電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū).doc

繼電保護(hù)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)語(yǔ)：考 勤（10）守 紀(jì)（10）設(shè)計(jì)過(guò)程（40）設(shè)計(jì)報(bào)告（30）小組答辯（10）總成績(jī)（100）專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 電氣 1001 姓 名： XXXXXX 學(xué) 號(hào)： 201009028 指導(dǎo)教師： XXXXXX 蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院2013 年7月19日1設(shè)計(jì)原始資料1.1具體題目如圖1所示網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)參數(shù)為：、，線路阻抗0.4，、。圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖1.2完成的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)對(duì)線路保護(hù)3以及保護(hù)4的三段距離保護(hù)設(shè)計(jì)。2設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容2.1設(shè)計(jì)規(guī)程 在距離保護(hù)中應(yīng)滿足四個(gè)基本要求，可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏性。它們緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一，必須根據(jù)具體系統(tǒng)運(yùn)行矛盾的主要方面，配置、配合、整定每個(gè)電力原件的繼電保護(hù)，充分發(fā)揮和利用繼電保護(hù)的科學(xué)性、工程技術(shù)性，使繼電保護(hù)為提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性發(fā)揮最大效能。本課題要完成3、4的距離保護(hù)，距離保護(hù)測(cè)量的是短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處的距離，受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響較小，保護(hù)范圍穩(wěn)定。常用于線路保護(hù)。具體是通過(guò)測(cè)量短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處的阻抗實(shí)現(xiàn)。2.2本設(shè)計(jì)的保護(hù)配置(1)主保護(hù)配置：滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇的切除被保護(hù)設(shè)備或線路故障的保護(hù)，距離保護(hù)的主保護(hù)主要是距離保護(hù)段和距離保護(hù)段。(2)后備保護(hù)配置：主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)用來(lái)切除故障的保護(hù)，分為遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備的保護(hù)，距離保護(hù)第段。3保護(hù)3處距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)(1)保護(hù)3處距離保護(hù)第段整定保護(hù)3處的段的整定阻抗為式中，_距離段的整定阻抗； _被保護(hù)線路BC的長(zhǎng)度； _被保護(hù)線路單位長(zhǎng)度的阻抗； _可靠系數(shù)，一般取0.80.85；動(dòng)作時(shí)間 (2)保護(hù)3 處距離保護(hù)第段整定與相鄰線路CD距離保護(hù)段相配合，保護(hù)3處的段的整定阻抗為式中，_線路CD的段整定阻抗，其值為靈敏度校驗(yàn)滿足要求。動(dòng)作延時(shí)(3)保護(hù)3 處距離保護(hù)第段整定 按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定式中，_正常運(yùn)行母線電壓的最低值； _被保護(hù)線路最大負(fù)荷電流；采用全阻抗特性，則保護(hù)3的段整定值為式中，_電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)系數(shù)，取1.52.5； _阻抗測(cè)量元件的返回系數(shù)，取1.151.25。靈敏度校驗(yàn) 作為近后備保護(hù)時(shí)，按本線路末端短路進(jìn)行校驗(yàn)，計(jì)算式為 滿足要求，即可以作為本線路、段的近后備保護(hù)。 作為遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，按相鄰線路末端短路進(jìn)行校驗(yàn)，計(jì)算式為 滿足要求，可作為相鄰下級(jí)線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。動(dòng)作延時(shí)4保護(hù)4處距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)對(duì)于保護(hù)4是具有雙側(cè)電源的保護(hù)，所以對(duì)它不僅要考慮整定值的設(shè)計(jì)，還要加功率方向原件，功率方向原件是當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)來(lái)判斷流過(guò)線路的短路功率方向。(1)保護(hù)4的段主保護(hù)整定計(jì)算：動(dòng)作時(shí)間 (2)保護(hù)4的段主保護(hù)整定計(jì)算(由靈敏度計(jì)算)：所以式中， _靈敏系數(shù)； _距離段整定阻抗； _被保護(hù)線路阻抗。動(dòng)作時(shí)間(3)保護(hù)4的段后備保護(hù)整定計(jì)算（由靈敏度計(jì)算）：所以動(dòng)作時(shí)間保護(hù)4的段主保護(hù)、段后備保護(hù)均由靈敏系數(shù)整定，故無(wú)需校驗(yàn)。5繼電保護(hù)設(shè)備的選擇電流互感器：按照規(guī)程要求連接導(dǎo)線應(yīng)采用相適應(yīng)的導(dǎo)線。