输电线路距离保护设计

新疆工业高等专科学校电气与信息工程系课程设计说明书输电线路距离保护专业班级：电力系统自动化09-9（2）班学生姓名：指导教师：完成日期：2011年12月25日电气系《电力系统继电保护》课程设计任务书10/11学年上学期2011年12月25日专业电力系统自动化班级电力09-9（2）班实训名称继电保护设计题目输电线路距离保护指导教师张尧起止时间2011.12.10—2011.12.25周数2设计地点B309实训目的：通过课程设计，使我们进一步巩固和加深对所学专业理论知识的理解，培养我们设计、计算、绘图、文献查阅、报告撰写等基本技能；培养我们独立分析和解决工程实际问题的能力；培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。设计要求：1、计算保护1距离保护第Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段的整定值和灵敏度。2、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。3、当距保护1出口20km处发生带过渡电阻Rarc=12Ω的相间短路时，保护1的三段式距离保护将作何反应（设B母线上电源开路）？4、绘制三段式距离保护的原理框图。实训进度与要求：1、收集资料，确定设计方案。2、进行三段式距离保护整定值计算及灵敏度校验。3、分析在系统振荡情况下及发生带过渡电阻短路的情况下三段式距离保护的工作情况。4、绘制保护原理图。5、撰写说明书。主要参考书及参考资料：[1]尹项根曾克娥.电力系统继电保护原理与应用.武汉：华中科技大学出版社,2001[2]张保会尹项根.电力系统继电保护.北京：中国电力出版社,2005[3]马永翔.电力系统继电保护.重庆：重庆大学出版社，2004[4]韩笑.电气工程专业毕业设计指南继电保护分册.北京：中国水利水电出版社，2003教研室主任（签名）系（部）主任（签名）年月日新疆工业高等专科学校电气与信息工程系课程设计评定意见设计题目：输电线路距离保护学生姓名：王小妍专业电力系统自动化班级电力09-9（2）班评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日评定意见参考提纲：1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。2.学生的勤勉态度。3.设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。摘要本次继电保护设计是输电线路距离保护设计。本文首先介绍了电力系统继电保护的基础知识，根据给定内容及技术参数，进行相间整定计算，制定出反应其输电线路上相间短路、接地短路故障的继电保护配置方案。通过对所配置的继电保护进行整定计算和校验，论证继电保护配置的正确性。并加装自动重合闸装置，提高供电可靠性。并对部分输电线路继电保护回路进行了设计。本次设计让我了解到系统震荡下，保护1各段距离保护的动作及过渡电阻影响下，保护1各段距离保护的动作情况。关键词：输电线路继电保护整定计算-0-目录第一章说明书...........................................................11.1课程设计目的..........................................................11.2课程设计内容及技术参数................................................1第二章输电线路距离保护..................................................32.1距离保护的概念........................................................32.2距离保护的特性.......................................................32.3距离保护的组成........................................................42.4装置构成..............................................................42.4.1阻抗继电器..........................................................42.4.2接线方法...........................................................52.4.3距离保护的基本原理及特点............................................52.4.4距离保护的基本原理..................................................62.4.5注意事项............................................................7第三章保护1相间距离保护整定计算........................................83.1相间距离I段整定计算..................................................83.2相间距离II段整定计算.................................................83.3相间距离III段整定计算................................................9第四章距离保护的动作情况..............................................104.1系统震荡下，保护1各段距离保护的动作情况.............................104.1.1系统震荡特性.......................................................104.1.2系统振荡时测量阻抗时测量阻抗的变化规律.............................124.1.3结论...............