继电保护原理课程设计报告

专 业：电气工程及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师：

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2013年7月18日

1设计原始资料

1.1具体题目

如下图所示网络，系统参数为：

E =115/3kV，XG1=15 、XG2=10 、XG3=10 ,L1=L2=60km、L3=40km，LB-C=50km ,

LC-D=30km，LD-E=20km，线路阻抗0.4 /km，Krel Krel Krel=0.85，IB-C.max=300 A、IC-D.max=200A、ID-CEmax=150A，KSS=1.5，Kre=1.25

I

试对线路L1、L2、L3进行距离保护的设计。在此处对保护1和保护8做设计。

1.2要完成的内容

本设计主要完成的内容是根据距离保护的原理和方法对保护1、8进行整定计算，选择对应的电压、电流互感器组成完整的距离保护，同时绘制出距离保护原理连线图。

2设计的课题内容

2.1设计规程

本课题需要完成1、8的距离保护，距离保护测量的是短路点至保护安装处的距离，受系统运行方式影响较小，保护范围稳定。常用于线路保护。具体是通过测量短路点至保护安装处的阻抗实现。

2.2本设计的保护配置

距离保护在作用上分为主保护和后备保护，主保护用于对线路进行速断保护，

后备保护用于对线路起后备保障作用。距离保护的Ⅰ段、Ⅱ段保护为线路主保护，距离保护Ⅲ段保护为线路后备保护（保护本段线路或者下段线路）。 2.2.1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。 (1) 距离保护Ⅰ段保护

距离保护的第Ⅰ段是瞬时动作的，它只反映本线路的故障，下级线路出口发生故障应可靠不动作，以保护1为例，其第Ⅰ段保护范围为全长的80%-90%，其启动阻抗的整定值必须躲开末端短路的测量阻抗来整定。

同时，在考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差后，需要引入可靠系数（一般取0.8～0.85）以满足要求。

如此整定后，距离Ⅰ段就只能保护本线路全长的80％～85％，无法保证保护线路全长，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Ⅱ段保护

距离Ⅱ段整定值的选择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。考虑到可能引起误差，需引入可靠系数（一般取0.8）。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

距离保护的后备保护是距离保护Ⅲ段。

距离保护Ⅲ段保护是作为相邻线路保护装置和断路器拒绝动作的后备保护，同时也作为本线路Ⅰ、Ⅱ段的后备保护，以保证线路保护的完整性，防止出现线路全长没有保护到的现象。对距离Ⅲ段整定值的确定是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时间阶梯△t。

3等效电路的建立及短路点选取

(1) 保护1等效电路建立及短路点选取如图3.1所示。

D

E

图3.1 保护1等效电路

(2)保护8等效电路建立及短路点选取如图3.2所示。

图3.2 保护8等效电路

4保护的配合及整定计算

4.1主保护的整定计算

4.1.1动作值（如动作电流） (1) 保护1的I段主保护整定计算：

Z

Iset.1

K

I

relZI

D E

K

rel

x1 LD E 将数值代入式(1)得：

Z

Iset.1

0.85 0.4 20 6.8

(2) 保护8的I段主保护整定计算：

Z

Iset.8

K

I

relZA B

K

I

rel

x1 L1 将数值代入式(2)得：

Z

Iset.8

0.85 0.4 60 20.4

(3) 保护8的II段主保护整定计算(由灵敏度计算)：II

K Zset.8sen

Z 1.25 A B

由式(3)得：

Z

IIset.8

1.25 0.4 60 30

此处取ZIIset.8

36

4.1.2动作时间

(1) 保护1的I段主保护动作时间：

tI1 0s

(2) 保护8的I段主保护动作时间：

(1)

(2)

(3)

t8 0s

I

(3) 保护8的II段主保护动作时间：

t8 tnexttnext

(x)II

(x)

t

：与本保护配合的相邻元件保护段最大动作延时。

t 0.5s

t8 0 0.5 0.5s

II

4.2后备保护的整定计算

4.2.1动作值（如动作电流）

(1) 保护1的Ⅲ段后备保护（全阻抗特性器件）整定计算：

Z

IIIset.1

Krel

ZLmin (4) KreKss

式中，ZLmin：负荷最小阻抗

ZLmin

0.9UNU (5) ILmaxID Emax

由式(5)得：

ZLmin

0.9 110

381

3 0.15

代入式(4)得：

0.85 381

172.72

1.5 1.25

(2) 保护8的Ⅲ段后备保护整定计算(由灵敏度计算)：

Z

IIIset.1

Ksen

Zset.8 1.5 ZA B

IIIset.8

III

故Z 1.5 0.4 60 36

IIIset.8

此处取Z 40

4.2.2动作时间

(1) 保护1的III段后备保护动作时间：

t

III1

t配合 t

III1

故t 0.5s

(2) 保护8的III段后备保护动作时间：

t

III8

t配合 t

III8

故t 1s

4.2.3灵敏度校验

(1) 保护1的III段后备保护动作灵敏度校验：

Ksen

Zset.186.36 10.795 1.5 ZD E0.4 20

III

满足要求。