110KV线路继电保护课程设计.pdf

序号（学号）：20100090213吉林建筑大学城建学院 课程设计报告110KV线路继电保护课程设计 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文）目录摘要.IABSTRACT.II第1章绪论.11.1继电保护概要.61.2系统运行方式的确定.71.2.1线路运行方式选择原则.71.2.2变压器中性点接地选择原则.71.2.3发电机、变压器运行方式选择的原则.71.2.4选取流过保护的最大负荷电流的原则.8L 2.5流过保护的最大、电小短路电流计算方式的选择.81.2本次课程设计的内容及其要求.81.2.1设计内容.81.2.2设计要求.91.3本次课程设计的具体运行方式选择.9第2章电网各个元件参数的计算及负荷电流的计算.112.1 基准值选择.112.2电网各元件等值电抗计算.112.2.2输电线路等值电抗计算.122.2.3变压器等值电抗计算.132.2.4最大负荷电流计算.14第3章短路计算.163.1 短路电流.163.1.1 短路电流介绍和分类.163.1.2 计算目的.163.1.3计算条件.173.2短路电流计算.173.2.1 dl点发生短路时流过断路器1电流.183.2.2 d2点发生短路时流过断路器2电流.203.2.3 d3发生短路时流过断路2.213.2.4 d4点发生短路时流过断路器2.23第4章继电保护距离保护的整定计算和校验.25第2页共41页4.1距离保护介绍.254.2断路器1距离保护的整定计算和校验.264.2.1距离保护I段的整定计算.264.2.2距离保护H段的整定计算和校验.274.2.3距离保护UI段的整定计算和校验.284.3断路器2距离保护的整定计算和校验.294.3.1距离保护I段的整定计算.294.3.2距离保护H段的整定计算和校验.304.3.3距离保护HI段的整定计算和校验.314.4断路器3距离保护的整定计算和校验.324.5断路器4距离保护的整定计算和校验.324.5.1距离保护I段的整定计算.324.5.2距离保护H段的整定计算和校验.324.5.3距离保护UI段的整定计算和校验.34第5章继电保护零序电流保护的整定计算和校验.365.1断路器1零序电流保护的整定计算和校验.365.1.1零序电流保护I段的整定计算.365.1.2零序电流保护H段的整定计算.365.1.3零序电流保护UI段的整定计算.375.2断路器2零序电流保护的整定计算和校验.385.2.1零序电流保护I段的整定计算.385.2.2零序电流保护II段的整定计算.385.2.3零序电流保护HI段的整定计算.395.3断路器3零序电流保护I段的整定计算和校验.405.4断路器4零序电流保护的整定计算和校验.405.4.1零序电流保护I段的整定计算.405.4.2零序电流保护II段的整定计算.415.4.3零序电流保护IH段的整定计算.415.5对所选择的保护装置进行综合评价.435.5.1距离保护的综合评价.435.5.2对零序电流保护的评价.43总结.39致谢.45参考文献.46吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文）摘要本次继电保护设计的是UOkv电网线路上继电保护的方式进行的选择及整定计算。主要对线路进行相间继电保护方式、零序保护的选择和整定计算。通过对dl、d2、d3、d4的短路电流的计算，然后对这四点进行距离保护和零序电流保护能对整个电力系统 及其自动化专业方面的课程有综合的了解。电力系统继电保护的基础知识，然后根据给 定的noKv线路的接线图及参数。尤其是对继电保护、电力系统的电气部分有一定的研 究。重点进行了电路的优化，短路电流的求法，继电保护中电流保护、距离保护的具体 计算。通过对所配置的继电保护进行继电保护整定计算和校验，论证继电保护配置的正 确和精确度。关键字：电力系统继电保护；短路计算；距离整定保护；零序网络第4页共41页ABSTRACTThe design of relay protection is the calculation of HOkV power line protection mode selection and tuning.The calculation of the main phase protection on line,the selection and setting of zero sequence protection.Through the calculation of short circuit current of DI,D2,D3,D4,and then to the four of the distance protection and zero sequence