继电保护课程设计实现对线路的距离保护利用短路时电压电流同时变化的特征,比值反应故障点到保护处距离.doc

电力系统继电保护课程设计 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气09 　 姓 名： 　　 学 号： 　　 指导教师： 　　 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2012 年 7月 7日 1 设计原始资料 1.1 具体题目 如图1.1所示系统中，发电机以发电机-变压器组方式接入系统，最大开机方式为4台机全开，最小开机方式为两侧各开1台机，变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。参数为：，，，，，， ，，，线路阻抗， ，线路阻抗角均为75°，，负荷功率因数角为30°；，，，，变压器均装有快速差动保护。试对1、2、3、4进行距离保护的设计。 图1.1 系统网路连接图 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 保护配置 2.1.1 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 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。整定阻抗.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，（一般取0.8～0.85），则 (2.1) 同理对保护1的第Ⅰ段整定值应为 (2.2) (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的测量阻抗为 (2.3) 引入可靠系数，保护2的启动阻抗为 (2.4) 距离Ⅰ段与Ⅱ段联合工作构成本线路的主保护。 2.1.2 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。 3 短路电流及残压计算 3.1 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。 3.2 保护短路点的选取 本设计中主要考虑母线、线路末端的短路故障。 3.3 短路电流的计算 3.3.1 最大运行方式短路电流计算 (1) 保护2的最大运行方式分析。保护2最大运行方式就是指流过保护2的电流最大即两个发电机共同运行，则 (3.1) (3.2) 式中，为流过保护2的最大短路电流。 (2) 保护4的最大运行方式分析。保护4的最大运行方式就是指流过保护4的电流最大即两个发电机共同运行，而变压器T5、T6两个都同时运行的运行方式，则 (3.3) (3.4) 式中，为流过保护3的最大短路电流。 3.3.2 最小运行方式短路电流计算 (1) 保护2的最小运行方式分析。保护2的最小运行方式就是指流过保护2的电流最小即是在G3和G4只有一个工作时运行方式，则 (3.5) (3.6) 式中，为流过保护2的最小短路电流。 (2) 保护4的最小运行方式分析。保护4的最小运行方式就是指流过保护4的电流最小即是在G3和G4只有一个工作，变压器T3、T4两个中有一个工作时的运行方式，则 (3.7) (3.8) 式中，为流过保护4的最小短路电流。 4 保护的配合及整定计算 4.1 保护2距离保护的整定与校验 4.1.1 保护2距离保护第I段整定 (1) 保护2的I段的整定阻抗为 (4.1) 式中，为保护2距离的I段的整定阻抗。 (2) 动作时限 第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间。 4.2 保护4距离保护的整定与校验 4.2.1 保护4距离保护第I段整定 (1) 保护4的I段的整定阻抗为 (4.2) 式中，为保护4距离I段的整定阻抗。 (2) 动作时间 第I段实际动作时间为保护装置固有的动作时间。 4.2.2 保护4距离保护第II段整定 (1) 整定阻抗：按下面两个条件选择。 ① 当与相邻下级线路距离保护I段配合时，，，有 (4.3) 式中，为保护4距离II段的整定阻抗。 ② 当与相邻变压器的快速保护相配合时，，，，有 (4..4) 所以取。 (2) 灵敏度校验 满足灵敏度要求。 (3) 动作时限 与相邻保护2的I段配合，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。 4.2.3 保护4距离保护第III段整定 (1) 整定阻抗：按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定，有 (4.5) (4.6) 式中，为保护4距离III段的整定阻抗。 取