高压输电线路微机距离保护设计
输电线路的距离保护
阻 抗 元 件
• 正常运行时，谐振回路 呈纯电阻，Rj上电流与 Uab同相位，所以， Up也与Uab同相位 • 外加电压消失时，借助 于谐振，电压Up在一 定时间内保持原有相位 不变
R
UC
• 引入第三相电压，保证 保护反方向出口两相短 路时阻抗元件仍然能够 正确动作
影响阻抗元件测量阻抗精度的因素
1、短路点的过渡电阻； 2、保护安装处与故障点之间有分支电路； 3、电力系统振荡； 4、TA,TV的误差； 5、TV二次回路断线； 6、串连补偿电容。
一、短路点过渡电阻对测量阻抗的影响
A B
1QF
2QF
jx
jx
R
k
II Z set B I Z set B
II Z setA R
B
R
R
Z m1
I Z set A
&
Z
III
6
&
t III
0
9
3KS
2
1
10
闭锁元件
3
A
1QF
I Z set 1
B
2QF
k
C
3QF
4
II Z set 1 III Z set 1
t
t1III
III t2
t1II
II t2 I t2
t3II t3I
O
t1I
距离保护和电流保护都有一个共同的缺点： 不能够实现线路全长的快速保护 但是由于距离保护受系统影响小，因此， 距离Ⅰ段可以保护线路全长的80％~85％； 距离Ⅱ段和下条线路的瞬时保护配合，带有实现Δt； 距离Ⅲ段与负荷阻抗配合，作为后备保护。
jX Zset2
长线路 短线路
220kV线路距离保护设计探究
220kV线路距离保护设计探究摘要：本文对220kV线路距离保护实施方案进行了设计研究，供同行借鉴参考。
关键词：220kV线路距离保护重合闸一、220kV线路保护的基本原理1.距离保护的基本原理(1)距离保护的概念。
距离保护是利用短路时电压电流同时发生变化的特征，测量电压与电流的比值，反映故障点到保护安装处的距离的工作保护。
(2)距离保护的构成。
距离保护一般由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逻辑和出口等几部分组成。
(3)阻抗继电器及其动作特性。
在距离保护中，阻抗继电器的作用就是在系统发生短路故障时，通过测量故障环路上的测量阻抗Zm，并将它与整定阻抗Zset 相比较，以确定出故障所处的区段，在保护范围内部发生故障时，给出动作信号。
1)圆特性。
圆特性阻抗继电器，有全阻抗圆、方向阻抗圆、偏移阻抗圆，后者是传统继电保护中应用最为广泛的阻抗继电器。
其中全阻抗圆特性无方向性，方向阻抗圆存在电压死区，偏移阻抗圆特性是前两者的综合，特性较好，应用较多。
2)四边形特性。
四边形特性阻抗继电器综合了电阻电抗型直线特性，并考虑了阻抗的方向性，是一种较为精确反映故障测量阻抗边界的阻抗继电器，具有良好的抗过渡电阻的能力。
在传统继电保护中，因难于实现而很少使用。
但随着微机保护的出现，这些功能在微机中非常容易实现，因此得到了广泛应用。
圆特性的阻抗元件在整定值较小时，动作特性圆也就比较小，区内经过渡电阻短路时，测量阻抗容易落在区外，导致测量元件拒动作；具有多边形特性的阻抗元件可以克服这些缺点，能够同时兼顾耐受过渡电阻的能力和躲负荷能力。
2.自动重合闸的基本原理(1)自动重合闸的作用。
大多数发生在送电线路上的故障都是瞬时性的，在线路被继电保护迅速断开以后，电弧即行熄灭，此时，如果把断开的线路断路器再合上，就能够恢复正常供电。
由于重合闸装置本身投资很低，工作可靠，因此，在电力系统中得到了广泛的应用。
(2)输电线路的三相一次重合闸。
某输电线路距离保护设计方案
某输电线路距离保护设计方案1.1输电线路距离保护概述输电线路距离保护是指利用阻抗元件来反应短路故障的保护装置，阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与电流的比值，也就是短路点至保护安装处的阻抗值。
因线路的阻抗值与距离成正比，所以叫距离保护或阻抗保护。
系统在正常运行时，不可能总工作于最大运行方式下，因此当运行方式变小时，电流保护的保护围将缩短，灵敏度降低；而距离保护测量的是短路点至保护安装处的距离，受系统运行方式影响较小，保护围稳定，常用于线路保护电力系统稳定运行主要有符合要求电网结构、系统运行方式和电力系统继电保护来保证。
高压及以上等级电网中，继电装置可靠性和速动性有双重主保护来保证，其选择性和灵敏性主要由相间接地故障后被保护延时段来保证。
距离保护是以距离测量元件为基础构成保护装置，称阻抗保护。
系统正常运行时，保护装置安装处的电压为系统的额定电压，电流负载电流，发生短路故障时，电压降低、电流增大。
因此，电压和电流比，正常状态和故障状态有很大变化。
由于线路阻抗和距离成正比，保护安装处的电压与电流之比反映了保护安装处到短路点的阻抗，也反映保护安装处到短路点距离。
所以按照距离远近来确定保护动作时间，这样就能有选择地切除故障。
当前微计算机硬件的更新和网络化发展在计算机控制领域。
单片机与DSP芯片二者技术上的融合，主要体现在运算能力的提高及嵌入式网络通信芯片的出现和应用等方面。
这些发展使硬件设计更加方便。
高性价比使冗余设计成为可能，为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。
硬件技术的不断更新和微机保护设计网络化，将为距离保护的设计和发展带来一种全新的理念和创新，它会大大简化硬件设计、增强硬件的可靠性，使装置真正具有了局部或整体升级的可能。
1.2本文研究容本次课程设计的主要是输电线路的距离保护。
