(整理)输电线路距离保护设计(1).

精品文档精品文档辽宁工业大学电力系统继电保护课程设计（论文）题目：110kV输电线路距离保护设计（4）院（系）：电气工程学院专业班级：电气104学号：100303124学生姓名：甄景瑞指导教师：（签字）起止时间：2013.12.30—2014.1.9精品文档精品文档精品文档精品文档课程设计（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学号100303124学生姓名甄景瑞专业班级电气104课程设计（论文）题目110kV输电线路距离保护设计（5）课程设计（论文）任务系统接线图如图：课程设计的内容及技术参数参见下表设计技术参数工作量线路每公里阻抗为Z1=0.44/km,线路阻抗角为φL=55°,AB、BC线路最大负荷电流为380A,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=13Ω,ZsAmin=8Ω,ZsBmax=28Ω,ZsBmin=15Ω。归算至115kV的各变压器阻抗为84.7Ω,容量ST为15MV.A。其余参数如图所示。1．计算保护1距离保护第Ⅰ段的整定值和灵敏度。2.计算保护1距离保护第Ⅱ段的整定值和灵敏度。3.计算保护1距离保护第Ⅲ段的整定值和灵敏度。4．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。5．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）？6．绘制三段式距离保护的原理框图。并分析动作过程。7.采用MATLAB建立系统模型进行仿真分析。stOP5.08stOP178E6562km38km2174330kmDCBA系统接线图精品文档精品文档续表进度计划第一天：收集资料，确定设计方案。第二天：距离I段整定计算及灵敏度校验。第三天：距离II段整定计算及灵敏度校验。第四天：距离III段整定计算及灵敏度校验。第五天：系统振荡和短路过渡电阻影响分析。第六天：绘制保护原理图。第七、八天：MATLAB建模仿真分析。第九天：撰写说明书。第十天：课设总结，迎接答辩。指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算精品文档精品文档摘要线路的电流电压保护构成简单，可靠性好，用于中、低压电网一般能满足对保护性能的要求。但是由于其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110KV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。距离保护是一种反映物理量，测量阻抗下降而动作的保护，可构成三段式距离保护即本设计所采用的保护方式，首先对系统中保护1的各段整定值和灵敏度进行计算，然后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。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；系统振荡；MATLAB仿真；精品文档精品文档目录第1章绪论...........................................................11.1继电保护概况......................................................11.2本文研究内容......................................................1第2章输电线路距离保护整定计算.........................................22.1保护1距离保护第Ⅰ段整定计算......................................22.2保护1距离保护第Ⅱ段整定计算......................................22.3保护1距离保护第Ⅲ段整定计算......................................32.4系统振荡和短路过渡电阻影响分析....................................42.4.1系统在最小运行方式下发生振荡..................................42.4.2系统发生带过渡阻抗的相间短路.................................6第3章线路距离保护原理图..............................................83.1距离保护原理图....................................................83.2距离保护原理说明..................................................8第4章MATLAB建模仿真分析.............................................104.1距离保护MATLAB建模..............................................104.2距离保护仿真波形及分析...........................................11第5章课程设计总结...................................................14参考文献..............................................................15精品文档精品文档第1章绪论1.1继电保护概况电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。