输电线路距离保护设计(1)(2)

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第一章 绪论

1.1 电力系统继电保护概述

电力是当今社会使用最为广泛、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。电力系统有各种元件组成。由于自然环境、制造质量、运行维护水平等诸方面的原因，电力系统的各种元件在运行中不可能一直保持正常状态。因此，需要有专门的技术为电力系统建立一个安全保障体系，其中最重要的专门技术之一就是继电保护技术。电力系统继电保护的基本作用是，在全系统范围内，按指定区分实时地检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警等措施，以求最大限度地维持系统的稳定、保持供电的连续性、保障供电的连续性、保障人身安全、防止或减轻设备的损坏。

发生故障和不正常运行状态时，若处理不当，则将引起电力系统的故障。事故是指电力系统整体或部分的不正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏等严重后果的事件。电力系统事故的发生，除了自然条件的因素以外，一般都是指设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当引起的。因此，首先应在上述各环节严把质量关，建立完善的管理和培训机制，严格执行各项规章制度，加强对设备的维护和检修，这样就有可能大大减少事故发生的几率，力争把事故消灭在发生之前。尽管如此，由于自然的、设备的和认为的原因，诱发事故的各种电力故障和不正常运行状态是不可能完全避免的。电力系统各设备之间是电和磁的联系，故障一旦发生，故障量将以近似光速的速度影响其他非故障设备，甚至引起新的故障。为了防止电力系统事故的扩大，保证非故障部分仍能可靠供电，以维持电力系统的稳定性，要求电力系统能在几十毫秒内准确迅速的识别并切除故障。因此，必须借助于机电保护装置。同时，电力系统的运行状态也应受到不断的实时监控，一旦发生不正常运行状态，能及时告警或启动自动控制装置，这些也必须借助于继电保护装置。同时，对继电保护元件也有一定的要求，要求其需要有有选择性、速动性、灵敏性及可靠性。

1.2 本文主要内容

本文是针对220kV输电线路距离保护而设计的。主要介绍了距离保护的原理，输电线路距离保护原理与电流电压保护原理相似，Ⅰ段，Ⅱ段作为距离保护的主保护，

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Ⅲ段作为本线路主保护的近后备和相邻元件的远后备保护。然后对保护参数进行整定计算，主要是计算并选取最小运行状态，保护1的Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段整定值和灵敏度并交验是否符合要求。硬件部分设计，其中包括CPU最小系统、电流电压数据采集、开关设备状态检测、控制输出、报警显示等部分。软件部分设计，简述了系统运行流程图。最后对系统进行仿真并对仿真结果进行分析。

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第2章 输电线路距离保护整定计算

本章主要介绍了输电线路距离保护Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段整定计算，并且对计算结果进行了灵敏度校验和动作时间的整定。等值电路图如下图2.1所示。

AZabBZbcCZcdDnode node EZbe图2.1 系统等值电路图

2.1 断路器1QF处的第Ⅰ段距离保护整定

母线AB，BC,CD,的阻抗为： ZAB?0.41?30?12.3?65?

ZBC?0.41?38?15.58?65?

ZCD?0.41?62?25.42?65?

所以断路器1QF,3QF,4QF的第Ⅰ段保护整定值为：

?? Zset?K1relZAB?0.8?12.3?9.84?65?

?? Zset?K3relZBC?0.8?15.58?12.46?65? ??

断路器1QF,3QF,4QF处距离保护第Ⅰ段的动作时间为：

???top?t?t1op3op4?0Zset4?KrelZCD?0.8?25.42?20.34?65?

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断路器1QF,3QF,4QF处距离保护第Ⅰ段的灵敏系数为：

???Ksen?K?K1sen3sen4?80%2.2 断路器1QF处的第Ⅱ段距离保护整定

断路器1QF处保护的相邻元件为母线BC和两个并联的变压器。所以，当1QF处距离保护Ⅱ段与BC线第Ⅰ段相互配合时，保整定值为：

I????Zset?K(Z?KZ1relABbminset3)（2-1）

因为：

Kbmin

所以：

ZsAmin?ZABIAB?IB9?0.41?30

Kbmin??1??1??1.67 IABZsBmax32

因此1QF的第Ⅱ段距离保护整定值为：

IIZset（0.41?30?1.67?15.58）?30.65?65??1?0.8?IBC?IAB（2-2）

KbmaxZsAmax?ZAB14?0.41?30?1??1??2.75ZsBmin15当断路器和变压器配合时，由于ST?30?6.3MV?A，按照相关规定，应装纵差保护，所以变压器第Ⅰ段保护范围应到低压母线E上，因为是两台变压器并联所以,

1?? ZTZT所以整定值应该为：

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IIIIII?Zset?KZ?K.04?65??1relABrelKbminZT?0.8?0.41?30?0.8?1.67?75?110II所以需要选取Zset?30.65?65?为第Ⅱ段的保护整定值。

断路器1QF处距离保护第Ⅱ段的动作时间为：

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IItop1?0.5s本科生课程设计（论文）

断路器1QF处距离保护第Ⅱ段的灵敏度为：

KIIsenIIZset30.651???2.49?1.5ZAB0.41?30 整定满足灵敏度的要求。

2.3 断路器1QF处的第Ⅲ段距离保护整定

由于采用了方向阻抗元件，所以距离保护第Ⅲ段的整定值应该按照躲过最小负荷和与相邻线距离保护第Ⅱ段配合。因此在躲过最负荷阻抗情况下整定计算为：

IIIKrel0.9Ue?3ILmaxcos(?set??L)Z

IIIset1（2-3）

因为cos?L?0.9,所以?L?26?，因为?set?65?，因此

按照整定时间与相邻保护的第Ⅲ段整定时间配合原则，所以第Ⅲ段距离保护的动作时间为：

IIItop1?2.5sZIIIset1230?0.35?0.9??118.12?65??3?0.78?cos(65?26)? ZⅡset3?0.8?0.41?38?25.42??32.8?65??

在与相邻距离保护第Ⅱ段配合情况下，整定计算为：

Ⅲ'ⅡZset1?KrelZAB?KrelKbminZset3??'Krel?Krel?0.8Ⅱ'ⅠZⅡ?KZ?KZset3relBCbminset4ⅢZset1Ⅱ?KZABbminset3??0.8??Z??'Kbmin?1?0.8??0.41?30?1.67?32.8??65???53.66?65??5

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