current protection for the power system and its automation professional courses have a comprehensive understanding of.Power system relay protection of basic knowledge,and then according to the wiring diagram and the parameters of the given 110KV line.Especially the electrical part of the electric power system relay protection,has certain research.Emphasis is the optimization of the circuit,method for short-circuit current calculation,specific protection,distance protection in current.Through setting calculation and verification of relay protection relay protection configuration,the relay protection is correctly configured and accuracy.Keywords:power system relay protection;short circuit calculation;distance protection吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文）第1章绪论1.1继电保护概要电力系统的运行中最常见也是最危险的故障是发生各种形式的各种短路。发生短路 时可能会产生以下后果：1、电力系统电压大幅度下降，广大用户负荷的正常工作遭到破坏。2、故障处有很大的短路电流，产生的电弧会烧坏电气设备。3、电气设备中流过强大的电流产生的发热和电动力，使设备的寿命减少，甚至遭 到破坏。4、破坏发电机的并列运行的稳定性，引起电力系统震荡甚至使整个系统失去稳定 而解列瓦解。因此在电力系统中要求采取各种措施消除或减少发生事故的可能性，一旦发生故 障，必须迅速而有选择性的切除故障，且切除故障的时间常常要求在很短的时间内（十 分之几或百分之几秒）。实践证明只有在每个元件上装设保护装置才有可能完成这个要 求，而这种装置在目前使用的大多数是由单个继电器或继电器及其附属设备的组合构成 的，因此称为继电保护装置，它能够反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状 态，并动作于断路器跳闸或发生告警信号。继电保护的任务就是在系统运行过程中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地 等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测 量回路断线等），能够自动、迅速、有选择性且可靠的发出跳闸命令将故障切除或发出 各种相应信号，从而减少故障和不正常现象所造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统安全稳定的运行。最早的继电保护装置是熔断器。以后出现了以断路器为核心的电磁式继电保护装 置、电子式静态继电保护装置，最近发展迅速的以远动技术信息技术和计算机技术为基 础的微机型继电保护装置；继电保护装置必须满足的四个基本要求：1、选择性：当系统发生故障时，继电保护装置只将故障设备切除，使停电范围尽 量缩小，保证无故障部分继续运行。2、速动性：电力系统发生故障时，要求能快速切除故障以提高电力系统并列运行 的稳定性；减少用户在电压降低的异常情况下的运行时间，使电动机不致因电压降低时 间过长而处于停止转动状态，并利于电压恢复时电动机的自起动，以加速恢复正常运行 的进程；此外，还可避免扩大事故，减轻故障元件的损坏程度。第6页共41页3、灵敏性：是指保护对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反应能力，对于 保护范围内故障，不论短路点的位置在哪里，短路类型如何，运行方式怎样变化，保护 均应灵敏正确地反应。4、可靠性：就是在保护范围以内发生属于它应该动作的故障时，不应该由于它本 身的缺陷而拒绝动作；而在其它任何不属于它动作的情况下，不应该误动作。