三段式輸電線路繼電保護

1、 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1選題背景2 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 1.1指導思想2 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1.2基本設計任務2 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 1.3原始資料3 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 1.4設計內(nèi)容3 HYPERLINK l bookmark26 o Current

2、 Document 2設計分析4 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 2.1三段式電流保護整定計算及靈敏度校驗.4AB段保護1電流保護計算4BC段保護1電流保護計算5 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 2.2分段式電流保護影響因素5 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 2. 3三段式電流保護的特點6 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 2.4三段式距離保護整定計算7 HYPERLINK l bookma

3、rk60 o Current Document I段保護7II段保護7III 段保護7 HYPERLINK l bookmark77 o Current Document 2.4采用距離保護優(yōu)點61選題背景在完成了繼電保護理論學習的基礎上，為了進一步加深對理論知識的理解，通過此次 線路保護的設計，鞏固所學的理論知識，提高解決問題的能力。1.1指導思想線路繼電保護是保證電力系統(tǒng)安全運行和電能質(zhì)量的重要自動裝置之一，因此在編制 網(wǎng)絡規(guī)劃時，必須考慮可靠工作和快速切除故障的繼電保護實現(xiàn)的可能性。為了提高線路 系統(tǒng)靜態(tài)和穩(wěn)態(tài)的穩(wěn)定性，規(guī)劃所提出的提高系統(tǒng)穩(wěn)定的措施有一些亦必須落實在自動裝 置可靠工作的

4、基礎上的。保護設備和自動裝置的投資，在整個電網(wǎng)建設中只占極小的部分，一般說來繼電保護 應力求滿足網(wǎng)絡規(guī)劃的要求，兩者是主從的關系。由于網(wǎng)絡接線的不夠合理將導致保護性 能顯著惡化，廠、所電氣主接線繁雜將造成保護接線過分復雜，以全給生產(chǎn)運行帶來很多 二次線操作，引起保護設備誤動、拒動，嚴重危害電氣主設備和導致大面積停電，這些將 給國民經(jīng)濟造成直接經(jīng)濟損失。為此，必須合理地進行網(wǎng)絡規(guī)劃和合理地配置保護設備及 自動裝置。對繼電保護的基本要求可以概括的分為可靠性、速動性、選擇性和靈敏性等方面，它 們之間聯(lián)系緊密，既矛盾統(tǒng)一。1.2基本設計任務繼電保護整定計算的基本任務，就是要對系統(tǒng)裝設的各種繼電保護裝置

5、進行整定計算 并給出整定值。任務的實施需要對電力系統(tǒng)中的各種繼電保護，編制出一個整體的整定方 案。整定方案通常按兩種方法確定，一種是按電力系統(tǒng)的電壓等級或設備來編制，另一種 按繼電保護的功能劃分方案來編制。因為各種保護裝置適應電力系統(tǒng)運行變化的能力都是有限的，所以繼電保護整定方案 也不是一成不變的。隨著電力系統(tǒng)運行情況的變化（包括基本建設發(fā)展和運行方式變化）， 當其超出預定的適應范圍時，就需要對全部或部分保護定值重新進行整定，以滿足新的運 行需要.如何獲得一個最佳的整定方案，要考慮到繼電保護的快速性、可靠性、靈敏性之 間求得妥協(xié)和平衡。因此，整定計算要綜合、辨證、統(tǒng)一的運用。1.3原始資料10

6、0KM60KM網(wǎng)絡如圖所示，線路AB （A側(cè)）和BC裝有階段式保護1和2。TII已知，電流互感器的變比為200/5（按照3只互感器，Y型接線），Krel =1.25； Krel =1.15；K iii _ K K -1E一K rel =1.2； Kre=0.85；ss =1.8; A - B . L .max =120A； 中=115/ 3KV；G1 電源的 X、i.min =10。； Xsi.max =15。；G2 電源的 Xs2,min =15。； Xs2.max =20。； Z1=0.4。/Km;其它參數(shù)如圖。1.4設計內(nèi)容（1）試對線路AB、BC保護1、2 （只計算一段保護）進行三段式

7、電流保護的整定計算;（2）分析保護的靈敏程度，是否達到繼電保護范圍的要求？（3）分析階段式電流保護，易受到什么因素的影響？（4）試對線路AB、BC保護1、2（只計算一段保護）進行三段式距離保護的整定計算和效驗；（系數(shù)按照教材例題3.1選取，中L=70，功率因數(shù)cos D=9；）（5）分析在本電力系統(tǒng)中，采用距離保護，會有什么改善和提高？2設計分析2.1三段式電流保護整定計算及靈敏度校驗AB段保護1電流保護計算1）電流速斷保護的整定動作電流：七.1 =KIrel動作時間:K B max=Ki xZs -minrelE 9+Z K115 3=1.25 x= 1.66 KA10 + 0.4 x 10

8、0最小保護范圍:Ik -l min=IIset -1Zs - maxE 9+ Zl115=1.66 KAmin215 + 0.4lmin. l.=49.1km (15% 25 %) min1 AB2）限時電流速斷保護的整定動作電流:Inset -1Kb -maxIIset - 2Kb - maxs 1 - max+ 氣 aB = 1 +15 + 0.4 x 100=4.67Xs 2 min15IIset .2KIrelI=KiK c maxrelEZs-min + ZK=1.25115x (10 + 40 )/15 + 0.4 x 60=2.34 KAInset -1KnKb - maxIIs