電流互感器的二次額定電流一般強(qiáng)電系統(tǒng)用5A，弱電系統(tǒng)用1A。同時(shí)為了確保所供儀表的準(zhǔn)確度，互感器的一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能與最大工作電流接近，所以本設(shè)計(jì)中電流互感器的型號(hào)為L(zhǎng)CWB6-110B。電壓互感器：電壓互感器根據(jù)電網(wǎng)電壓在（0.9-1.1）范圍內(nèi)變動(dòng)，選擇串級(jí)式電磁式電壓互感器。二次側(cè)額定線間電壓為100V，和所接用的儀表或繼電器相適應(yīng)以保證線路的保護(hù)要求，所以本設(shè)計(jì)選擇的電壓互感器的型號(hào)為JDZJ-3。繼電器：繼電器的主要技術(shù)性能應(yīng)滿足整機(jī)系統(tǒng)的要求；繼電器的結(jié)構(gòu)型式與外形尺寸應(yīng)能適合使用條件的需要；經(jīng)濟(jì)合理。距離保護(hù)測(cè)量的是短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處的距離，通過(guò)測(cè)量短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處的阻抗實(shí)現(xiàn)，所以選用全阻抗繼電器。6保護(hù)原理圖6.1保護(hù)測(cè)量回路對(duì)于動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)功能來(lái)說(shuō)，最為重要的是判斷出故障處于規(guī)定的保護(hù)區(qū)內(nèi)還是保護(hù)區(qū)外，因此測(cè)量回路主要作用是判斷出故障位置，至于區(qū)內(nèi)或區(qū)外的具體位置，一般并不需要確切的知道。6.1.1絕對(duì)值比較原理的實(shí)現(xiàn)絕對(duì)值比較的一般動(dòng)作表達(dá)式如式所示。絕對(duì)值比較式的阻抗元件，既可以用阻抗比較的方式實(shí)現(xiàn)，也可以用電壓比較的方式實(shí)現(xiàn)。該式兩端同乘以測(cè)量電流，并令，則絕對(duì)值比較的動(dòng)作條件又可以表示為，絕對(duì)值比較的電壓形成電路如圖2所示。圖2 絕對(duì)值比較電壓形成電路6.1.2相位比較原理的實(shí)現(xiàn)相位比較原理的阻抗元件動(dòng)作條件為令，則相位比較的動(dòng)作條件又可以表示為相位比較原理電路圖如圖3所示。圖3 相位比較電壓形成電路6.2保護(hù)跳閘回路三段式距離保護(hù)主要由測(cè)量回路、起動(dòng)回路和邏輯回路三部分組成，如圖4所示。圖4 保護(hù)跳閘回路原理圖(1)電壓二次回路斷線閉鎖元件。當(dāng)電壓二次回路斷線時(shí)，保護(hù)會(huì)誤動(dòng)作。為防止電壓二次回路線斷線時(shí)保護(hù)的誤動(dòng)作，當(dāng)出現(xiàn)電壓二次回路斷線時(shí)可將距離保護(hù)閉鎖。(2)起動(dòng)元件。被保護(hù)線路發(fā)生短路時(shí)，立即起動(dòng)保護(hù)裝置，以判別被保護(hù)線路是否發(fā)生故障。(3)、 、段測(cè)量元件。測(cè)量元件用來(lái)測(cè)量故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處阻抗的大小，以判別故障是否發(fā)生在保護(hù)范圍內(nèi)，決定保護(hù)是否動(dòng)作。(4)振蕩閉鎖元件。振蕩閉鎖元件是用來(lái)防止當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)距離保護(hù)的誤動(dòng)作。在正常運(yùn)行或系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，振蕩閉鎖裝置可將保護(hù)閉鎖；而當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，解除閉鎖開(kāi)放保護(hù)。所以振蕩閉鎖元件又可理解為故障開(kāi)放元件。(5)時(shí)間元件。根據(jù)保護(hù)間配合的需要，為滿足選擇性而設(shè)的必要延時(shí)。正常運(yùn)行時(shí)，起動(dòng)元件、測(cè)量元件均不動(dòng)作，距離保護(hù)可靠地不動(dòng)作。當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生故障時(shí)，起動(dòng)元件起動(dòng)、振蕩閉鎖元件開(kāi)放，、 、段測(cè)量元件測(cè)量故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的阻抗，在保護(hù)范圍內(nèi)故障，保護(hù)出口跳閘。7對(duì)距離保護(hù)的評(píng)價(jià)從對(duì)繼電保護(hù)所提出的基本要求來(lái)評(píng)價(jià)距離保護(hù)，可以得出如下幾個(gè)主要的結(jié)論：(1)根據(jù)距離保護(hù)工作原理，它可以在多電源的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中保證動(dòng)作的選擇性。(2)距離段是瞬時(shí)動(dòng)作的，但是它只能保護(hù)線路全長(zhǎng)的80%85%，因此兩端合起來(lái)就使得在30%40%線路長(zhǎng)度內(nèi)的故障不能從兩端瞬時(shí)切除，在一端需經(jīng)過(guò)0.5s的延時(shí)才能切除。在220kV及以上電壓的網(wǎng)絡(luò)中，這有時(shí)候不能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求，因而不能作為主保護(hù)來(lái)應(yīng)用。(3)由于阻抗繼電器同時(shí)反應(yīng)于電壓的降低和電流的增大而動(dòng)作，因此，距離保護(hù)較電流、電壓保護(hù)具有較高的靈敏度。此外，距離段的保護(hù)范圍不受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響，其它兩段受到的影響也比較小，因此保護(hù)范圍比較穩(wěn)定。(4)由于保護(hù)范圍中采用了復(fù)雜的阻抗繼電器和大量的輔助繼電器，再加上各種必要的閉鎖裝置，因此接線復(fù)雜，可靠性比電流保護(hù)低，這也是它的主要缺點(diǎn)。參考文獻(xiàn)1 譚秀炳.鐵路電力與牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)