计算和分析主要容是计算保护1距离保护Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段整定值和灵敏度，计算灵敏度同时要注意每个保护的动作时间要精确，上述工作完成后接下来对设计提出的系统震荡和短路过渡电阻对系统的影响进行相应的计算分析，并确定距离保护的围，并分析系统在最小运行方式下振荡时，保护1各段距离保护的动作情况。
110KV输电线路距离保护大学生论文
110KV输电线路距离保护摘要：由于110KV输电线路都是长距离，重负荷线路，通常线路末端短路时的短路电流非常接近线路最大负荷电流。
如果采用传统的三段式电流保护，其保护范围变得很小甚至接近0，其灵敏度也不能满足要求，并且动作时间会很长，不能快速及时的保护线路和电气设备。
如果采用三段式距离保护就可以解决上述问题。
本论文的第一章写了距离保护的组成和基本原理，第二章写了距离保护的核心—阻抗继电器原理和类型，第三章写了如何使用阻抗继电器(阻抗继电器的00接线），第四章写了如何对距离保护的整定。
关键词：距离保护，阻抗继电器，00接线正文一·距离保护的基本原理和组成距离保护是反映了故障点到保护安装点的距离，并且根据距离大小确定动作时限的一种继电保护装置。
保护核心主要是阻抗继电器，利用测出来的阻抗值来判断故障点与保护安装点的距离。
三段式距离保护一般由启动元件，方向元件，测量元件，时间元件组成（1）启动元件主要是在发生故障瞬间启动的保护装置，一般采用的是零序与负序电流构成，也可以采用反映突变量的元件作为启动元件。
（2）方向元件一般采用功率方向继电器，一般用于双侧电源的输电线路。
采用方向元件和阻抗元件结合的阻抗继电器。
（3）测量元件是阻抗保护的核心，主要作用是测量短路点到保护装出的距离。
（4）时间元件主要是按照故障到保护安装点的远近，根据整定的动作时间动作，保证保护的选择性，防止误动。
D为启动元件，Z1为一段保护，Z2为二段保护，Z3为三段保保护的逻辑图：dj护，T11和T111为二段和三段的整定时间。
dj Q 是由零序或者负序电流检测元件组成，是为了防止如果是两相短时间碰线或者短时间过负荷（非线路故障）而造成大电流使继电保护误动做。
二．阻抗继电器1）基本原理阻抗继电器主要是测量短路点到保护安装点的阻抗，并对整定值进行比较，以确定保护是否动作。
原理是输入一个电压mU （相电压）和一个电流mI （相电流）。
微机保护高压输电线路保
应用拓展与深化
跨区域联网保护
加强高压输电线路的跨区域联网保护，实现更大 范围的资源共享和协同保护。
分布式能源接入
适应分布式能源接入的需求，优化保护系统设计 ，确保电网安全稳定运行。
智能化巡检与运维
利用无人机、机器人等技术，实现高压输电线路 的智能化巡检和运维，提高工作效率和安全性。
02
CATALOGUE
微机保护高压输电线路保护原理
工作原理
微机保护装置通过实时监测高压输电线路的电流、电压等电气量，判断线路的运 行状态，一旦发生故障或异常情况，能够迅速切断故障线路，以保护整个输电系 统的安全。
微机保护装置通常采用多CPU并行处理技术，能够快速、准确地处理大量数据， 提高了保护动作的可靠性和速动性。
06
CATALOGUE
微机保护高压输电线路保护未来发展
技术创新与突破
1 2
人工智能与机器学习
利用人工智能和机器学习技术，实现更加智能化 的故障诊断和预测，提高保护装置的准确性和可 靠性。
物联网与传感器技术
通过物联网和传感器技术，实时监测高压输电线 路的状态，提高预警和预防性维护能力。
3
云计算与大数据分析
微机保护高压输电 线路保护
contents
目录
• 微机保护高压输电线路保护概述 • 微机保护高压输电线路保护原理 • 微机保护高压输电线路保护装置 • 微机保护高压输电线路保护系统 • 微机保护高压输电线路保护案例分析 • 微机保护高压输电线路保护未来发展
01
CATALOGUE
微机保护高压输电线路保护概述
在确定发生故障后，根据逻辑判断单元的指 令，输出跳闸信号以切断电源。
关于高压线路保护的快速距离
关于 A 系列高压线路的快速距离保护说明
2008-12-9
5欧
可靠动作 U1=5*8+（1-1.38*1.1）*57.74=10V；
8安
可靠不动作 U2=5*8+（1-1.38*0.9）*57.74=25.5V； 全阻抗电压 U3=8*7.7=61.6V；
5V 8V 10V
根据上述条件：可靠动作电压应该为小于 10V 左右。
流，ZZ1 为定值中的相间 I 段阻抗定值，Unn 为额定相间电压（100V）。
（5）、注意：相间故障所用的故障量值都是故障相间的，比如做 CA 相故障时，故障电压为 Uca，故障
电流为 Ica，故障阻抗为 Zca。
四、测试情况：WXH-803A（保护版本 CPU1 版本号 V1.04 校验码 CRC=C50E，CPU2 版本号 V1.04
15 欧
5安 2.5 安
可靠动作 U1=5*15+（1-1.38*1.1）*57.74=45V； 可靠不动作 U2=5*15+（1-1.38*0.9）*57.74=60.5V；
20V 30V
全阻抗电压 U3=5*7.7=38.5V；
40V
根据上述条件：可靠动作电压应该为小于 38.5V 左右。 41V
关于 A 系列高压线路的快速距离保护说明
2008-12-9
高压线路保护 WXH-801/2/3A 中含有快速距离保护，关于快速距离保护的相关说明如下：
一、快速距离保护在 WXH-801/2/3A 的主保护 CPU1 中。主要是解决中长距离输电线路的近端故障时
保护能够快速动作的问题。
二、 快速距离保护不设置单独的软压板和硬压板，使用距离保护的软压板和硬压板。快速距离保护有单
输电线路距离保护设计1
