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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）

院（系）：电气工程学院

专业班级：电气1

学号：

学生姓名：

指导教师：（签字）

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电气工程学院教研室：电气工程及其自动化

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 (3)

2.1 距离Ι段整定计算 (3)

2.2距离Ⅱ段整定计算 (3)

2.3距离Ⅲ段整定计算 (4)

2.4系统振荡和短路过渡电阻影响分析 (5)

第3章距离保护原理图的绘制与动作过程分析 (7)

3.1距离保护原理图 (7)

3.2距离保护原理说明 (7)

第4章 MATLAB建模仿真分析 (9)

4.1距离保护的MATLAB仿真 (9)

4.2距离保护仿真波形及分析 (10)

第5章课程设计总结 (11)

参考文献 (12)

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。

继电器对线路的保护是在被保护的电力系统发生故障时，应该由元件的保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度的减少对电力元件本身的损害，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求。继电器会快速准确地反映出设备不正常运行以及维护信号，以便人员及时调节，来保护我们的电力系统。整定计算是针对具体的电力系统，通过网络计算工具进行分析计算、确定配置的各种系统保护的保护方式得到保护装置的定值以满足系统的运行要求。整定计算是继电保护工作中一项非常重要的内容，正确、合理的进行整定计算才能使系统中的各种保护装置和谐的一起工作，发挥积极的作用。

1.2本文研究内容

本文主要对电力系统中，220kV输电线路距离保护进行设计。

其主要内容如下：

（1）首先对系统中保护1的各段整定值和灵敏度进行了整定计算。（2）分析了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。

（3）分析其在具体故障点给定后，保护1的三段式距离保护的动作情况。

（4）分析其动作过程，最后采用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。

第2章 输电线路距离保护整定计算

2.1 距离Ι段整定计算

距离I 段的整定方法按照躲开下一条线路出口处短路的原则整定

（1-1）

其中=0.8，通过该公式计算距离保护第Ⅰ段动作阻抗

为配合方便，先求出1、3、4QF 断路器处保护第Ⅰ段的整定值，即: 确定动作时间：t=0s

整定阻抗角与线路阻抗角相等，保护区为被保护线路全长的80%。

2.2距离Ⅱ段整定计算

在对Ⅱ段进行保护的整定计算时与相邻线路距离保护I 段相配合。当1QF 处距离保护第Ⅱ段与BC 线段第Ⅰ段配合时，有：

)(3min 1I +==set b AB rel set Z K Z K Z ⅡⅡ

69.130

3042.08111max min min =⨯++=++=+=+==

sB AB sA AB B AB B AB AB BC b Z Z Z I I I I I I I K

68.214

3042.01111min max max =⨯++=++=sB AB sA b Z Z Z K 故()Ω︒∠=Ω︒∠⨯+⨯⨯=6957.286968.1369.13042.08.01Ⅱ

set Z

灵敏度校验：

（1-2）

要求：≥1.3～1.5

满足要求。

动作时间：t=0.5s

2.3距离Ⅲ段整定计算

因为采用方向阻抗元件，故距离保护第Ⅲ段的整定值应按以下条件整定。

（一）躲过最小负荷阻抗，即：

（1-3）

由题意知：,即，而 故Ω︒∠=Ω︒-︒⨯⨯⨯=6964.73)8.2569cos(4.09

.035.03115

1Ⅲset Z 按与相邻距离保护第Ⅲ段动作时间配合，第Ⅲ段距离保护的动作时间为：

（二）与相邻线距离保护第Ⅱ段配合，即：

ⅡⅢ3min '1set b rel AB rel set Z K K Z K Z +=，

()

ⅠⅡⅡ4'min 3set b BC rel set Z K Z K Z +=， ()Ω︒∠=Ω+⨯⨯6951

.3404.263845.08.03Ⅱset Z