三段式距离保护设计

继电保护课程设计题目:三段式距离保护设计院系名称：电气工程学院专业班级：电气F1302学生姓名：学号：指导教师：教师职称：评语及成绩：指导教师：日期：电力系统继电保护课程设计任务书专业班级电气F1306组别第二组题目三段式距离保护设计课程性质工程设计课题来源自拟指导教师康建伟设计要求1.保护配置的设计；2.进行整定计算（包括短路电流、电压或阻抗计算，主保护的整定计算和后备保护的整定计算）；3.设备的选择及原理图；4.保护评价。说明书要求1.设计原始材料；2.计算方法简介；3.硬件设计及结果分析；4.总结；5参考文献。算例G1G2G3G4T1T3T2T4T5T6ABC1234发电机以发－变组接入系统，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，T5和T6可能运行1台或2台。参数为：UN=115KV、X1G1=X1G2=15Ω，X1G3=X1G4=10Ω，X1T1=X1T2=X1T3=X1T4=10Ω，X1T5=X1T6=20Ω，X0T5=X0T6=40Ω，X0T1=X0T2=X0T3=X0T4=30Ω，LA-B=60km，LB-C=40km，X1=X2=0.4Ω/km,X0=1.2Ω/km，线路阻抗角φ为75°，IA-BLmax=IC-BLmax=300A，负荷功率因数角为30°，Kss=1.2，Kre=1.2，KⅠrel=0.85，KⅡrel=0.75。变压器均装有快速差动保护，请对4进行距离保护设计。审查意见系（教研室）主任签字：年月日课程设计目录1.设计题目及资料....................................................21.1具体题目.....................................................21.2完成内容.....................................................22分析课题设计内容..................................................22.1设计规程.....................................................22.2保护配置.....................................................32.2.1主保护配置.............................................32.2.2后备保护配置...........................................43路电流及残压计算..................................................43.1等效电路的建立...............................................43.2保护短路点的选取.............................................53.3短路电流的计算...............................................53.3.1最大运行方式短路电流计算...............................53.3.2最小运行方式短路电流计算...............................54保护的配合及整定计算..............................................64.1保护4距离保护的整定与校验...................................64.1.1保护4距离保护第I段整定...............................64.1.2保护4距离保护第II段整定..............................64.1.3保护4距离保护第III段整定：...........................75继电保护设备选择..................................................85.1互感器的选择.................................................85.1.1电流互感器的选择.......................................85.1.2电压互感器的选择......................................105.2继电器的选择................................................115.2.1按使用环境选型........................................115.2.2按输入信号不同确定继电器种类..........................115.2.3输入参量的选定........................................115.2.4根据负载情况选择继电器触点的种类和容量................116二次展开图的绘制.................................................126.1保护测量回路................................................126.1.1绝对值比较原理的实现..................................126.2保护跳闸回路................................................146.2.1起动回路..............................................146.2.2测量回路..............................................156.2.3逻辑回路..............................................157对距离保护的评价.................................................158设计心得.........................................................16参考文献........................................................16课程设计1.