实用文档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：电气 1001姓名： XXXXXX学号： 201009028指导教师： XXXXXX 交通大学自动化与电气工程学院2013 年7月19日1设计原始资料1.1具体题目如图1所示网络，系统参数为：φE =、G115X =Ω、G210X =Ω、G310X =Ω、160km L =、340km L =、B-C 50km L =、C-D 30km L =、D-E 20km L =，线路阻抗0.4Ωkm ，rel 0.85K =Ⅰ，rel rel 0.85K K ==ⅡⅢ，B-C.max 300A I =、C-D.max 200A I =、D-E.max 150A I =、SS 1.5K =、re 1.2K =。
图1 系统网络图1.2完成的容实现对线路保护3以及保护4的三段距离保护设计。
2设计的课题容2.1设计规程在距离保护中应满足四个基本要求，可靠性、选择性、速动性和灵敏性。
它们紧密联系，既矛盾又统一，必须根据具体系统运行矛盾的主要方面，配置、配合、整定每个电力原件的继电保护，充分发挥和利用继电保护的科学性、工程技术性，使继电保护为提高电力系统运行的安全性、稳定性和经济性发挥最大效能。
本课题要完成3、4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(1)主保护配置：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择的切除被保护设备或线路故障的保护，距离保护的主保护主要是距离保护Ⅰ段和距离保护Ⅱ段。
(2)后备保护配置：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护，分为远后备保护和近后备的保护，距离保护第Ⅲ段。
3保护3处距离保护的整定与校验(1)保护3处距离保护第Ⅰ段整定保护3处的Ⅰ段的整定阻抗为()set.3rel B-C 0.85500.417Z K L z ==⨯⨯=ΩⅠⅠ式中，set.3Z Ⅰ______距离Ⅰ段的整定阻抗；B-C L ______被保护线路BC 的长度；z ______被保护线路单位长度的阻抗；rel K Ⅰ______可靠系数，一般取0.8～0.85；动作时间30s t =Ⅰ(2)保护3 处距离保护第Ⅱ段整定与相邻线路CD 距离保护Ⅰ段相配合，保护3处的Ⅱ段的整定阻抗为()()()set.3rel B-C set.20.85500.410.225.67Z K L z Z =+=⨯⨯+=ΩⅡⅡⅠ式中，set.2Z Ⅰ______线路CD 的Ⅰ段整定阻抗，其值为()set.2rel C-D 0.85300.410.2Z K L z ==⨯⨯=ΩⅠⅠ灵敏度校验set.2senBC 25.67 1.2835 1.2520Z K Z ===>Ⅰ 满足要求。
动作延时 320.5t t t =+∆=ⅡⅠ(3)保护3 处距离保护第Ⅲ段整定 按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定()L.min 190.526Z ===Ω 式中，L.min U _______正常运行母线电压的最低值；L.max I _______被保护线路最大负荷电流；采用全阻抗特性，则保护3的Ⅲ段整定值为()rel re set.3L.min ss 0.85 1.2190.526129.5581.5K K Z Z K ⨯==⨯=ΩⅢⅢ式中，ss K _______电动机自启动系数，取1.5～2.5；re K _______阻抗测量元件的返回系数，取1.15～1.25。
灵敏度校验作为近后备保护时，按本线路末端短路进行校验，计算式为 set.3senBC 129.558 6.4779 1.520Z K Z ===>Ⅲ 满足要求，即可以作为本线路Ⅰ、Ⅱ段的近后备保护。
作为远后备保护时，按相邻线路末端短路进行校验，计算式为set.3senBC CD 129.558 4.0487 1.22012Z K Z Z ===>++Ⅲ 满足要求，可作为相邻下级线路的远后备保护。
动作延时32 1.5s t t t =+∆=ⅢⅢ4保护4处距离保护的整定与校验对于保护4是具有双侧电源的保护，所以对它不仅要考虑整定值的设计，还要加功率方向原件，功率方向原件是当线路发生短路时来判断流过线路的短路功率方向。
(1)保护4的Ⅰ段主保护整定计算：()set.4rel AB 0.85400.413.6Z K Z ==⨯⨯=ΩⅠⅠ动作时间40s t =Ⅰ(2)保护4的Ⅱ段主保护整定计算(由灵敏度计算)：set.4sen AB1.25Z K Z =≥Ⅱ 所以()set.420Z ≥ΩⅡ式中， sen K _______灵敏系数；set.4Z Ⅱ_______距离Ⅱ段整定阻抗；AB Z _______被保护线路阻抗。