辽宁工业大学微机继电保护课程设计（论文）题目：220kV输电线路距离保护设计（1）院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间： 2014.12.15-12.26课程设计（论文）任务及评语续表注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要在电力系统继电保护中输电电路的保护方法有很多，比如电流保护，电压保护，这些保护构成简单，可靠性强，一般能满足中，低压电网对保护的要求。
但是因为保护灵敏度受系统运行状况的影响，所以可能导致保护范围的缩小，这时对线路的保护就达不到要求。
由于现代电网的发展迅速，电压等级也飞速增长，因此电流电压保护也就不在适合35kv的电网，因此距离保护就成了主要的保护方式。
距离保护可以应用在任何结构复杂、运行方式多变的电力系统中，能有选择性的、较快的切除相间故障。
当线路发生单相接地短路时，距离保护在有些情况下也能动作；当发生两相短路接地故障，它可与零序电流保护同时动作，切除故障。
本文主要是针对220kv输电线路距离保护而设计的，介绍了距离保护的原理，分析在系统故障时，保护的第Ⅰ段，第Ⅱ段，第Ⅲ段的整定值，灵敏度的校验及动作时间的计算。
及系统在最小运行方式下振荡时，保护1各段距离保护的动作情况。
最后对系统进行整体硬件设计，画出硬件图，并用仿真软件MATLAB进行仿真，并对仿真结果进行分析。
关键词：距离保护；整定计算；系统振荡；MATLAB仿真；目录第一章绪论 (1)1.1 电力系统继电保护概述 (1)1.2 本文主要内容 (1)第2章输电线路距离保护整定计算 (3)2.1 断路器1QF处的第Ⅰ段距离保护整定 (3)2.2 断路器1QF处的第Ⅱ段距离保护整定 (4)2.3 断路器1QF处的第Ⅲ段距离保护整定 (5)2.4 系统最小运行方式下保护动作情况 (6)2.5 过渡电阻对相间短路保护的影响 (7)第3章系统硬件设计 (9)3.1 CPU最小系统设计 (9)3.2 数据采集系统设计 (10)3.3 开关量输入/输出回路设计 (11)3.4 报警显示 (13)第4章系统软件设计 (14)4.1 系统主流程图 (14)4.2 参数有效值计算 (15)第5章系统仿真及说明 (17)第6章课程设计总结 (19)参考文献 (20)第一章绪论1.1 电力系统继电保护概述电力是当今社会使用最为广泛、地位最为重要的能源，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。
输电线路距离保护
输电线路距离保护1.引言对长距离、重负荷线路，由于线路的最大负荷电流可能与线路末端短路时的短路电流相差甚微，采用电流电压保护，其灵敏性也常常不能满足要求。
距离保护是广泛运用在110kv及以上电压输电线路中的一种保护装置。
输电线路的长度是一定的，其阻抗也基本一定。
在其范围内任何一点故障，故障点至线路首端的距离都不一样，也就是阻抗不一样，都会小于总阻抗。
距离保护就是反应故障点至保护安装处之间的距离，并根据该距离的大小确定动作时限的一种继电保护装置。
该装置的主要元件是测量保护安装地点至故障点之间距离的距离（阻抗）继电器．继电器实际上是测量保护安装地点至故障点之间线路的阻抗，即保护安装地点的电压和通过线路电流的比值。
由起动元件、方向元件、测量元件、时间元件和执行部分组成。
起动元件：发生短路故障时瞬时起动保护装置；方向元件：判断短路方向；测量元件：测量短路点至保护安装处距离；时间元件：根据预定的时限特性动作，保证保护动作的选择性；执行元件：作用于跳开断路器。
2.电阻测量的原理阻抗法建立在工频电气量的基础上，通过建立电压平衡方程，利用数值分析方法求解得到故障点和测量点之间的电抗，由此可以推出故障的大致位置。
根据所使用电气量的不同，阻抗法分为单端法和双端法两种。
对于单端法，直观来说可以归咎于迭代法庭外和解二次方程法。
迭代法可能将发生伪根，也有可能不发散。
求解二次方程法虽然在原理和实质上都比迭代法得天独厚，但仍然有伪根问题。
此外，在实际应用领域中单端电阻法的精度不低，特别难受故障点过渡阶段电阻、对侧系统电阻、负荷电流的影响。
同时由于在排序过程中，算法往往就是创建在一个或者几个假设的基础之上，而这些假设常常与实际情况不一致，所以单端电阻法存有无法消解的原理性误差。
但单端法也存有其明显优点：原理直观、不易新颖、设备资金投入高、不须要额外的通讯设备。
双端法利用线路两端的电气信息量进行故障测距，以从原理上消除过渡电阻的影响。
RCS902高频距离
RCS-902超（特）高压输电线路高频距离保护装置1产品概述RCS-902系列装置为由微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置，可用作220kV及以上电压等级输电线路的主保护及后备保护。
RCS-902系列包括以纵联距离和零序方向元件为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护，以及由三段式相间和接地距离及多段零序方向过流构成的全套后备保护；保护有分相出口，配有自动重合闸功能, 对单或双母线结线的开关实现单相重合、三相重合和综合重合闸。
图错误！使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。
-错误！未定义书签。
RCS-902装置实物图2性能特点高性能的硬件设计平台，单片机＋DSP的模块化设计。
单片机（总起动元件）与DSP（保护测量）的数据采样系统在电子电路上完全独立，只有总起动元件动作才能开放出口继电器正电源，从而真正保证了任一器件损坏不致于引起保护误动。
高速24点采样、实时并行计算。
在每个采样点完成所有的保护逻辑测量和计算，以及报告的实时整理。