1 继电保护的基本概念在电力系统运行中，外界因素(如雷击、鸟害等)、内部因素(绝缘老化，损坏等)及操作等，都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现，常见的故障有：单相接地；三相短路；两相短路；两相接地短路；断线等。电力系统非正常运行状态有：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时失磁异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用 于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。电力系统发生故障或危及 其安全运行的事件时，他们能及时发出告警信号，或直接发出跳闸命令以终止事件。1.2系统运行方式的确定1.2.1 线路运行方式选择原则(1)一个 发电厂、变电站线线上接有多条线路，一般考虑选择一条线路检修，另一 条线路又故障的方式。(2)双回 路一般不考虑同时停用。1.2.2 变压器中性点接地选择原则(1)发电厂、变电所低压侧有电源的变压器，中性点均要接地。(2)自耦型和有绝缘要求的其它变压器，其中性点必须接地。(3)T接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。(4)为防止操作过电压，在操作时应临时将变压器中性点接地，操作完毕后 再断开，这种情况不按接地运行考虑。1.2.3 发电机、变压器运行方式选择的原则(1)一个发电厂有两台机组时，一般应考虑全停方式，一台检修，另一台故障；当有三台以上机组时，则选择其中两台容量较大机组同时停用的方式。对水电厂,吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计(论文)还应根据水库运行方式选择。(2)一个发电厂、变电站的母线上无论接几台变压器，一般应考虑其中容量 最大的一台停用。1.2.4 选取流过保护的最大负荷电流的原则选取流过保护的最大负荷电流的原则如下：(1)备用电源自动投入引起的增加负荷。(2)并联运行线路的减少，负荷的转移。(3)环状网络的开环运行，负荷的转移。(4)对于双侧电源的线路，当一侧电源突然切除发电机，引起另一侧增加负荷。1.2.5 流过保护的最大、电小短路电流计算方式的选择相间保护对单侧电源的辐射形网络，流过保护的最大短路电流出现在最大运行方式；而最小短路电流，则出现在最小运行方式。对于双电源的网络，一般(当取Z1二Z2时)与对侧电源的运行方式无关，可按单侧 电源的方法选择。对于环状网络中的线路，流过保护的电大短路电流应选取开环运行方式，开环点应 选在所整定保护线路的相邻下一线线路上。而对于电小短路电流，则应选闭环运行方式,同时再合理停用该保护背后的机组、变压器及线路。零序电流保护对于单侧电源的辐射形网络，流过保护的最大零序短路电流与最小零序电流，其选 择方法可参照相间短路中所述，只需注意变压器接地点的变化。对于双电源的网络及环状网，同样参照相间短路中所述，其重点也是考虑变压器接 地点的变化。1.2本次课程设计的内容及其要求1.2.1 设计内容(1)发电厂最大发电容量50+2X25=100MW,最小发电容量为50MW,正常发电容量为 50+25=75MWo(2)线路正、负序电抗XI=X2=0.4Q/km,零序电抗X0=0.4 Q/km。第8页共41页(3)变压器均为 YN,Dll,1102.5%/10.5KV,UK=10.5%(4)t=0.5S,负荷侧后备保护tdz=1.5S,变压器和母线均配置有差动保护，Kzq=L3(5)发电厂升压变中性点直接接地，其他变压器不接地。L 9 0 km 11OKV L4=25kmLl=50 kni L2=40 kmG1 G2 25MWXd=0.132 cos=0.8G3 50 MWXd=0.129 0 0 3=0.8T4 T5 20 MVAT6 T7 20 MVAT1 T2 31.5MVAT3 60 NVAT8T8 15WA图1-1电网接线图1.2.2设计要求主要技术要求：1、电网运行方式分析。2、各开关保护配置方案，计算配置各线路的保护及计算出各保护的二次动作值(设 xl=x2)o3、检验各保护的灵敏度。1.3本次课程设计的具体运行方式选择电力系统运行方式的变化，直接影响保护的性能。因此，在对继电保护进行整定计 弊之前，首先应该分析运行方式。这里要着重说明继电保护的最大运行方式是指电网在 某种连接情况下通过保护的电流值最大，继电保护的最小运行方式是指电网在某种连接 情况下通过保护的电流值最小。因此，系统的最大运行方式不一定就是保护的最大运行 方式；系统的最小运行方式也不一定就是保护的最小运行方式。现结合本次设计具体说明如下，系统的最大运行方式是所有设备全部投入运行；系 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文）统的最小运行方式为发电机G1和G2投入，发电机G3停运。