继电保护课程设计--线路距离保护原理及计算原则

电力系统继电保护课程设计

题目：距离保护

专业：电气工程及其自动化

班级：

姓名：

学号：

2017年 6月 13 日

1 设计原始资料

1.1 具体题目

如下图1.1所示网络，系统参数为

:

E ϕ=、G210ΩX =、10ΩG3=X ,140(13%)41.2L =+=km 、403=L km ，

50=BC L km 、30=CD L km 、30=DE L km ，线路阻抗/4.0Ωkm ，ІШ0.85rel rel K K ==，ІІ

0.8rel K =，

max 300BC I =A 、max 200CD I =A 、max 150CE I =A ，5.1=ss K ，15.1=re K ,Ш1=0.5t s 。

A

B

图1.1电力系统示意图

试对线路1L 、2L 、3L 进行距离保护的设计。

1.2 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保护3和5进行距离保护的具体整定计算并注意有关细节。

2 分析要设计的课题内容

2.1 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应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。这几“性”之间，紧密联系，既矛盾又统一，按照电力系统运行的具体情况配置、配合、整定。

2.2 本设计的保护配置

2.2.1 主保护配置

距离保护Ⅰ段和距离保护Ⅱ段构成距离保护的主保护。 (1) 距离保护的Ⅰ段

A

B

C

图2.1 距离保护网络接线图

瞬时动作，Ⅰt 是保护本身的固有动作时间。

保护1的整定值应满足：AB set Z Z

⋅1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I

rel K (一般取0.8-0.85)，则

AB Ι

rel Ι1set Z K Z =⋅

同理，保护2的Ⅰ段整定值为：

BC Ι

rel Ι2set Z K Z =⋅

(2) 距离Ⅱ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2.1中，当保护2第Ⅰ段末端短路时，保护1的测量阻抗为：

Ι

2set AB m ⋅+=Z Z Z

引入可靠系数I I

rel K (一般取0.8)，则保护1的Ⅱ段的整定阻抗为：

[]ІІΙΙΙ

set.1rel AB set.2AB BC =(+)=0.8+(0.8~0.85)Z K Z Z Z Z

2.2.2 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保护配合的整定

3.1 QF3距离保护的整定与校验

3.1.1 QF3距离保护第I 段整定

(1) QF3的Ⅰ段的整定阻抗为

ІІset.3rel BC 1= 1.2600.428.8Z K L z =⨯⨯=Ω

(3.1)

(2) 动作时间

0s I =t （第Ⅰ段实际动作时间为保护装置固有的动作时间） 3.1.2 QF3距离保护第Ⅱ段整定

(1) 与相邻线路D C L -距离保护Ⅰ段相配合，QF3的Ⅱ段的整定阻抗为： ІІІІІset.3rel BC 1set.2=(+)=0.8(500.4+10.2)=24.16ΩZ K L z Z ⨯⨯

(3.2)

ІІ

set.2rel CD 1==0.850.430=10.2ΩZ K L z ⨯⨯

(3.3)

(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。

ІІset.3sen

BC 24.16===1.208<1.25500.4

Z K Z ⨯ 即满足灵敏度sen 1.25K ≥的要求。

距离保护3的Ⅱ段应改为与相邻线路的Ⅱ段配合。

ІІІІІ

set.2rel 1CD rel 1DE =(+)=0.8(0.430+0.850.420)=15.04ΩZ K z L K z L ⨯⨯⨯⨯

(3.4)

ІІ

.2

BC set sen

BC

Z Z K Z +=

=2015.04 1.752 1.2520+=> 即满足灵敏度sen 1.25K ≥的要求。

(3) 动作时间，与相邻线路D C L -距离Ⅰ段保护配合，则

ІІІ=+Δ=0.5t t t s

3.1.3 QF3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min L Z 来整定计

算。 Ш

Ш

Lmin rel set.3

re ss 190.530.85===93.88Ω1.15 1.5

Z K Z

K K ⨯⨯ (3.5)

1min Lmin Lmax =

==190.53ΩU Z I (3.6)

其中,rel =0.85K Ⅲ

，re =1.15K ，ss =1.5K 。

(2) 灵敏度校验

距离保护Ⅲ段，即作为本线路Ⅰ、Ⅱ段保护的近后备保护，又作为相邻下级线路的