动作速度快，线路近处故障跳闸时间小于10ms，线路中间故障跳闸时间小于15ms，线路远处故障跳闸时间小于25ms。
自动适应系统电源方式的变化，弱电情况下纵联保护可靠跳闸，安全性高。
反应工频变化量的测量元件采用了具有自适应能力的浮动门槛，对系统不平衡和干扰具有极强的预防能力，因而测量元件能在保证安全性的基础上达到特高速，起动元件有很高的灵敏度而不会频繁起动。
工频变化量原理的保护灵敏度高，动作速度快，可靠性高，不反应负荷电流和系统振荡，适用于串补线路，过渡电阻能力强。
先进可靠的振荡闭锁功能，保证距离保护在系统振荡加区外故障时能可靠闭锁，而在振荡加区内故障时能可靠切除故障。
灵活的自动重合闸方式，支持多种重合闸起动方式和重合闸检定方式。
适用于串联电容补偿线路。
可提供分相命令，纵联保护的方向按相比较，以适用于同塔并架双回线。
装置采用整体面板、全封闭机箱，强弱电严格分开，取消传统背板配线方式，同时在软件设计上也采取相应的抗干扰措施，装置的抗干扰能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准。
110kV输电线路微机保护的初步设计
110kV输电线路微机保护的初步设计本文利用STC12C5A60S2单片机为主机，初步设计出了一套微机继电保护系统。
依据模块化的设计思路，将硬件区分成各个功能模块，包括数据采集模块、开关量输入输出模块、人机接口模块、电源模块和CPU主系统模块，各模块分别实现不同功能并互相配合。
同时，选取适当的算法，对输入电气量的采样数据进行分析、运算和处理，从而实现了对于110kV输电线路的微机距离保护。
标签：输电线路;微机保护;STC12C5A60S2;设计0 引言在当今世界，电能已发展为最主要的能源之一，几乎融入到人类一切的日常活动中。
等级逐渐提高的电网电压，以及日益增加的负荷，都使得输电安全成为了一项重要的研究课题。
继电保护作为电力系统重要的一部分，担负着整个电网安全、平稳和可靠运行的责任。
伴随着电力系统的高速发展和人们对电能质量的严格要求，为了实现输电线路的安全可靠运行，必须对其实施性能较高的微机保护[1]。
因此，本文对于输电线路微机保护的设计和研究，具有十分重要的理论意义和现实意义。
1 系统总体概况硬件电路作为整个微机保护系统的基础，其设计的好坏，直接影响到微机保护装置功能的实现与否，软件的设计同样起着决定性的作用。
微机保护系统具体可分为数据采集模块、开关量输入输出模块、人机接口模块、电源模块以及CPU 主系统模块等基本部分[2]，其结构框图如图1所示。
（1）数据采集模块：该模块输入端为各模拟电量，可利用该模块将其转化为待处理的数字量。
（2）开关量输入输出模块：主要进行系统外开关量输入和人机交互、闸间保护、显示信息及告警功能等。
（3）人机接口模块：微机继电保护的人机接口主要是键盘输入、显示模块与CPU接口电路。
（4）电源模块：微机保护系统的电源负责逆变功能，对交流电量进行整流，获得CPU系统要求输入的直流电压。
（5）CPU主系统：该系统对数据采集模块输出的电量进行判断和分析，从而实现继电保护功能和协调功能。
输电线路微机距离保护装置的设计(可编辑)
学号_________班级_________武汉大学本科毕业论文输电线路微机距离保护装置的设计院（系）名称：专业名称：学生姓名：指导教师：二○一二年三月郑重声明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。
本学位论文的知识产权归属于培养单位。
本人签名：日期：摘要本毕业设计的宗旨是为了系统地掌握《电力系统继电保护原理》《电力系统、分析》等课程中与本设计相关的知识，通过查阅《微机型继电保护基础》等参考资料，能够掌握微型机继电保护装置软件结构原理，并在此基础上设计了一套高压线路微机距离保护。
本设计主要内容有：高压线路距离保护及特性、微机保护算法设计、微型机距离保护的软件设计、微型机可靠性设计、抗干扰等。
本设计从微型机继电保护在电力系统实际应用出发，以微型机继电保护规程为依据，在设计中介绍了计算机保护几十年来的发展，微机保护的基本构成以及计算机保护的特点；高压线路距离保护原理及微机保护动作特性、整定方法和判别方程。
设计了高压线路微机距离保护的软件程序及算法设计，并设计了提高微型机继电保护装置的抗干扰措施，从而设计出了一套基本功能完备的高压线路距离保护。
关键词：距离保护；算法；软件；抗干扰；可靠性AbstractThe aim of this paper is to master knowledge of some curriculums, for instance power system analysis，Power System Relay Protection etc associating with this paper, and master software based on microcomputer protection, through referring to references of the base of microcomputer protection and so on .Then a suit of distance protection based high voltage power system is designed.The main contents of This paper are composed of the distance protection and characteristic based high voltage power system、designed on hardware