对保护1而言，其最大运 行方式应该是在系统最大运行方式下线路L1回路断开，其他设备全投；保护1的最小 运行方式应该是：在系统的最小运行方式下线路L1+L2与L3并联运行。第10页共41页第2章电网各个元件参数的计算及负荷电流的计算2.1 基准值选择基准功率：Sb=100MVA基准电压：Ub=115V基准电流:I 一 Sb=502Ari2基准电抗：Zb=132.25。Sb2.2 电网各元件等值电抗计算2.2.1发电机等值电抗的计算有限容量发电机的电抗标幺值计算公式：X屋X；苓对于无穷大容量系统的电抗标幺值计算公式：X；二色 s S式中：X；发电机次暂态电抗Sb 基准容量100MVASn 发电机额定容量MVAS 系统出口母线三相短路容量，取800MVA利用以上公式计算发电机Gl、G2电抗标幺值已知：PNn=25MWA 取 cos =0.8贝 SN=125 MVAcose 0.8吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计(论文)X；=X：相=0.132 X=0.4224g d SN 31.25（2）计算发电机G3电抗标幺值已知：PN3=25MWA 取 cos3=0.8贝|J Sn=62.5MVAcos。0.8X；=X;履=0.129 x =0.2064G d SN 62.52.2.2输电线路等值电抗计算输电线路电阻忽略不计，设线路正序阻抗为0.4C/KM,线路零序阻抗为0.40/KM,线路阻抗有名值的计算：线路阻抗标幺值的计算:正序、负序阻抗X=X1零序阻抗X=Xol零序阻抗正序、负序阻抗x*_ x j s b 1明Y*_ XqISb式中：X1-每公里线路正序阻抗值。/KMX。-每公里线路零序阻抗值。/KMI-线路长度KMUB-基准电压H5KVSb-基准容量100MVA(1)线路正序、负序阻抗：X=XJ1=0.4x50=20。X；0.4x50 x100U：1152=0.1512第12页共41页X2=X1/2=0.4x40=16QX；XkSb 0-4x40 x1001152=0.121X3=X1/3=0.4x90=36QX；0.4x90 x100Uj 1152=0.2722X4=X1/4=0.4x25=10QX：=Xg 0.4x25x1001152=0.0756U：(2)线路零序电抗:X01=Xo/=3x0.4x50=60。XJSB 60 x100 Uj 1152=0.4537X02=X0l2=3x0.4x40=48cX02_ XQl2SB 48x100 Ul 1152=0.363X03=X0Z3=3x0.4x90=108。X03X ok S b108x1001152=0.8166Xm=X0/4=3x0.4x25=30c*_ X0l4SB 30 x100M=U=U5r=0.22682.2.3变压器等值电抗计算变压器电抗标幺值计算公式：*二。八电L IOOSn式中：()变压器短路电压百分值吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文）Sb 基准容量100MVASn 变压器额定容量MVA变压器Tl、T2等值电抗计算已知：SN=3i.5MVA（）=10.5则X；i=X*_UK(%)SB 10,5x10072-100SN-100 x31.5=0.333XT1=XT.=X*ZR=0.333x132.25=44.039。变压器T3等值电抗计算已知：SN=60ME4()=10.5则Xt3(况 _ 10.5x100 U.1/3IOOSn100 x60Xr3=X；3ZS=0.175x132.25=23.144Q变压器T4、T5、T6、T7等值电抗计算已知：SN=20MVA UK(%)=10.5贝 x；4=X；5=X；6=X*_UK(%)SB 10.5x100TL 1005w-100 x200.525XT4=XT5=Xtg=Xt7=XZb=0.525 X 132.25=69.4320变压器T8等值电抗计算已知：SN=15MVA UK(%)=10.5则 X；8_UK(%)SB _ 10.5x100 u./IOOSn 100 x15=X*Zft=0.7X 132.25=92.575Q1 O 2 0 D2.2.4最大负荷电流计算（1）B、C母线最大负荷电流计算第14页共41页最大负荷电流计算（拆算到110KV）网岫二 二&cos,=1.732x115x0.8（2）D母线最大负荷电流计算最大负荷电流计算（拆算到110KV）0。max力max1.732x115x0.80.0753KV吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文）第3章短路计算3.1短路电流3.1.1 短路电流介绍和分类短路电流：流电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非 正常连接（即短路）时流过的电流。