................................................134.2过渡电阻影响下，保护1各段距离保护的动作情况.........................144.2.1过渡电阻的性质.....................................................144.2.3结论...............................................................14第五章三段式距离保护的原理框图........................................16第六章总结.............................................................17参考文献................................................................18输电线路距离保护-1-第一章说明书1.1课程设计目的《电力系统继电保护》课程是电气工程及其自动化专业的主要专业课程之一，在学完本课程之后，通过课程设计，使自己进一步巩固和加深对所学专业理论知识的理解，培养自己设计、计算、绘图、文献查阅、报告撰写等基本技能；培养自己独立分析和解决工程实际问题的能力；培养自己的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。1.2课程设计内容及技术参数（1）原始资料:系统接线图系统的主要参数：线路每公里阻抗为Z1=0.44/km，线路阻抗角为：φL=65°。AB、BC线路最大负荷电流为400A,负荷功率因数为cosφL=0.9。8.0IrelK,8.0relK35.0relK。电源电势为E=115kV。ZsAmax=10Ω,ZsAmin=8Ω,ZsBmax=30Ω,ZsBmin=15Ω。stOP17stOP5.088E6562km38km2174330kmDCBA图1-1系统接线图输电线路距离保护-2-归算至115kV的各变压器阻抗为84.7Ω,容量ST为15MV.A。其余参数如图1-1所示。（2）设计要求：计算保护1距离保护第Ⅰ段、Ⅱ段、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。当距保护1出口20km处发生带过渡电阻Rarc=12Ω的相间短路时，保护1的三段式距离保护将作何反应（设B母线上电源开路）？（3）绘制三段式距离保护的原理框图。输电线路距离保护-3-第二章输电线路距离保护2.1距离保护的概念距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗）。并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。该装置的主要元件为距离（阻抗）继电器，它可根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短路点间的阻抗值，此阻抗称为继电器的测量阻抗。当短路点距保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短；当短路点距保护安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增长，这样就保证了保护有选择性地切除故障线路。用电压与电流的比值(即阻抗)构成的继电保护，又称阻抗保护，阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与距离保护电流的比值：U/I=Z，也就是短路点至保护安装处的阻抗值。因线路的阻抗值与距离成正比，所以叫距离保护或阻抗保护。距离保护分为接地距离保护和相间距离保护等。距离保护分的动作行为反映保护安装处到短路点距离的远近。与电流保护和电压保护相比，距离保护的性能受系统运行方式的影响较小。2.2距离保护的特性当短路点距保护安装处近时，其量测阻抗小，动作时间短;当短路点距保护安装处远时，其量测阻抗大,动作时间就增长，这样保证了保护有选择性地切除故障线路。距离保护的动作时间(t)与保护安装处至短路点距离(l)的关系t=f(l),称为距离保护的时限特性。为了满足继电保护速动性、选择性和灵敏性的要求，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，它们分别与电流速断、限时电流速断及过电流保护相对应。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%;第Ⅱ段与限时电流速断相似,它的保护范围应不超出下一条线路距离第Ⅰ段的保护范围，并带有高出一个△t的时限以保证动作的选择性;第Ⅲ段与过电流保护相似，其起动阻抗按躲开正常运行时的负荷参量来选择，动作时限比保护范围内其他各保护的最大动作时限高出一个△t。输电线路距离保护-4-2.3距离保护的组成(1)测量部分，用于对短路点的距离测量和判别短路故障的方向。(2)启动部分，用来判别系统是否处于故障状态。当短路故障发生时，瞬时启动保护装置。有的距离保护装置的启动部分兼起后备保护的作用。(3)振荡闭锁部分，用来防止系统振荡时距离保护误动作。(4)二次电压回路断线失压闭锁部分，当电压互感器（TV）二次回路断线失压时，它可防止由于阻抗继电器动作而引起的保护误动作。但当TV断线时保护可以选择投/退“TV断线相过流保护”。(5)逻辑部分，用来实现保护装置应有的性能和建立各段保护的时限。(6)出口部分，包括跳闸出口和信号出口，在保护动作时接通跳闸回路并发出相应的信号。2.4装置构成一般情况下,距离保护装置由以下4种元件组成。①起动元件：在发生故障的瞬间起动整套保护，并可作距离保护为距离保护的第Ⅲ段。起动元件常取用过电流继电器或低阻抗继电器。②方向元件：保证保护动作的方向性，防止反方向故障时保护误动作。方向元件可取用单独的功率方向继电器，也可取用功率方向继电器与距离元件结合构成方向阻抗继电器。③距离元件：距离保护装置的核心部分。它的作用是量测短路点至保护安装处的距离。一般采用阻抗继电器。④时限元件：配合短路点的远近得到所需的时限特性，以保证保护动作的选择性。一般采用时间继电器。2.4.1阻抗继电器阻抗继电器的类型很多，实现