of microcomputer distance protection、designed on reliability of microcomputer etc.Based on the regulations of microcomputer based protection settingfrom actual application in power system, this paper introduce the development structure and characteristic of microcomputer protection distance protection based high voltage power system and operation characteristics turning method and discriminant equation of microcomputer protection software programme and design of an algorithm for high voltage power system protection are designed ,at one time ,this thesis recommend measure enhancing anti-interference for microcomputer protection, then a suit of self-contained distance protection based high voltage power system is designed.Key Words: distance protection hardware algorithm software anti-interference reliability.目录第一章绪论1.1 电力系统继电保护的作用和意义 (7)1.2 距离保护的发展现状 (8)1.3 输电线路微机保护的发展历史 (9)1.4 线路微机保护发展趋势 (10)第二章微机保护2.1 微机保护具有的特点 (12)2.2 计算机保护的基本构成 (14)第三章高压线路距离保护3.1 距离保护的作用原理 (16)3.2 微机型阻抗保护特性分析 (17)第四章计算机继电保护的算法设计4.1 概述 (22)4.2 算法举例 (22)第五章微型机距离保护的软件设计5.1 软件设计总框图 (26)5.2 程序模块介绍 (28)第六章提高微机保护装置可靠性设计6.1 总述 (35)6.2 干扰源 (35)6.3 防止干扰进入微机保护装置的对策 (36)6.4 抑制窜入干扰影响的软、硬件对策 (39)6.5 提高可靠性的其他措施 (40)致谢 (42)参考文献 (43)第一章绪论1.1 电力系统继电保护的作用和意义电力系统在运行过程中常会出现故障和一些异常运行状态与故障状态，其中不正常运行状态是指电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，各电气元件的运行参数偏离了正常允许的工作范围，但没有发生故障的运行状态。
范文高压输电线路距离保护的保护配置及其整定计算
目录第一章绪论 (1)1.1距离保护的基本概念 (1)1.2选题背景 (1)1.3选题意义 (2)1.4论文所做工作 (2)第二章阻抗继电器及其接线方式 (4)2.1引言 (4)2.2构成阻抗继电器的基本原则 (4)2.3利用复数平面分析圆或直线特性阻抗继电器 (5)2.4对接线方式的基本要求 (8)2.6接地短路阻抗继电器的接线方式 (9)2.7小结 (10)第三章距离保护的整定原则及优化方法 (12)3.1引言 (12)3.2三段式相间距离保护的整定原则 (12)3.3三段式接地线路距离保护的优化方法 (16)3.4小结 (18)第四章距离保护的保护配置及实例计算 (19)4.1 引言 (19)4.2 距离保护框图 (19)4.3 电力系统振荡对距离保护的影响与闭锁措施 (21)4.4 实例计算 (22)高压输电线路距离保护的保护配置及其整定计算专业：电气工程及其自动化学号：7022812009 学生姓名：袁乐华指导教师：黄灿英摘要：距离保护是利用短路时电压、电流的变化特征，通过测量故障阻抗来确定故障所处范围的一种保护，故其保护区稳定，灵敏度高，能够在高压及超高压输电线路中广泛应用，则距离保护的正确整定是保证该保护正确动作的前提。
本论文就是基于这样的前提对高压输电线路三段式相间距离保护和三段式接地距离保护的整定进行研究和计算。
首先，通过对阻抗继电器的深入研究，了解其原理及工作特性，从而对距离保护实现保护配置，得出距离保护的逻辑框图；其次，论述了三段式相间距离保护整定原则，并针对三段式零序距离保护现有整定原则的缺陷，提出了优化方案；最后，通过江西省220KV的清江变电站中具有典型特性的丰江线进行距离保护的整定计算，验证文中所用整定原则的正确性。
理论计算结果表明：文中所用原则能够满足继电保护的“四性”要求。