其值可远远大于额定电流，并 取决于短 路点距 电源的电气距离。例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可 达额定电流的1015倍。大容量电力系统中，短路电流可达数万安。这会对电力系统 的正常运行造成严重影响和后果。三相系统中发生的短路有4种基本类型：三相短路，两相短路，单相对地短路和 两相对地短路。其中，除三相短路时，三相回路依旧对称，因而又称对称短路外，其余 三类均属不对称短路。在中性点接地的电力网络中，以一相对地的短路故障最多，约占 全部故障的90%。在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路。发生短路时，电力系统从正常的稳定状态过渡到短路的稳定状态，一般需35秒。在这一暂态过程中，短路电流的变化很复杂。它有多种分量，其计算需采用电子计算机。在短路后约半个周波（0.01秒）时将出现短路电流的最大瞬时值，称为冲击电流。它 会产生很大的电动力，其大小可用来校验电工设备在发生短路时机械应力的动稳定性。短路电流的分析、计算是电力系统分析的重要内容之一。它为电力系统的规划设计和运 行中选择电工设备、整定继电保护、分析事故提供了有效手段。供电网络中发生短路时，很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到 损坏，同时使网络内的电压大大降低，因而破坏了网络内用电设备的正常工作。为了消 除或减轻短路的后果，就需要计算短路电流，以正确地选择电器设备、设计继电保护和 选用限制短路电流的元件。3.1.2 计算目的计算短路电流的目的是为了限制短路的危害和缩小故障的影响范围。在变电所和供 电系统的设计和运行中，基于如下用途必须进行短路电流的计算：选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。选择和整定继电保护装置，使之能正确的切除短路故障。确定合理的主接线方案、运行方式及限流措施。保护电力系统的电气设备在最严重的短路状态下不损坏，尽量减少因短路故障产第16页共41页生的危害。3.1.3计算条件（1）设系统有无限大的容量.用户处短路后，系统母线电压能维持不变。即计算阻抗 比系统阻抗要大得多。具体规定：对于335KV级电网中短路电流的计算，可以认为HOKV及以上的系统的 容量为无限大。只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。（2）计算高压电器中的短路电流时，只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗，而 忽略其电阻；对于架空线和电缆，只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻，一般也 只计电抗而忽略电阻。（3）路电流计算公式或计算图表，都以三相短路为计算条件。因为单相短路或二相 短路时的短路电流都小于三相短路电流。能够分断三相短路电流的电器，一定能够分断 单相短路电流或二相短路电流。3.2短路电流计算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（三台发电机全部投入,系统环网取开网运行）时各线路未端短路的情况,最小运行方下（三台中最小的一台投入，系统按环网计算）时各线路未端短路的情况。电网等效电路图 如图3-1所示图3-1电网等效图吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文）3.2.1 d1点发生短路时流过断路器1电流（Ddl点短路最大运行方式下等值图如下图:图3-2 d1点短路最大运行方式下的等值电路进一步简化后得如图：G12*二(/*G1+X*7)义(X*G2+X*72)=(0.4224+0.333)义(0.4224+0.333)二 0 37gGT-(X*G1+X*ri+X*G2+X*r2)(0.4224x2+0.333x2)“X*GT3=X*G3+X*T3=0.2064+0.175=0.3814X*L=X 7+X*L2+X*L3=0.1512+0.121+0.2722=0.5444G第18页共41页v*x v*A GT 入 AGT3其中：X：t-(XM+X 一(0378+0.3814)=18985X 6=X +X L=0.18985+0.5444=0.7342Edl maxY力.max=/./l.max/g=1.4301x0.502 0.7179XA最小运行方式两相短路正序短路电流X-X*G7+X*7-1+X*L=0.4224+0.333+0.5444=1.2998(2)v*=x JfiVX6(2)*%一(xw+x yV”2X Jx。