动作时间40.5s t =Ⅱ(3)保护4的Ⅲ段后备保护整定计算（由灵敏度计算）：set.4sen AB1.5Z K Z =≥Ⅲ 所以()set.424Z ≥ΩⅢ动作时间41s t =Ⅲ保护4的Ⅱ段主保护、Ⅲ段后备保护均由灵敏系数整定，故无需校验。
5继电保护设备的选择电流互感器：按照规程要求连接导线应采用相适应的导线。
电流互感器的二次额定电流一般强电系统用5A ，弱电系统用1A 。
同时为了确保所供仪表的准确度，互感器的一次侧额定电流应尽可能与最大工作电流接近，所以本设计中电流互感器的型号为LCWB6-110B 。
电压互感器：电压互感器根据电网电压在（0.9-1.1）N1U 围变动，选择串级式电磁式电压互感器。
二次侧额定线间电压为100V ，和所接用的仪表或继电器相适应以保证线路的保护要求，所以本设计选择的电压互感器的型号为JDZJ-3。
继电器：继电器的主要技术性能应满足整机系统的要求；继电器的结构型式与外形尺寸应能适合使用条件的需要；经济合理。
距离保护测量的是短路点至保护安装处的距离，通过测量短路点至保护安装处的阻抗实现，所以选用全阻抗继电器。
6保护原理图6.1保护测量回路对于动作于跳闸的继电保护功能来说，最为重要的是判断出故障处于规定的保护区还是保护区外，因此测量回路主要作用是判断出故障位置，至于区或区外的具体位置，一般并不需要确切的知道。
6.1.1绝对值比较原理的实现 绝对值比较的一般动作表达式如式A B Z Z <所示。
绝对值比较式的阻抗元件，既可以用阻抗比较的方式实现，也可以用电压比较的方式实现。
该式两端同乘以测量电流⋅m I ，并令m A A I Z U ⋅⋅=，⋅⋅=B B m U Z I 则绝对值比较的动作条件又可以表示为A B U U <，绝对值比较的电压形成电路如图2所示。
图2 绝对值比较电压形成电路6.1.2相位比较原理的实现相位比较原理的阻抗元件动作条件为C D 90arg90Z Z -≤≤。
令，，则相位比较的动作条件又可以表示为C D90arg 90U U -≤≤。
相位比较原理电路图如图3所示。
图3 相位比较电压形成电路6.2保护跳闸回路三段式距离保护主要由测量回路、起动回路和逻辑回路三部分组成，如图4所示。
图4 保护跳闸回路原理图(1)电压二次回路断线闭锁元件。
当电压二次回路断线时，保护会误动作。
为防止电压二次回路线断线时保护的误动作，当出现电压二次回路断线时可将距离保护闭锁。
(2)起动元件。
被保护线路发生短路时，立即起动保护装置，以判别被保护线路是否发生故障。
(3)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、段测量元件。
测量元件用来测量故障点到保护安装处阻抗的大小，以判别故障是否发生在保护围，决定保护是否动作。
(4)振荡闭锁元件。
振荡闭锁元件是用来防止当电力系统发生振荡时距离保护的误动作。
在正常运行或系统发生振荡时，振荡闭锁装置可将保护闭锁；而当系统发生短路故障时，解除闭锁开放保护。
所以振荡闭锁元件又可理解为故障开放元件。
(5)时间元件。
根据保护间配合的需要，为满足选择性而设的必要延时。
正常运行时，起动元件、测量元件均不动作，距离保护可靠地不动作。
当被保护线路发生故障时，起动元件起动、振荡闭锁元件开放，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、段测量元件测量故障点到保护安装处的阻抗，在保护围故障，保护出口跳闸。
7对距离保护的评价从对继电保护所提出的基本要求来评价距离保护，可以得出如下几个主要的结论：(1)根据距离保护工作原理，它可以在多电源的复杂网络中保证动作的选择性。
(2)距离Ⅰ段是瞬时动作的，但是它只能保护线路全长的80%—85%，因此两端合起来就使得在30%—40%线路长度的故障不能从两端瞬时切除，在一端需经过0.5s的延时才能切除。
在220kV及以上电压的网络中，这有时候不能满足电力系统稳定运行的要求，因而不能作为主保护来应用。
(3)由于阻抗继电器同时反应于电压的降低和电流的增大而动作，因此，距离保护较电流、电压保护具有较高的灵敏度。
此外，距离Ⅰ段的保护围不受系统运行方式变化的影响，其它两段受到的影响也比较小，因此保护围比较稳定。
(4)由于保护围中采用了复杂的阻抗继电器和大量的辅助继电器，再加上各种必要的闭锁装置，因此接线复杂，可靠性比电流保护低，这也是它的主要缺点。
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