关键词：距离保护，阻抗继电器，保护配置，整定计算，优化计算The protection disposition and the installation computation of the high pressure transmission line distance protectionAbstract：Distance protection is uses the short circuit the voltage, the electric current change characteristic, determines the breakdown location scope through the survey breakdown impedance one kind of protection, therefore its protectorate is stable, the sensitivity is high, can in the high pressure and in the ultrahigh voltage transmission line the widespread application, is guarantees this protection correct movement from the protection correct installation the premise. the present paper is conducts the research and the computation based on such premise to the high pressure transmission line triad interaction from the protection and the triad touchdown distance protection installation. First, through to impedance relay's deep research, understands its principle and the operational factor, thus to realizes the protection disposition from the protection, obtains is away from the protection the functional block diagram; Next, elaborated the triadic interaction to be away from the protection installation principle, Finally, has the typical characteristic abundant river line through in the JiangXi Province 200KV QingJiang transformer substation to carry on is away from the protection the installation computation, confirms in the article to use the installation principle the accuracy. The theoretical calculation result indicated: In the article uses the principle to be able to satisfy the relay protection “four nature” the request.Keywords: Distance protection，Impedance relay，The protection disposes ，Installation computation，Optimized computation第一章 绪论1.1距离保护的基本概念电流保护的主要优点是简单、经济及工作可靠。
220kV输电线路距离保护设计课程设计(论文)
辽宁工业大学电力系统继电保护课程设计（论文）题目：220kV输电线路距离保护设计（3）课程设计（论文）任务及评语续表注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要对于如今现代电网环境，对输电线路的电流电压保护构成简单，对没有特殊要求的中低压电网，都能满足保护要求。
但是随着对电网质量的日益提高，灵敏度受系统运行方式的影响有时保护范围很小，再者，该保护的整定计算比较麻烦，这使得其在35KV及以上的复杂网络中很难适用，为此研究了性能更好的保护原理和方案距离保护。
本文主要设计对220kV输电线路距离保护，按照躲开下一条线路出口处短路的原则计算保护1距离保护第Ⅰ段，第Ⅱ段，第Ⅲ段的整定值和灵敏度。
分析系统在最小运行方式下振荡时，保护1各段距离保护的动作情况。
并且分析在具体故障点给定后，保护1的三段式距离保护的反应。
最后绘制三段式距离保护的原理框图，分析其动作过程，并采用MATLAB建立简单电力系统三段式距离保护的模型，进行仿真分析。
关键词：三段式距离保护；MATLAB仿真；系统振荡；目录第1章绪论 (1)1.1继电保护概述 (1)1.2本文研究内容 (1)第2章输电线路距离保护整定计算 (2)2.1 距离Ι段整定计算 (2)2.2距离Ⅱ段整定计算 (2)2.3距离Ⅲ段整定计算 (2)2.4系统振荡和短路过渡电阻影响分析 (3)第3章距离保护原理图的绘制与动作过程分析 (4)3.1距离保护原理图 (4)3.2距离保护原理说明 (4)第4章 MATLAB建模仿真分析 (5)4.1距离保护的MATLAB仿真 (5)4.2距离保护仿真波形及分析 (5)第5章课程设计总结 (7)参考文献 (8)第1章绪论1.1继电保护概述电力是如今社会发展所缺少的主要能源，其应用广泛，地位重要。
电力系统的稳定安全以及经济性，对人民的生活乃至社会稳定都有着极大地影响。
其中在输电线路上的保护尤为重要，我们一般使用作用于断路器的过电流继电器对线路进行保护，达到反应快，误差小，精度快等优点。
高压线路距离保护
阻抗动作区可以是任意形状。
一、对接线方式的基本要求
1.
2.