4。39，“*=1.732/秋)*=1.732x0.4039=0.6996=/(2)工=06996x0.502=0.3512必最大运行方式两相短路零序短路电流。XL3(0)XL2(0)XL1(0)XT(0)腰*吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文）(0.4537+0.0853)x0.2401血(0)一(0.4537+0.0853+0.2401)=0.1661(0.2268+0.7)x0.2401%)一(0.2268+0.7+0.2401),*(0.363+0.1661)x0.1907X tc 0-(0)(0.363+0.1661+0.1907)X%=XZ +=0.8166+0.1402=0.9568#1(0)-X*#i(o)0.9568/#1(0)=rmIB=1.097 X 0.502=0.55073.2.2 d2点发生短路时流过断路器2电流最大运行方式正序短路电流X*万2=X*订+X*L3=0.18985+0.2722=0.46205I d2max=X ff2 0.46205I d2.max=/2.maxZs=2.272x0.502 1.141/C4最小运行方式两相短路正序短路电流V*(X+X*L2)：X 2=-T_-(X LI+X L2+X 3)2X 2=X*+X*2=0.18985+0.1361=0.32595产*=.=071512X 2x0.7342/=/*儿=07151x0.502=0.35898必,*1.732E 1.732x1.05 nA1Q./，=-h-11 I w/4X*#i 4x0.7342,流过断路器1、2、3、4、5和6的短路电流为:*Ib=1.429X0.502=0.7163KA第20页共41页/=/*b=0.6192x0.502=0.3108必最大运行方式两相短路零序短路电流,如图所示XL3(0)XL2(0)XL1(0)V*X*Li(o)x X*7B(o)0.4537x0.2401 n t A BL(0)=；-；-=-=U.13/X Li(o)+X Tfi(o)0.4537+0.2401X TL(O)=(X 4(0)+X ra(o)x X rc(o)(X L4(0)+X TB(O)+X TC(0)(0.2268+0.2401)x0.188(0.2268+0.2401+0.188)=0.134X LB(Of=(X 2(0)+X SL(O)x X TL(O)(X L2(O)+X fiL(O)+X TL(O)(0.363+0.157)x0.134(0.363+0.157+0.134)=0.1065X(X*3(0)+X*r(0)X X*LB(o)(0.8166+0.0853)x 0.1065#2(0)=-；-；-；-=-(X L3(o)+X r(0)+X lbw)(0.8166+0.0853+0.1065)0.09525/*#2(0)=E（o）X*万2（o）1.05 0.09525=11.0236I ff2(o)=I,2(o)Ib 11.0236x 0.502=5.534X143.2.3 d3发生短路时流过断路2(1)最大运行方式正序短路电流X*jf3=X*dT+X=0A 8985+0.5444=0.72695d3max=E _ 1.05 X*ff3 0.726951.4444I J3.max=1.4444 x 0.502 0.725XA吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计(论文)最小运行方式两相短路正序短路电流X*婷=X*力+X*71+X*L=0.4224+0.333+0.5444=1.29981.732E 1.732x1.052X，3 2x1.2998=0.6996/=/*b=0.6996x0.502=0.35120(3)最大运行方式两相短路零序短路电流,如图所示XL1(0)XL2(0)(X*L4(o)+X*78(0)x(X*L3(o)+X，)(0.2268+0.7)X(0.8166+0.0853)XXL4(0)XT(8)XXXTL4(0)=-J-J-J-J-=-(X L4(o)+X 7-8(0)+X L3(o)+X r)(0.2268+0.7+0.8166+0.0853)(X*L2(0)+X*TC)X X*7B(0.363+0.188)x 0.2401TL2(0)=-J-J-J-=-(X 2(0)+X tc+X tb)(0.363+0.188+0.2401)X*%(0)x X*TL2(o)0.4571x0.1672fiL(0)=-；-J-=-(X 714(0)+X TL2(o)0.4571+0.16720.1224#3(0)=X Ll(0)+X