设计题目及资料1.1具体题目G1G2G3G4T1T3T2T4T5T6ABC1234发电机以发－变组接入系统，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，T5和T6可能运行1台或2台。参数为：UN=115KV、X1G1=X1G2=15Ω，X1G3=X1G4=10Ω，X1T1=X1T2=X1T3=X1T4=10Ω，X1T5=X1T6=20Ω，X0T5=X0T6=40Ω，X0T1=X0T2=X0T3=X0T4=30Ω，LA-B=60km，LB-C=40km，X1=X2=0.4Ω/km,X0=1.2Ω/km，线路阻抗角φ为75°，IA-BLmax=IC-BLmax=300A，负荷功率因数角为30°，Kss=1.2，Kre=1.2，KⅠrel=0.85，KⅡrel=0.75。变压器均装有快速差动保护，请对4进行距离保护设计。1.2完成内容我们要完成的内容是实现对线路的距离保护。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分析课题设计内容2.1设计规程在距离保护中应满足一下四个要求，即可靠性、选择性、速动性和灵敏性。这几个之间，紧密联系，既矛盾又统一，必须根据具体电力系统运行的主要矛盾和矛盾的主要方面，配置、配合、整定每个电力原件的继电保护。充分发挥和利用继电保护的科学性、工程技术性，使继电保护为提高电力系统运行的安全性、稳定性和经济性发挥最大效能。可靠性包括安全性和信赖性，是对继电保护性能的最根本要求。所谓安全性，是要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作，即不发生误动作。所谓信赖性，课程设计是要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作，即不发生拒绝动作。安全性和信赖性主要取决于保护装置本身的制造质量、保护回路的连接和运行维护的水平。一般而言，保护装置的组成原件质量越高、回路接线越简单，保护的工作就越可靠。同时，正确的调试、整定，良好的运行维护以及丰富的运行经验，对于提高保护的可靠性具有重要作用。继电保护的选择性是指保护装置动作时，在可能最小的区间内将故障从电力系统中断开，最大限度的保证系统中无故障部分仍能继续安全运行。它包含两种意思：其一是只应有装在故障元件上的保护装置动作切除故障；其二是要力争相邻原件的保护装置对它起后备保护作用。继电保护的速动性是指尽可能快的切出故障，以减少设备及用户在大短路电流、低电压下运行的时间，降低设备的损坏程度，提高电力系统并列运行的稳定性。动作迅速而又能满足选择性要求的保护装置，一般结构都比较复杂，价格比较昂贵，对大量的中、低压电力原件，不一定都采用高速动作的保护。对保护速动性要求的保护装置，一般结构都比较复杂，价格比较昂贵，对大量的中、低压电力原件的具体情况，经技术经济比较后确定。继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的能力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在规定的保护范围内部故障时，在系统任意的运行条件下，无论短路点的位置、短路的类型如何以及短路点是否有过渡电阻，当发生短路时都能敏锐感觉、正确反应。灵敏性通常用灵敏系数或灵敏度来衡量，增大灵敏度，增加了保护动作的信赖性，但有时与安全性相矛盾。对各类保护的的灵敏系数的要求都作了具体规定，一般要求灵敏系数在1.2~2之间。以上四个基本要求是评价和研究继电保护性能的基础，在它们之间，既有矛盾的一面，又要根据被保护原件在电力系统中的作用，使以上四个基本要求在所配置的保护中得到统一。继电保护的科学研究、设计、制造和运行的大部分工作也是围绕如何处理好这四者的辩证统一关系进行的。相同原理的保护装置在电力系统不同位置安装时如何配置相应的继电保护，才能最大限度地发挥被保护电力系统的运行效能，充分体现着继电保护工作的科学性和继电保护工程实践的技术性。2.2保护配置2.2.1主保护配置距离保护的主保护是距离保护Ⅰ段和距离保护Ⅱ段。（1）距离保护第Ⅰ段距离保护的第Ⅰ段是瞬时动作的，是保护本身的固有动作时间。以保护2为例，其第Ⅰ段保护本应保护线路A-B全长，即保护范围为全长的100％，然而实际上却是不可能的，因为当线路B-C出口处短路时，保护2第Ⅰ段不应动作，为此，其启动阻抗的整定值必须躲开这一点短路时所测量到的阻抗ABZ,整定阻抗setZABZ.考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差，需引入可靠系数课程设计kK，（一般取0.8～0.85），则(0.8~0.85)setABZZ同理对保护1的第Ⅰ段整定值应为'10.80.85dZBCZZ（～）如此整定后，距离Ⅰ段就只能保护本线路全长的80％～85％，这是一个严重缺点。为了切除本线路末端15％～20％范围以内的故障，就需设置距离保护第Ⅱ段。（2）距离保护第Ⅱ段距离Ⅱ段整定值的选择是类似于限时电流速断的，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。例如在图1-1单侧电源网咯中，当保护1第Ⅰ段末端短路时，保护2的测量阻抗2Z为'21ABdZZZZ引入可靠系数kK，保护2的启动阻抗为''21()0.80.80.85dZkABdZABBCZKZZZZ［（～）］距离Ⅰ段与Ⅱ段联合工作构成本线路的主保护。2.2.2后备保护配置距离保护第Ⅲ段，装设距离保护第Ⅲ段是为了作为相邻线路保护装置和断路器拒绝动作的后