Z m∝l (保护至短路点的距离) Z m Z1l Zm与故障类型无关
阻抗继电器的接线方式
阻抗继电器的接线方式是继电器电流、电压的选取方式。 阻抗继电器的接线方式主要有两种： 1、相间短路阻抗继电器接线方式（0° 接线方式）：反应相 间短路故障； 2、接地短路阻抗继电器接线方式（相电压和具有K3I0补偿的 相电流接线）：反应接地短路故障。
当电流参考方向为：母线→线路
正方向K1故障时，测量阻抗 在第一象限。反方向K2故障 时，测量阻抗在第三象限。
阻抗保护的动作特性
阻抗保护的动作特性由阻抗复平面图上的阻抗动 作区来表示。
阻抗动作区：是阻抗复平面图 上的一个区域，当测量阻抗落 在区域内，则阻抗保护认为是 内部故障，保护动作。 测量阻抗为Zm1时，在阻抗动 作区内，阻抗保护动作； 测量阻抗为Zm2时，在阻抗动作区 外部，阻抗保护不动作。
I J
l
U J
Zm
K 设线路单位长度阻抗为Z1 K
Z m Z d Z1l
Zs
Zd
Z d 是保护安装处至短路故障处之间线路的阻抗。
距离保护的基本工作原理 距离保护的测量阻抗 Z m 正比与故障距离 l k ，通过测量阻抗 的大小就可以确定故障距离 l k 。
以母线A处安装的距 离保护1为例分析。
2. 方向阻抗继电器
1 动作特性：阻抗动作区是以 Z set 为直径，以 Z set 2 为圆心的圆。动作区的圆弧经过原点。
方向阻抗继电器的动作区 主要位于第一象限。 方向阻抗继电器具有方向性。 当线路正向故障时，测量阻 抗位于阻抗复平面图上的第 一象限。如果线路反向故障 时，测量阻抗位于阻抗复平 面图上的第三象限。
110kv电网距离保护设计说明
1.原始数据系统接线图如图所示，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。
参数如下：电动势：发电机：线路：线路阻抗：距离保护：负荷功率因数角为30，线路阻抗角均为75，变压器均装有快速差动保护。
图 110kV电网系统接线图2．分析要设计的容随着自动化技术的发展，电力系统的正常运行、故障期间以及故障后的恢复过程中，许多控制操作日趋高度自动化。
电力系统继电保护一次泛指继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统，包括继电保护的原理设计、配置、整定、调试等技术，也包括由获取电量信息的电压、电流互感器二次回路，经过继电保护装置的断路器跳闸线圈的一般套具体设备，如果需要利用通信手段传送信息，还包括通信设备。
电力系统继电保护的基本任务是自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；反应电气设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。
此时一般不要求迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免暂短的运行波动造成不必要的动作和干扰引起的误动。
在距离保护中应满足以下四个要求，即可靠性、选择性、速动性和灵敏性。
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。
这次课程设计以最常见的110KV电网线路保护设计为例进行分析设计，要求对整个电力系统及其自动化专业方面的课程有综合的了解。
特别是对继电保护、电力系统、电路、发电厂的电气部分有一定的研究。
重点进行了距离保护和振荡闭锁的分析，继电保护中距离保护、最大和最小运行方式的具体计算。
3．运行方式分析3.1 保护1最大运行方式和最小运行方式的分析图3.1-1 保护1的最大运行方式3.1.1 保护1的最大运行方式分析保护1的最大运行方式就是指流过保护1的电流最大即G1、G2两个发电机共同运行，而变压器T1、T2都同时运行的运行方式，则式中Zs.min为保护安装处到系统等效电源之间的最小阻抗。
110KV线路距离保护的设计
XX学院课程设计报告题目：110KV线路距离保护的设计学院：专业：班级：XX：学号：指导教师：设计时间：设计原始资料1.1具体题目如图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。
参数为：115/3E KVϕ=，121222.1.1..18G G G G X X X X ====Ω，，， 1.3 2.3 1.4 2.410G G G G X X X X ===Ω，,0.50.640T T X X ==Ω，60km A B L -=，40km B C L -=，线路阻抗120.4Ωkm Z Z ==，0 1.2km Z =Ω，线路阻抗角均为75°，max max ..300A A B L C B L I I --==，负荷功率因数角为30°； 1.2SS K =， 1.2re K =，0.85I rel K =，0.75IIrel K =，变压器均装有快速差动保护。
G1G2G4G31234T1T2T5T6T3T4AACB图1.1 系统网路连接图试对1、2、3、4进展距离保护的设计。
1.2完成内容我们要完成的内容是实现对线路的距离保护和零序电流保护。
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，反响故障点到保护安装处的距离而工作的保护。
零序电流保护是指利用接地时产生的零序电流使保护动作的装置。
在电缆线路上都采用专门的零序电流互感器来实现接地保护。
摘要电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源。
电力系统的运行要求平安可靠、电能质量高、经济性好。
但是，电力系统的组成元件数量多，构造各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。
因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常运行状态.故障中最常见，危害最大的是各种型式的短路。
因此，通过短路计算得到并设定继电器动作的整定值是继电保护不可或缺的过程。