BL(O)=0.4537+0.1224=0.5761#3(o)=(0)=1.8226X#3(o)0.5761#3(0)=/#3(0)X4=1.8226x0.502=0.9149必=0.4571=0.1672第22页共41页3.2.4 d4点发生短路时流过断路器2最大运行方式正序短路电流其中：X*仆=X*打+X*L3+X Z=0.18985+0.2722+0.121=0.57575r*E 1.05,o_.1 d5max=J=B 1.0-24X ff5 0.57575I(/5max=I*d5maxIB=1.824x0.5020.91554 最小运行方式短路正序短路电流v*(X*L3+X*L2)xX*Li(0.2722+0.121)x0.1512A 3=-；-；-；=-=。136(X Li+X L2+X L3)(0.2722+0.121+0.1512)X 2=X*41+X*3=0.18985+0.1156=0.30545E1.05X*%0.30545 3.4376*b=3.4376 x 0.502。1.7257必流过断路器1、4、5的三相短路电流为:*产fxXZ1.7257x0.1512fl=-=-X 7+X*L2+X*L3 0.1512+0.121+0.27220.4793必流过断路器2、3的三相短路电流为:。2=/*/*=1.7257 0.4793=1.2464必1.732E 1.732x1.052X7i 2x0.30545=2.9769/=/*=2.9769x0.502=1.4944KA(2)*/0 xX*u 2.9769x0.1512fi=j j；=h 2.7475X +X L2+X L3 0.1512+0.2722+0.121流过断路器1、4、5的短路电流为:A=/*“8=2.7475x0.502=1.3792必流过断路器2、3的短路电流为：If2=If*一Ifi=1.531KA-0.425KA=1.106KA吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文）/（2）,2=/。/=1.4944-1.3792=0.1152必最大运行方式两相短路零序短路电流XL2(0)XL4(0)XTB(0):XTC(0),迎3()XT(0)XL8(0)图3-8短路等值电路X 50(0)=(X*L4(0)+X*T8)X(X*L3(0)+X*T)(X*L4(0)+X*78+X*L3(0)+X*7)(0.2268+0.7)x(0.8166+0.0853)(02268+0.7+0.8166+0.0853)=0.4571XX*5oxX*tc(0.4404x0.1888)32(0)=*=(X 50+X 7-c)(0.4404+0.1888)=0.1321X 5(0)=(X 2(0)X X 32(0)X X TB(X L2(0)+X 32(0)+X TB)(0.363+0.132)x0.2401 0.363+0.132+0.24010.1617/*g o)=%)X*go)1.050.1617=6.4935I#5(o)=/*#5(o)x/B=6.4935x0.502 3.2597必第24页共41页第4章 继电保护距离保护的整定计算和校验4.1距离保护介绍距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗）。并根据距离的远近 而确定动作时间的一种保护装置。该装置的主要元件为距离（阻抗）继电器，它可根据 其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短路点间的阻抗值，此阻抗称为继电器的 测量阻抗。当短路点距保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短；当短路点距保护 安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增长，这样就保证了保护有选择性地切除故障 线路。用电压与电流的比值（即阻抗）构成的继电保护，又称阻抗保护，阻抗元件的阻抗值 是接入该元件的电压与电流的比值：u/i=z,也就是短路点至保护安装处的阻抗值。因线路的阻抗值与距 离成正比，所以叫距离保护或阻抗保护。距离保护分为接地距离保护和相间距离保护等。距离保护分的动作行为反映保护安装处到短路点距离的远近。与电流保护和电压保 护相比，距离保护的性能受系统运行方式的影响较小。继电保护装置的基本原理：我们知道在电力系统发生短路故障时,许多参量比正常时候都了变化，当然有的变 化可能明显，有的不够明显，而变化明显的参量就适合用来作为保护的判据，构成保护。比如：根据短路电流较正常电流升高的特点，可构成过电流保护；利用短路时母线电压 降低的特点可构成低电压保护；利用短路时线路始端测量阻抗降低可构成距离保护；利 用电压与电流之间相位差的改变可构成方向保护。