电力系统由各种电气元件组成，由于自然环境、制造质量、运行维护水平等诸方面的原因，电力系统中的各种元件在运行中不可能一直保持正常状态。根据断路通常伴随着电流显著增大的特征，首先出现了电流超过预定值即动作的过电流保护，最早出现的过电流保护是熔断器，其特点是集保护装置与断电装置于一体，因而简单可靠，但也有诸多缺点，动作精度差，配合难度大，断流能力有限，恢复供电麻烦。随着电力系统的发展，对继电保护的性能要求不断提高，于是出现了作用于断路器的过电流继电器。20世纪初，继电器开始广泛应用于电力系统的保护。1901年出现了感应型过电流继电器。1908年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理。1910年方向性电流保护原理得到应用。1920年输电线路距离保护装置诞生。20世纪60年代末，有人提出了用小型计算机实现继电保护装置的设想，因当时小型计算机在价格、体积、性能方面的种种原因而未能投入实用。但却由此开始了对继电保护计算计算法的大量研究，为后来微型计算机型继电保护装置的发展奠定了理论基础。微机型保护除了具有保护功能外，还可兼有故障录波、故障测距、事件顺序记录以及网络通信等铺筑功能，这对简化保护的调试、事故分析和事故后的处理等都有重大意义。由于微机型保护装置的巨大优越性和潜力，因而受到了运行人员的广泛欢迎，可以说微机型保护代表着电力系统继电保护的未来。1.2本文研究内容本文主要研究针对于简单的电力系统，分析其距离三段式保护的原理及动作过程。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，然后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。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，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。精品文档精品文档第2章输电线路距离保护整定计算2.1保护1距离保护第Ⅰ段整定计算为配合方便，先求出1、3、4QF断路器处保护第Ⅰ段的整定值，即:10.80.443010.5655setrelABZKZ30.80.443213.3855setrelBCZKZ40.80.446221.8255setrelCDZKZ断路器1、3、4QF处距离保护第Ⅰ段的动作时间和灵敏度分别为：0431opopopttt13377.3%sensensenKKK2.2保护1距离保护第Ⅱ段整定计算1QF处保护的相邻元件为BC线和并联运行的变压器T。当1QF处距离保护第Ⅱ段与BC线段第Ⅰ段配合时，有)(3min1setbABrelsetZKZKZⅡⅡminminmax80.44301111.7628BCsAABABBBbABABABsBIZZIIIKIIIZmaxmaxmin130.443011315sAABbsBZZKZ故10.80.44301.7613.385522.6755setZⅡ和变压器配合时，因为AMVST3.6,按《技术规程》2.3.3.2条，应装纵差保护，故变压器第Ⅰ段保护范围应至低压母线E上，'1min55setrelABrelTZKZKKZⅡⅡⅡ=精品文档精品文档(0.80.44300.81.7642.4)5570.2655试中，8.0'relⅡK，TTZZ21'(考虑两台变压器并列运行)，min1.76bK选7486.281ⅡsetZ为整定值。距离保护第Ⅱ段的动作时间为：stop5.01Ⅱ第Ⅱ段保护的灵敏度为：129.192.211.50.4430setsenABZKZⅡⅡ满足灵敏度要求。2.3保护1距离保护第Ⅲ段整定计算因为采用方向阻抗元件，故距离保护第Ⅲ段的整定值应按一下条件整定。第一，躲过最小负荷阻抗，即：)cos(9.031max1LsetLerelsetIUKZⅢⅢ由题意知：9.0cosL,即8.25L，而63set故11150.350.9359.71550.4cos(5525.8)setZⅢ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：stop5.21Ⅲ第二，与相邻线距离保护第Ⅱ段配合，即：ⅡⅢ3min'1setbrelABrelsetZKKZKZ，8.0'relrelKKⅠⅡⅡ4'min3setbBCrelsetZKZKZ，1'minbK30.80.443822.3231.2355setZⅡⅡⅢ3min18.0setbABsetZKZZ精品文档精品文档0.80.44301.7631.54550.813.255.55554.9655应取632.531ⅢsetZ为相间距离保护第Ⅲ段的整定值。按与相邻距离保护第Ⅱ段配合，第Ⅲ段距离保护的动作时间为：tttopopⅡⅢ31试中，Ⅱ3opt——相邻线路重合后不经振荡闭锁的距离保护第Ⅱ段的动作时间。取第Ⅲ段的动作时间为：stop5.21Ⅲ进行距离保护第Ⅲ段的灵敏度校验：当作为近后备时，153.24.031.50.4430setsenABZKZⅢ当作为远后备时，1max53.20.950.44302.57380.44setsenABbBCZKZKZⅢ可见，作为近后备保护时，可满足灵敏度要求，作为BC线远后备保护时，却不满足灵敏度要求，作为变压器的远后备保护时，更不满足灵敏度的要求，故应考虑取165.3655setZⅢ为整定值，这时灵敏度得到提高，为1.21，接近满足要求。2.4系统振荡和短路过渡电阻影响分析2.4.1系统在最小运行方式下发生振荡求系统在最小运行方式下振荡时最小测量阻抗minmZ。180时保护安装处的测量阻抗为：