电力系统继电保护课程设计

1课程设计报告课程名称电力系统继电保护设计题目110kV线路距离保护的设计设计时间2016-2017学年第一学期专业年级电气134班姓名王学成学号2013011983提交时间2016年12月19日成绩指导教师何自立许景辉水利与建筑工程学院1摘要.......................................................................................................................................1第1章、概述...........................................................................................................................21.1距离保护配置............................................................................................................21.1.1主保护配置...................................................................................................21.1.2后备保护配置.............................................................................................31．2零序保护配置.........................................................................................................41.2.1零序电流I段（速断）保护........................................................................41.2.2零序电流II段保护.......................................................................................5第2章、系统分析...................................................................................................................52.1故障分析....................................................................................................................52.1.1故障引起原因...............................................................................................52.1.2故障状态及其危害........................................................................................52.1.3短路简介及类别...........................................................................................62.2输电线路保护主要形式............................................................................................7（1）电流保护......................................................................................................7（2）低电压保护..................................................................................................7（3）距离保护......................................................................................................7（4）差动保护......................................................................................................72.3对该系统的具体分析................................................................................................82.3.1对距离保护的分析........................................................................................82.3.2对零序保护的分析........................................................................................82.4整定计算....................................................................................................................82.4.1距离保护的整定计算....................................................................................82.4.2零序保护的整定计算..................................................................................142.4.3结论.............................................................................................................202.5原理图及动作分析..................................................................................................202.5.1原理图.........................................................................................................202.5.2动作分析.....................................................................................................22第3章、总结.........................................................................................................................222第4章、参考文献.................................................................................................................231摘要距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护装置，又称阻抗保护。当系统正常运行时，保护装置安装处的电压为系统的额定电压，电流为负载电流，而发生短路故障时，其电压降低、电流增大。因此，电压和电流的比值，在正常状态下和故障状态下是有很大变化的。由于线路阻抗和距离成正比，保护安装处的电压与电流之比反映了保护安装处到短路点的阻抗，也反映了保护安装处到短路点的距离。所以可按照距离的远近来确定保护装置的动作时间，这样就能有选择地切除故障。本设计为输电线路的距离保护，简述了输电线路距离保护的原理具体整定方法和有关注意细节，对输电网络距离保护做了详细的描述，同时介绍了距离保护的接线方式及阻抗继电器的分类，分析了系统振荡系统时各发电机电势间的相角差随时间周期性变化和短路过渡电阻影响。最后通过MATLAB建模仿真分析本设计的合理性，及是否满足要求。关键词：距离保护；整定计算；2第1章、概述1.1距离保护配置1.1.1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段线路AB正序阻抗1ABABZZL=0.4×60=24线路BC的正序阻抗1BCBCZZL=0.4×40=16保护1、2的距离保护Ⅰ段.1,2setrelABZKZⅠⅠ=0.85×24=20.4保护3、4的距离保护Ⅰ段.3,4setrelBCZKZⅠⅠ=0.85×16=13.6（2）距离保护Ⅱ段整定计算1）按与相邻线路距离保护Ⅰ段配合整定为保证在下级线路上发生故障时，上级线路保护处的保护Ⅱ段不至于越级跳闸所以其Ⅱ段的动作范围不应该超出下级线路Ⅰ段的动作范围。考虑分支电路的影响，可按下式进行整.1.min.2()IIIIIsetrelABbsetZKZKZ式中，IIrelK为可靠系数，取0.8；为确保在各种运行方式下保护1的Ⅱ段范围不超过保护2的Ⅰ段范围，分支系数Kb取各种情况下的最小值Kb.min。2）与相邻变压器的快速保护相配合整定若被保护线路的末端母线接有变压器时，其距离Ⅱ段保护的动作范围不应超出变压器快速保护（一般是差动保护）的范围，即距离Ⅱ段应躲开线路末端变电所变压器低压侧出口处短路时的阻抗值，设变压器的阻抗为ZT，则起动阻抗整定为.1.min()IIIIsetrelABbtZKZKZ当被保护线路末端母线上既有出线又有变压器时，距离Ⅱ段的整定阻抗应取上述两种情况的较小者。3）保护动作时间的整定312IIIttt(1.5)4）灵敏度校验距离保护Ⅱ段，应能保护线路的全长，本线路末端短路时，应有足够的灵敏度。由于是反映于数值的下降而动作，其灵敏系数定义为具体对保护1的距离Ⅱ段来看，在本线路末端短路时其测量阻抗为ZAB，因此灵敏系数为一般要求，若不满足要求，则距离保护Ⅱ段应与相邻元件的保护Ⅱ段相配合，进一步延伸保护范围，并延长动作时限。5）当校验本线路末端故障时，灵敏度不满足要求时，则距离保护Ⅱ段应与相邻元件的保护Ⅱ段相配合，进一步延伸保护范围，并延长动作时限。保护动作时间：距离Ⅰ段与Ⅱ段联合工作构成本线路的主保护。1.1.2后备保护配置（1）距离保护第III段整定本题按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定当线路上负荷最大且母线电压最低时，负荷阻抗最小，如.min.min.maxLLLUZU4式中.minLZ最小负荷阻抗..minLU为正常运行母线电压的最低值，..maxLI为被保护线路最大负荷电流。此系统选择具有方向圆特性阻抗继电器，由躲开负荷阻抗换算成整定阻抗值，则.min.1cos()IIILsetrelssresetLZZKKK式中set.1IIIZ为保护1距离III段的整