9、et - 21.15 x4.672.34=0.58 KA動作時間：t n1t12A t = 0.5 S靈敏度校驗:senK B minI nset -1 1.3符合要求3）定時限過電流保護的整定動作電流:I mset -1K m KssKrexIAB -L-max1.2 x1.8x 0.12 = 0.305 KA0.85動作時間:tmt m + At = t 皿 + 2 At = 1.0 + 2 x 1.0 = 2.0S2靈敏度校驗:115sen近IK - B - minI mset -115 + 40 = 3.4 1.3 符合要求0.305 1 .5set -12.1. 2 BC段保護2電流

10、保護計算1）電流速斷保護的整定動作電流:=Ki xrel(10 + 40 )/15+ 0.4 x 60=2.34 KAIi = Ki Iset .2relK c maxE 9=1.25 xZs-min + ZK動作時間：ti = 0S2最小保護范圍：Ik -l minE9Z s-max * /minv3 115 32(15 + 40)/20 + 0.41min= 2.34 KAAB:.lmin= 57.8km (15% 25 %) l2.2分段式電流保護影響因素對繼電保護的評價，主要是從選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個方面出發(fā)，看其 是否滿足電力系統(tǒng)安全運行的要求，是否符合有關規(guī)程的規(guī)定。1

11、）選擇性在三段式電流保護中，電流速斷保護的選擇性是靠動作電流來實現(xiàn)的；限時電流速斷 保護和過電流保護則是靠動作電流和動作時限來實現(xiàn)的。它們在35kV及以下的單側(cè)電源 輻射形電網(wǎng)中具有明顯的選擇性，但在多電源網(wǎng)絡或單電源環(huán)網(wǎng)中，則只有在某些特殊情 況下才能滿足選擇性要求。2）速動性電流速斷保護以保護固有動作時限動作于跳閘；限時電流速斷保護動作時限一般在 0.5s以內(nèi)，因而動作迅速是這兩種保護的優(yōu)點。過電流保護動作時限較長，特別是靠近電 源側(cè)的保護動作時限可能長達幾秒，這是過電流保護的主要缺點。3）靈敏性電流速斷保護不能保護本線路全長，且保護范圍受系統(tǒng)運行方式的影響較大；限時電 流速斷保護雖能保護

12、本線路全長，但靈敏性依然要受系統(tǒng)運行方式的影響；過電流保護因 按最大負荷電流整定，靈敏性一般能滿足要求，但在長距離重負荷線路上，由于負荷電流 幾乎與短路電流相當，則往往難以滿足要求。受系統(tǒng)運行方式影響大、靈敏性差是三段式 電流保護的主要缺點。4）可靠性由于三段式電流保護中繼電器簡單，數(shù)量少，接線、調(diào)試和整定計算都較簡便，不 易出錯，因此可靠性較高?？傊褂靡欢?、二段或三段而組成的階段式電流保護，其最主要的優(yōu)點就是簡單、 可靠，并且在一般情況下能滿足快速切除故障的要求，因此在電網(wǎng)中特別是在35kV及以 下的單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)中得到廣泛的應用。其缺點是受電網(wǎng)的接線及電力系統(tǒng)運行方式 變化的影響，

13、使其靈敏性和保護范圍不能滿足要求。2.3、三段式電流保護的特點三段式過流保護是把速斷、限時速斷及過流三種過電流保護綜合在一起的電流保護為：.速斷保護：電流定值很大，一般為額定電流810倍，無延時出口跳閘。限時速斷：電流定值較大，一般為額定電流57倍，短延時出口跳閘過流:電流定值較小，一般為額定電流23倍，較長延時出口跳閘，部分保護中還添加零序、 負序、正序過流反時限保護，其動作方式為：故障電流值越大，動作時限延時越短。高壓 廠用電系統(tǒng)中還會有復壓過流保護，其動作方式為：電壓值低于整定值，電流值高于整定 值出口定值出口詳細原理可查閱相關資料。通過線路實際運行方式、線路長度、負荷性質(zhì)，電力系統(tǒng)震蕩

14、及整定計算等因素 決定。一般情況需采取三段式保護，只有特殊情況可以把后備和過流保護合二為一。2.4三段式距離保護整定計算2.3.1 I段整定：整定阻抗:Z Iset . 1rel0 .85 x 0.4 x 10034 QII段整定:按與相鄰十級線路BC的保護2的I段配合：整定阻抗:relABb . minZ I set .2 = K 1el Z 1 LBCrel0.85 x 0 .4 x 6020 .4 QKb .min = 1L1 = 1 +( Xs1.min=1 + (10 + 0.4 * 100 ) + 20 = 3.5S 2. maxZ n 泗=0.8 ( 40 + 3 .5 20,4

15、) = 89 .12 Q動作時間:0.5 S靈敏度校驗:K = Z nset .1sen-ZAB=89 .12=2.228 1.252.3.3 III段整定:整定阻抗：按躲開最小負荷阻抗整定:Z = U + I = 0.9 * 110 + 33 x 0.12) = 476 .3QLmmLmmaib . l max因繼電器取為相間接線方式的方向阻抗繼電器，所以Z in set 1 = K In Zrel K cos (& -9 ) = 0.83set 476 .3 + 1.8 1.15 cos G。- 25 .8。= 266 .39 Q動作時間:t In 1 = t In 2 + A tt In 3 +2At = 1.0 + 2 0.5 = 2.0s靈敏度校驗:Ksen。近Z in set . 1ZAB=266 .396 .66 1.5Zab)=1 + (15 + 40 ) ; 15 = 4.67K = Z In set .1 +(ABb. max)=nexy266 .39 + (40 + 4.