电力系统继电保护课程设计三段式距离保护

电电力力系系统统继继电电保保护护课课程程 设设计计三三段段式式距距离离保保护护 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN] 电力系统继电保护课程设计 选题标号：选题标号：三段式距离保护 班班级：级： 14电气 姓姓名：名： 学学号：号： 指导教师：指导教师：谷宇航 日日期：期： 2017年11月8日 天津理工大学天津理工大学 电力系统继电保护课程设计电力系统继电保护课程设计 评语： 平时考核（30）实验（20）答辩（40）出勤（10） 天津理工大学天津理工大学 目录 一、选题背景一、选题背景 选题意义选题意义 随着电力系统的发展，出现了容量大，电压高，距离长，负荷重，结构复杂的网络，这 时简单的电流，电压保护已不能满足电网对保护的要求。 在高压长距离重负荷线路上，线路的最大负荷电流有时可能接近于线路末端的短路电 流，所以在这种线路上过电流保护是不能满足灵敏系数要求的。另外对于电流速断保护， 其保护范围受电网运行方式改变的影响，保护范围不稳定，有时甚至没有保护区，过电流 保护的动 作时限按阶梯原则来整定，往往具有较长时限，因此，满足不了系统快速切除故障的要 求。对于多电源的复杂网络，方向过电流保护的动作时限往往不能按选择性要求来整定， 而且动作时限长，不能满足电力系统对保护快速性的要求。 设计原始资料设计原始资料 E373kV,Z G1 12、Z G2  20、Z G3 15，L 1  L 2 125km、L 3  70km， 1.2、L BC  42km，L CD  25km，L DE  20km，线路阻抗0.4/km，K rel K rel  K rel 1.15，I BC.max 150A，I CD.max  250A，I DE.max  200A，K ss 1.5， K re  0.85 A 9 L1 G1 7 L2 G2 5L3 G3 L1、L3 进行距离保护的设计。 B 8 C D 6 321 4 E 试对线路 要完成的内容要完成的内容 （1）保护的配置及选择； （2）短路电流计算（系统运行方式的考虑、短路点的考虑、短路类型的考虑）； （3）保护配合及整定计算； （4）对保护的评价。 二、分析要设计的课题内容二、分析要设计的课题内容 设计规程设计规程 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，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~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。 保护配置保护配置 主保护配置主保护配置 距离保护的主保护是距离保护Ⅰ段和距离保护Ⅱ段 图网络接线图 （1）距离保护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 1 为例，其第Ⅰ段 保护本应保护线路 AB 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 BC 出口处短路时，保护 2 的第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 Z AB，即 Z Ⅰop1Z AB，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 KⅠrel（一般取~），则 ZⅠ op1=~ZAB (2-1) 同理对保护 2 的第Ⅰ段整定值应为 ZⅠ op2=（~）ZBC (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保护，即Ⅱ段整定值，以使 保护范围不超出下一条线路（如有多条线路取最短者）距离保护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。则保护 1 的Ⅱ段一次侧整定值为 ZⅡ op1=K Ⅱ rel(ZAB+ZBCK Ⅰ rel) (2-3) 后备保护配置后备保护配置 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。 三、短路电流、残压计算三、短路电流、残压计算 等效电路的建立等效电路的建立 由于短路电流计算是电网继电保护配置设计的基础,因此分别考虑最大运行方式下各 线路未端短路的情况,最小运行方式下各线路未端短路的情况。 保护短路点的选