继电保护距离保护整定计算

电力系统继电保护课程设计

专业：电气工程及其自动化

班级：电气093

姓名：张阿兰

学号： 200811133

指导教师：任丽苗

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2012 年 7月 7日

1 设计原始资料

1.1 具体题目

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。其参数为：kV 3/115=ϕE , 1.G3 2.G3 1.G4 2.G411ΩX X X X ====；Ω10.~.4111=T X T X ，Ω30~0.T40.T1=X X ,Ω201.T61.T5==X X ,Ω400.T60.T5==X X ，km 60B A =-L ，km 40C B =-L ；线路阻抗Ω/km 4.021==Z Z ，Ω/km 2.10=Z ，线路阻抗角均为︒75，A 300BLmax C BLmax A ==--I I ，负荷功率因数角为︒302.1ss =K ，2.1re =K ，0.85Ⅰ

rel =K ，

0.75Ⅱ

rel =K ，变压器均装有快速差动保护,试对1、3进行距离保护的设计。

图1.1 电力系统示意图

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1和保护3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 题目分析与方案设计

2.1 题目分析

目前广泛采用具有三段动作范围的时限特性。三段分别称为距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，距离保护的第Ⅰ段是瞬时动作的，它的保护范围为本线路全长的80～85%；不能保护全线路，所以采取Ⅰ段和Ⅱ段作为主保护，Ⅲ段作为后备保护。

2.2 方案设计

2.2.1 主保护配置

距离保护Ⅰ段为无延时的速动段，它应该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。

在距离保护Ⅱ段整定时，应考虑分支电路对测量阻抗的影响，同时带有高出一个t ∆的时限，以保证选择性。

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。

3 保护的配合及整定计算

3.1 主保护的整定计算

3.1.1 距离保护的整定动作值

(1) 整定保护1～4的距离Ⅰ段

由题目已知条件计算可得AB 的正序阻抗

() 31.92Ω33%1600.4B A 1AB =+⨯==-L Z Z

线路BC 的正序阻抗

16404.0C B 1BC Ω=⨯==-L Z Z

可得保护1，2的距离保护Ⅰ段的整定值

Ω

=⨯==⋅132.2792.3185.0A B Ιrel Ι 1.2set Z K Z 保护3，4的距离保护Ⅰ段的整定

Ω=⨯==6.131685.0BC I rel I set3,4Z K Z

(2) 整定保护1、3的距离保护Ⅱ段

① 保护1、3接地距离Ⅱ段的分支系数的计算

由于整个线路左端只装有发电机G2，右端只装有发电机G4，所以没有最大，最小分支系数，线路计算中分支系数按 b.min K =1 计算，在距离Ⅱ段的整定计算中1b.min K =2.92，在距离Ⅲ段的整定计算3b.max K =1.63计算。

② 保护1距离Ⅱ段的整定计算

a) 当与相邻下级线路距离保护Ⅰ段相配合时,得

Ω=⨯+=+=14.34)6.13192.31(75.0Ⅰset.31b A B II rel II set.1）（Z K Z K Z b)当与相邻变压器的快速保护相配合时，得

Ω=⨯+=+=67.74)202.9292.31(75.0t 1b.min A B II rel II set.1）（Z K Z K Z

比较二者，取整定值较小的一个，所以取

34.14ΩII set.1=Z

③ 保护3距离Ⅱ段的整定计算

a) 当与相邻下级线路距离保护Ⅰ段相配合时, 得

Ω=⨯+⨯=⨯+=349.32)132

.27116(75.0)(I set.2b 3BC II rel II 3set,Z K Z K Z b) 当与相邻变压器的快速保护相配合时，得

Ω=⨯+⨯=⨯+=85.32)2039.116(75.0)(t b.min 3BC II rel II set.4Z K Z K Z 比较二者，取整定值较小的一个，所以取

Ω=349

.32II 3set.Z 3.1.2 动作时间

(1) 保护1～3距离保护Ⅰ段的动作时间

由于保护Ⅰ段瞬时动作，所以保护1～4距离保护Ⅰ段的动作时间它的动作时限为Ⅰt ，是断路器固有的动作时间，约为0.5秒。

(2) 保护1、3的距离保护Ⅱ段的动作时间

① 保护1的距离保护Ⅱ段的动作时间

s t t t 15.05.0ΔII 3II

1=+=+= ② 保护3的距离保护Ⅱ段的动作时间

s t t t 5.0ΔI 1II 3=+=

3.1.3 灵敏度校验

(1) 保护1～4距离保护Ⅰ段的灵敏度校验

由阻抗整定计算可得，保护的Ⅰ段就只能保护线路全长的80%-85%，所以保护1～4距离保护Ⅰ段的灵敏度为0.8-0.85。

(2) 保护1、3的距离保护Ⅱ段的灵敏度校验

① 保护1的距离保护Ⅱ段的灵敏度校验

1.251.0731.9234.14AB

Ιset.1sen <===Z Z K 不满足灵敏度要求。

由于灵敏度不满足要求，则距离保护1的Ⅱ段应改为与相邻元件保护3的Ⅱ段配合，则

48.2Ω32.349)10.75(31.92)(II set31b.mim A B II rel II set1=⨯+=+=Z K Z K Z

1.251.5131.9248.2AB II set.1sen

>===Z Z K 则满足灵敏度的要求

② 保护3的距离保护Ⅱ段的灵敏度校验

25.102.216349.32BC

II set.3sen

>===Z Z K 满足灵敏度的要求 3.2 后备保护的整定计算

3.2.1 阻抗的整定计算

(1) 保护1距离Ⅲ段的整定计算

保护1距离Ⅲ段的整定计算按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定，即

Ω=⨯⨯==53.1903

.031109.0L.max L.min L.min I U Z