除此之外，根据线路内部短路时，两 侧电流相位差变化可以构成差动原理的保护。当然还可以根据非电气量的变化来构成某 些保护，如反应变压器油在故障时分解产生的气体而构成的气体保护。原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差 别），即可形成某种判据，从而构成某种原理的保护，且差别越明显，保护性能越好。继电保护装置的组成：被测物理量*测量逻辑执行*跳闸或信号t整定值测量元件：其作用是测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流，电压，阻抗，功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出逻辑信号，从而判断 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文）保护是否该起动。逻辑元件：其作用是根据测量部分输出量的大小，性质，输出的逻辑状态，出现的 顺序或它们的组合，使保护装置按一定逻辑关系工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。执行元件：其作用是根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时跳闸，不正常运行时发信号，正常运行时不动作等。对继电保护的基本要求：选择性：是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件 仍能正常运行，以尽量减小停电范围。速动性：是指保护快速切除故障的性能，故障切除的时间包括继电保护动作时间和 断路器的跳闸时间。灵敏性：是指在规定的保护范围内，保护对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求 的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地 反应出来。可靠性：是指发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作，而在不该动作时，它能 可靠不动。即不发生拒绝动作也不发生错误动作。距离保护的特点：当短路点距保护安装处近时，其量测阻抗小，动作时间短；当短路点距保护安装处 远时，其量测阻抗大，动作时间就增长，这样保证了保护有选择性地切除故障线路。距 离保护的动作时间（t）与保护安装处至短路点距离的关系称为距离保护的 时限特性。为了满足继电保护速动性、选择性和灵敏性的要求，目前广泛采用具有三段 动作范围的时限特性。三段分别称为距离保护的I、II、III段，它们分别与电流速断、限时电流速断及过电流保护相对应。距离保护的第I段是瞬时动作的，它的保护范围为本线路全长的8085%;第n段 与限时电流速断相彳以,它的保护范围应不超出下一条线路距离第I段的保护范围，并带 有高出一个at的时限以保证动作的选择性;第ni段与过电流保护相似，其起动阻抗按 躲开正常运行时的负荷参量来选择，动作时限比保护范围内其他各保护的最大动作时限 高出一个4.2断路器1距离保护的整定计算和校验4.2.1距离保护段的整定计算（1）动作阻抗对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定。第26页共41页取K1=0.85;Z火=KkZl3=0.85x36=30.6。；动作时限距离保护I段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时限决定，人为延时为 零,即，=0s。4.2.2距离保护II段的整定计算和校验(1)动作阻抗：按下列三个条件选择。与相邻线路L4的保护的段配合=KKZL3+KKfa.minZL4)式中，取K=0.85,KJ=0.8,K%.min为保护7的段末端发生短路时对保护7而言的最小分支系数。当保护7的段末端发生短路时，分支系数为：Kfam=【L4于是zJ(Z+于K3minZ/J=0-8X(36+0.85X1X10)=35.6。；与相邻线路L2的保护的段配合=KKyZL3+KKfa.minZL2)式中，取K=0.85,KJ=0.8,马加皿为保护5的|段末端发生短路时对保护7而言的最小分支系数。当保护5的I段末端发生短路时，分支系数为：Kamin=l【L4于是 ZJ=Kk(Z3+KKminZn)=0.8*(36+0.85 X1X16)=39.68。；按躲开相邻变压器低压侧出口短路整定z-kjsk加 min Z?c)式中，取，K/=0.8,K%.min为保护7的I段末端变压器低压侧出口发生短路时对变压器 低压侧出口而言的最小分支系数。当保护7的I段末端发生短路时，分支系数为：/3 X*Ll+X*L2+