电力系统继电保护课程设计

西安理工大学高科学院课程设计1目录前言...............................................21.设计原始资料...........................................................................................31.1具体题目...........................................................................................................1.2完成内容...........................................................................................................2.分析课题设计内容...................................................................................32.1保护配置............................................................................................................3.保护配合的整定.......................................................................................43.1线路L1距离保护的整定与校验....................................................43.1.1线路L1距离保护第Ⅰ段整定....................................................................43.1.2线路L1距离保护第Ⅱ段整定....................................................................53.1.3线路L1距离保护第Ⅲ段整定....................................................................63.2线路L2距离保护的整定与校验......................................................63.2.1线路L2距离保护第Ⅰ段整定........................................................................63.2.2线路L2距离保护第Ⅱ段整定........................................................................63.2.3线路L2距离保护第Ⅲ段整定........................................................................73.3线路L3距离保护的整定与校验........................................................83.3.1线路L3距离保护第Ⅰ段整定........................................................................83.3.2线路L3距离保护第Ⅱ段整定.........................................................................83.3.3线路L3距离保护第Ⅲ段整定.........................................................................9总结.............................................11西安理工大学高科学院课程设计21设计原始资料1.1具体题目如下图所示网络，系统参数为：E115/3kV，151GZ，102GZ,103GZ,12L=L=60km，kmL403，B-CL=50km，C-DL=30km，D-EL=20km线路阻抗为0.4Ω/km,85.0'relK，8.0''relK，2.1reK15.1'''kB-C.maxI=300A、C-D.maxI=200A、D-E.maxI=150A，5.1msKG1G2G3987645123ABCDEL1L2L3试对线路L1、L2、L3进行距离保护的设计。2.分析课题设计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。图2.1网络接线图（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西安理工大学高科学院课程设计3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,即'2dZZABZ.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kK，（一般取0.8～0.85），则'2dZZ=（0.8～0.85）ABZ（2-1）同理对保护1的第Ⅰ段整定值应为'1dZZ=（0.8～0.85）BCZ（2-2）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2Z=ABZ+'1dZZ（2-3）引入可靠系数kK，保护2的启动阻抗为'2dZZ=kK（ABZ+'1dZZ）=0.8［ABZ+（0.8～0.85）BCZ］（2-4）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备保护，同时也作为Ⅰ、Ⅱ段的后备保护。对距离Ⅲ段整定值的考虑是与过电流保护相似的，其启动阻抗要按躲开正常运行时的最小负荷阻抗来选择，而动作时限应使其比距离Ⅲ段保护范围内其他各保护的最大动作时限高出一个△t。西安理工大学高科学院课程设计43保护的配合及整定计算3.1主保护的整定计算3.1.1线路L1距离保护第I段整定（1）线路L1的I段的整定阻抗为11relsetzLKZII（3-1）=0.85600.4=20.4（2）动作时间。s0tI（第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间）。3.1.2线路L1距离保护第II段整定（1）与相邻线路CBL距离保护I段相配合，线路L1的II段的整定阻抗为）。IIIIIZKLKZ2setb.min11relsetz(（3-2）=0.8（600.4+3.50.85500.4）=66.8IZset.2—线路CBL的I段整定阻抗，其值IZset.2=IKrel1zCBL（3-3）=0.85500.4=17b.minK—线路CBL对线路L1的分支系数；其求法如下:1min.IIkb式中L1Z=24,242LZΩ,L316Z代入得6.9241624163232ZZZZZ,IIZZZI246.96.911,所以西安理工大学高科学院课程设计51min.IIkb=5.3246.96.9II（2）灵敏度校验距离保护II段，要求灵敏系数应满足25.17.2248.661''LsetsenZZK满足要求（3）动作时间，与相邻线路CBL距离I段保护配合，则，s5.0tttIII它能同时满足与相邻保护以及与相邻变压器保护配合的要求。3.1.3线路L1距离保护第III段整定（1）按与相邻下级线路距离保护II段配合时，线路L1的III段的整定阻抗为)(II3setminb1reiset。。ZKZKZLIIIIII（3-4）=1.15(24+116.24)=55.384式中IIIZset—距离III段的整定阻抗；IIIKrel—可靠系数;minb。K—线路DCL对线路CBL的分支系数，单线系时，其值为1。IIZset.3—线路CBL的II段整定阻抗，其值为IIZset.2=）。ICBIIZKZK2setb.minrel(（3-5）=0.8(20+10.854.030)=24.16（2）灵敏度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5.1307.224384.551LsetsenZZKJ满足要求。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2.126.120124384.55max.1CBbLsetsenZKZZKy满足要求。西安理工大学高科学院课程设计63.2线路L2距离保护的整定与校验3.2.1线路L2距离保护第I段整定（1）线路L2的I段的整定阻抗为12relsetzLKZII（3-6）=0.85600.4=20.4（2）动作时间。s0tI（第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间）。3.2.2线路L2距离保护第II段整定（1）与相邻线路CBL距离保护I段相配合，线路L2的II段的整定阻抗为）。IIIIIZKLKZ2setb.min12relsetz(（3-7）=0.8（600.4+3.517）=66.8式中IIZset—距离II段的整定阻抗；2L1z—线路L2的阻抗；IIKrel—可靠系数；IZset.2—线路CBL的I段整定阻抗，其值IZset.2=IKrel1zCBL（3-8）=0.85500.4=17。b.minK—线路CBL对线路L2的分支系数,其大小与线路CBL对线路L1的分支系数大小相同，为3.5。（求法同上）（2）灵敏度校验距离保护II段，要求灵敏系数应满足25.178.2248.662LsetsenZZK满足要求。（3）动作时间，与相邻线路CBL距离I段保护配合，则，s5.0tttIII西安理工大学高科学院课程设计7它能同时满足与相邻保护以及与相邻变压器保护配合的要求。3.2.3线路L2距离保护第III段整定（1）按与相邻下级线路距离保护II段配合时，线路L2的III段的整定阻抗为)(II2setminbreiset。。ZKZKZABIIIIII（3-9）=1.15(24+116.24)=55.384IIZset.2—线路CBL的II段整定阻抗，其值为IIZset.2=）。ICBIIZKZK3setb.minrel(（3-10）=0.8(20+10.854.030)=24.16式中，IZset.3为线路DCL的I段整定阻抗。（2）灵敏度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5.131.224384.552)1(LsetsenZZK满足要求。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2.126.120124384.55max.2)2(CBbLsetsenZKZZK满足要求。3.3线路L3距离保护的整定与校验3.3.1线路L3距离保护第I段整定（1）线路L3的I段的整定阻抗为13relsetzLKZII（3-11）=0.85400.4=13.6（2）动作时间。s0tI（第I段实际动作时间为保护装置固有的动作