110kV输电线路距离保护教学文案

110k V输电线路距离

保护

继电保护原理课程设计

题目名称： 110KV输电线路距离保护设计

系别：物理与电气工程系

专业：电气工程及其自动化

学号：

姓名：

指导老师：

日期：

继电保护原理课程设计任务书

原始资料：

如下图所示网络，系统参数为：

kV E 3/115=ϕ， Ω=151G X ， Ω=102G X ， Ω=103G X ， km L 441=， km L 403=，

III t 1=0.5s ，max .b K =km L C B 50=-，km L D C 30=-，km L E D 20=-，线路阻抗 km /4.0Ω，

85.0=I rel K ， 8.0=II rel K ， 15.1=rel K ， A I B A 300max =-， A I D C 200max =-， A I E D 150max =-，

5.1=ss K ， 2.1=re K ,

，32.2max .=b K ，s 5.01=III t 。对线路L1、L3进行距离保护的设计。（对

2、9处进行保护设计）

设计要求：

本文要完成的内容是对线路的距离保护原理分析及整定计算，并根据分析和整定结果，合理的选择继电保护设备设备，并选择正确的安装方式，以确保安装设备安全、可靠地运行。

主要参考资料：

[1] 杨启逊主编.微机型继电保护基础[M].北京:中国电力出版社,2009.

[2] 贺家李主编.电力系统继电保护原理[M].北京:中国电力出版社,2010.

[3] 张保会主编.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社,2005.

[4] 傅知兰. 电力系统电气设备选择与实用计算[M]. 北京：中国电力出版社，2004. [5] 姚春球. 发电厂电气部分[M]. 中国电力出版社，2007. [6] 孙丽华.电力工程基础.北京.机械工业出版社.

目录

1 设计原始资料 0

1.1 题目 0

1.2 设计要求 0

2 继电保护方案设计 0

2.1 主保护配置 0

2.2 后备保护配置 (1)

3 保护的配合及整定计算 (2)

3.1 保护2处距离保护的整定与校验 (2)

3.2 保护9处距离保护的整定与校验 (3)

4 二次展开图的绘制 (6)

4.1 保护测量电路 (6)

4.1.1 绝对值比较原理的实现 (6)

4.1.2 相位比较原理的实现 (7)

4.2 保护跳闸回路 (7)

5 总结 (8)

参考文献 (10)

1 设计原始资料

1.1 题目

如图1-1所示网络，系统参数为：

kV E 3/115=ϕ， Ω=151G X ， Ω=102G X ， Ω=103G X ， km L 441=， km L 403=，

III t 1=0.5s ，max .b K =km L C B 50=-，km L D C 30=-，km L E D 20=-，线路阻抗 km /4.0Ω，

85.0=I rel K ， 8.0=II rel K ， 15.1=rel K ， A I B A 300max =-， A I D C 200max =-， A I E D 150max =-，

5.1=ss K ， 2.1=re K ,

，32.2max .=b K ，s 5.01=III t 。对线路L1、L3进行距离保护的设计。（对

2、9处进行保护设计）

图1-1 110kV 网络接线图

1.2 设计要求

本文要完成的内容是对线路的距离保护原理分析及整定计算，并根据分析和整定结果，合理的选择继电保护设备设备，并选择正确的安装方式，以确保安装设备安全、可靠地运行。

2 继电保护方案设计

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,如图2-1为距离保护网络接线图。 距离保护的Ⅰ段

图2-1 距离保护网络接线图

瞬时动作，1t 是保护本身的固有动作时间。

保护1的整定值应满足： AB I

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 I

rel I set Z K Z =1.

同理，保护2的Ⅰ段整定值为

BC I rel I set Z K Z =2.

如此整定后，距离Ⅰ段就只能保护线路全长的80%～90%，这是一个严重的缺点。为了切除本线路末端10%～20%范围以内的故障，就需要设置距离保护第Ⅱ段。 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,当保护2第Ⅰ段末端短路时，保护1的测量阻抗为[3]

I set AB Z Z Z 1.1+=

引入可靠系数 II

rel K (一般取0.8)，则保护1的Ⅱ段的整定阻抗为

]

)85.0~8.0([8.0)(2.1.BC AB I

set AB II rel II set Z Z Z Z K Z +=+=

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 保护的配合及整定计算

3.1 保护2处距离保护的整定与校验

1、保护2处距离保护第I 段整定 （1）2处的I 段的整定阻抗为

Ω=⨯⨯==-2.104.03085.01z L K Z D C I rel I set

（2） 动作时间

s 0t =I （第I 段实际动作时间为保护装置固有的动作时间）。

2、保护2处距离保护II 段整定

（1） 与相邻线路D-E L 距离保护I 段相配合,线路的II 段的整定

Ω=⨯⨯+⨯⨯=+=--04.154.02085.04.0308.011）（）（E D I

rel D C II rel II set L z K z L K Z

（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。考虑到各种误差因素，要求灵敏系数应满足 25.1≥sen K

253.1==-D

C L II

set sen

Z Z K 满足要求

（3） 动作时间，与相邻线路D-E L 距离I 段保护配合，则

s t t t I II 5.0=∆+=

它能同时满足与相邻保护以及与相邻变压器保护配合的要求。