中，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。参数为： Z1.G1 Z 2.G1 Z1.G 2 Z 2.G 2 14 ， ， Z 0.T1 ~ Z 0.T 4 12 ， Z1.T 1 ~ Z1.T 4 14 ，