继电保护课程设计_线路距离保护原理

继电保护原理课程设计报告

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指导教师：

交通大学自动化与电气工程学院

2014年7月11日

1 设计原始资料

1.1 具体题目

如下图1所示网络，系统参数为

:

E ϕ=、X G1=15Ω、X G2=11Ω、X G3=11Ω、L 1=L 2=61km ，51=BC L km 、

31=CD L km 、21=DE L km ，线路阻抗/4.0Ωkm ，85.0===I I I

I I I rel rel rel K K K ，I BCmax =311A 、

I CDmax =211A 、I DEmax =151A 、5.1=ss K ，2.1=re K 。

A

B

图1电力系统示意图

试对线路中保护8和保护1做距离保护。

1.2 要完成的容

本次课程设计要完成的容是熟悉线路的距离保护原理及对保护1和护保护8进行整定计算，并对所要用的互感器进行选择。

2 分析要设计的课题容

2.1 设计规程

在设计中要满足继电保护的四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。各个保护之间要相互配合，保证每个保护都不会出现勿动和拒动现象。并且在各个保护的配合下，实现全线的有效保护，杜绝“死区”的存在。

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，一般可以忽略。

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

与相邻的下级线路距离保护Ⅰ段相配合，同时带有高出一个t ∆的时限，以保证选择性,例如在图2中，保护1的整定阻抗值为：

)Ι

2set min AB 1⋅⋅⋅+=Z K (Z K Z b rel set I I I I

动作时间：

t Ⅱ=t 1+∆t 2.2.2 后备保护配置

当主保护因为各种原因没有动作，在延时很短时间后（延时时间根据各回路的要求），由后备保护将启动并动作，将故障回路跳开。在距离保护中还应该装设距离保护第Ⅲ段，来作为距离Ⅰ段与距离Ⅱ段的后备保护。

距离Ⅲ段：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段保护围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 QF8距离保护的整定与校验

3.1.1 QF8距离保护第I 段整定

(1) QF8的Ⅰ段的整定阻抗为：

Ω=⨯⨯=I I 74.204.06185.018Z L K Z AB rel set

(2) 动作时间

0s I =t 3.1.2 QF8距离保护第Ⅱ段整定

(1) 与相邻发电机G 2的速断保护相配合，QF8的Ⅱ段的整定阻抗为：

)(1min 8G b AB rel set Z K Z K Z ⋅I I I I ⋅+=

其中 ： 11

2

==

I I K b 由此可求出保护8的距离保护Ⅱ段的整定值为： Ω

=⨯+⨯⨯=+=⋅I I I I ⋅09.301114.06185.0)

(1min 8）

（G b AB rel set Z K Z 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。

25.1253.14

.06109.308set sen

>=⨯==I I

⋅AB Z Z K

即满足灵敏度sen 1.25K ≥的要求。

(3) 动作时间，与距离Ⅰ段保护配合，则 ІІІ=+Δ=0.5t t t s 3.1.3 QF8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。

Ω=⨯⨯==3.16335

.03110

9.0max min 3min L L I U Z

Ω=⨯⨯==I I I

I I I

11.775

.12.185.03.163min 8

.set ss re rel L K K K Z Z

其中,取rel =0.85K Ⅲ

，2.1re =K ，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远后备保护，灵敏度应分别进行校验。

作为近后备保护时，按本线路末端短路进行校验，计算式为：

5.11

6.34

.06111.778sen

>=⨯==I I I

AB set Z Z K

即满足灵敏度sen 1.5K ≥的要求。

作为远后备保护时，按相邻线路末端短路进行校验，计算式为：

2.118.211

4.2411.7718

sen

>=+=+=I I I G AB set Z Z Z K 即满足灵敏度sen 1.2K ≥的要求。

(3) 动作延时

s t t t 5.38=∆+=I I I I I I

3.2 QF1距离保护的整定与校验

3.2.1 QF1距离保护第I 段整定

(1) 线路3L 的Ⅰ段的整定阻抗为：

Ω=⨯⨯==I

I 14.74.02185.013rel 5set z L K Z

(2) 动作时间

0s I =t

3.2.2 QF1距离保护第Ⅱ段整定

(1)由于线路DE 在系统的末端，所以在整定时无需考虑下级的保护，只要整定值满足线路全长速断即可。线路DE 的Ⅱ段的整定阻抗为：

Ω=⨯⨯==I I

5.104.02125.11sen 2z L K Z DE set

(3) 动作时间:

ІІI =+Δ=0.5s t t t

3.2.3 QF1距离保护第Ⅲ段整定

由于保护1的距离保护Ⅱ段已经能够满足线路全长的保护，所以无需做Ⅲ段整定就能满足要求。然而考虑到距离保护可能会出现故障拒动，所以可以另设熔断器来更好的保护线路。