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高压输电线路距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗），并
根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。该装置的主要元件为距离（阻抗）
高压输电线路微机距离保护设计
答辩学生：
线路微机距离保护装置由硬件系统和软件程序组 成，距离保护运行软件主要利用软件程序来实现， 主要有初始化和自检循环软件、采样中断软件、 故障处理软件组成。
距离保护的微分方程算法是利用输电线路的数学 模型，计算从输电线路的故障点到保护安装出的 测量阻抗值，决定继电保护是否动作，本文讨论 的不同故障发生时测量阻抗值的算法。
i(k+1)-i(k) D1＝——————
Ts i(k－2)-i(k＋1) D２＝—————————
Ts
u1=1/2[u(k)+u(k+1)],u2=1/2[u(k+1)+u(k+2)] i1=1/2[i(k)+i(k+1)],i2=1/2[i(k+1)+i(k+2)]
d[i A(t)+KL3i0(t)] uA(t)=R[i A(t)+KR3i0(t)]+L————————
微机距离保护的软、硬件构成
微机距离保护装置由硬件系统和软件程序组成，硬件系统是以微型机为核心配置 相应的外围借口,执行元件实现的计算机控制系统,硬件系统由数据采集系统、CPU 主 系统、开关量输入/输出系统、人机对话微型机系统组成。输入的模拟电气量有八个： 即三相电流、三相电压、零序电压、零序电流。
dt
R0-R1 KR=————
3R1 对电压、电流采样可以得到：
L0-L1 KL=————
3L1
d[i A1+KL3i01] uA1=R[i A1+KR3i01]+L————————
dt
d[i A2+KL3i02] uA2=R[i A2+KR3i02]+L————————
dt
对采样时刻 t1、t2 按差分代替导数选择，可以得到：
距离保护运行软件主要利用软件程序来实现。主要有初始化和自检循环软件、采 样中断软件、故障处理软件组成。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 设计重点
本文详细介绍了距离保护的微分方程算法，对保护的阻抗元件的保护动作特性 进行了分析，根据线路故障类型和故障相别的判断，设计了微机距离保护的软件系统 框图,并对其中的主要模块功能详细介绍。
微分方程算法
内容简介
选题的依据与意义
距离保护是电力系统输电线路的重要保护之一，距离保护能否正确动作，直接 影响到整个电力系统运行的安全性和供电可靠性。利用微型机的智能化管理信息处 理功能，对监测到的输电线路运行状态的电气量进行分析和计算方法，根据结果来 实现高压输电线路的距离保护。
微型机继电保护装置由硬件系统和软件程序组成，硬件系统是以微型机为核心 配置相应的外围借口,执行元件实现的计算机控制系统,硬件系统由数据采集系统、 CPU 主系统、开关量输入/输出系统、人机对话微型机系统组成。输入的模拟电气量 有八个：即三相电流、三相电压、零序电压、零序电流，数据采集系统采用 VFC 电 压/频率变换式数据采集系统，在中断方式的采样脉冲控制下，同时完成对上述八个 模拟量的采样及模数转换，采样周期设定为 5/3ms.每周期采集 12 个点。
距离保护运行软件主要利用软件程序来实现。主要有初始化和自检循环软件、 采样中断软件、故障处理软件组成。
通过设计，初步实现以下功能：逻辑判断清楚、正确；使得复杂的继电保护原 理在实现手段上得以简化，并提高了保护的正确动作率；调试维护方便；在线运行 的可靠性高；提供更多的信息量。
随着电子技术和计算机技术的飞跃发展，近几十年来，强弱电技术的融合越来越 紧密，采用低电压、小电流的电子设备来控制高电压、大电流的电气设备的技术应用 越来越广泛。在继电保护技术领域，随着大规模集成电路技术飞速发展和自动控制理 论的引入，用一台微型计算机完成一个电气设备的保护功能已成为现实。
继电器，它可根据所加上电压和电流测知保护安装处至短路点间的阻抗值，此阻抗称
为继电器的测量阻抗。当短路距保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短；当短
路点距保护安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增长，这样就保证了保护有选择
性地切除故障线路。
A
B Id
d(3)
C
1
2 Zd
Ud=0
图1—1单侧电源线路
高压输电线路距离保护
1984 年，华北电力学院研制的第一台以 6809（CPU）为基础距离保护样机在经过 试运行后通过了科研鉴定，它标志着我国计算机保护的开发开始进入重要的发展阶段。
微机保护发展概况
计算机在继电保护领域里的应用是继电保护发展史上一个重要的里程碑。微机 继 电 保 护 的 研 究 始 于 上 个 世 纪 六 十 年 代 。 1965 年 初 ， 英 国 剑 桥 大 学 的 P. G.McLaren 等提出利用采样技术实现输电线路的距离保护。随后，澳大利亚新南威 尔士大学的 I. F. Morrison 等学者对计算机技术在保护和变电站控制领域的应用 问题进行了探讨，并对相关保护算法进行了理论研究。1969 年前后，美国西屋公司 的 G. D. Rockefeller 等开始进行具体装置的研制，并于 1972 年发表该装置的 试运行样机的原理结构与现场实验结果。但自从六十年代计算机保护概念提出开始， 到七十年代末，由于受当时计算机技术水平和价格的限制，计算机继电保护的研究 重点主要是不同保护原理的实现方式和算法，除少量的试验装置外，计算机保护没 有在电力系统中得到广泛采用。
解微分方程法仅用于计算阻抗。它假设被保护输电线的分布电容可以忽略， 因 而从故障点到保护安装处的线路段可用一电阻和电感串联电路来表示。于是在短路时 下列微分方程成立：
（4-1） 式中 R1、L1——故障点至保护安装处线路段的正序电阻和电感
u、i——分别为保护安装处的电压、电流。
不同类别的故障算法
u(t)=uA(t)-uB(t)=uAB(t) i(t)=iA(t)-IB(t)=iAB(t)