输电线路距离保护设计(1)
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辽 宁 工 业 大 学
电力系统继电保护课程设计（论文）
题目：110kV输电线路距离保护设计（4）
院（系）： 电气工程学院
专业班级： 电气104
学 号： 100303124
学生姓名： 甄景瑞
指导教师： （签字）
起止时间： 2013.12.30—2014.1.9
本科生课程设计（论文）
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化
学 号 100303124 学生姓名 甄景瑞 专业班级 电气104
课程设计（论文）题目 110kV输电线路距离保护设计（5）
课程设计（论文）任务 系统接线图如图：
课程设计的内容及技术参数参见下表
设计技术参数 工作量
线路每公里阻抗为Z1=0.44/km,线路阻抗角为φL=55°,AB、BC线路最大负荷电流为380A,负荷功率因数为
cosφL=0.9,8.0IrelK,
8.0relK35.0relK。电源电势为E=115kV, ZsAmax=13Ω,
ZsAmin=8Ω,ZsBmax=28Ω,ZsBmin=15Ω。归算至115kV的各变压器阻抗为84.7Ω,容量ST为15MV.A。其余参数如图所示。 1．计算保护1距离保护第Ⅰ段的整定值和灵敏度。
2. 计算保护1距离保护第Ⅱ段的整定值和灵敏度。
3. 计算保护1距离保护第Ⅲ段的整定值和灵敏度。
4．分析系统在最小运行方式下振荡时，保护1各段距离保护的动作情况。
5．当距保护1出口20km处发生带过渡电阻Rarc=12Ω的相间短路时，保护1的三段式距离保护将作何反应（设B母线上电源开路）？
6．绘制三段式距离保护的原理框图。并分析动作过程。
7. 采用MATLAB建立系统模型进行仿真分析。
stOP5.08stOP178 E
6 5
6238km 2 1 7 4 3 30D C
B A
系统接线图 本科生课程设计（论文） 续表
进度计划
第一天：收集资料，确定设计方案。
第二天：距离I段整定计算及灵敏度校验。
第三天：距离II段整定计算及灵敏度校验。
第四天：距离III段整定计算及灵敏度校验。
第五天：系统振荡和短路过渡电阻影响分析。
第六天：绘制保护原理图。
第七、八天：MATLAB建模仿真分析。
第九天：撰写说明书。
第十天：课设总结，迎接答辩。
指导教师评语及成绩
平时： 论文质量： 答辩：
总成绩： 指导教师签字：
年 月 日
注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算本科生课程设计（论文）
摘 要
线路的电流电压保护构成简单，可靠性好，用于中、低压电网一般能满足对保护性能的要求。但是由于其灵敏度受系统运行方式的影响，有时保护范围很小，再者，该保护的整定计算比较麻烦，这使得其在110KV及以上的复杂网络中很难适用，为此研究了性能更好的保护原理和方案距离保护。距离保护是一种反映物理量，测量阻抗下降而动作的保护，可构成三段式距离保护即本设计所采用的保护方式，首先对系统中保护1的各段整定值和灵敏度进行计算，然后分析了系统在最小运行方式下振荡时，保护1各段距离保护的动作情况。并且分析在具体故障点给定后，保护1的三段式距离保护的反应。最后绘制三段式距离保护的原理框图，分析其动作过程，并采用MATLAB建立简单电力系统三段式距离保护的模型，进行仿真分析。
关键词：三段式距离保护；系统振荡；MATLAB仿真；
本科生课程设计（论文） 目 录
第1章 绪论 ........................................................... 1
1.1继电保护概况 ...................................................... 1
1.2本文研究内容 ...................................................... 1
第2章输电线路距离保护整定计算 ......................................... 2
2.1保护1距离保护第Ⅰ段整定计算 ...................................... 2
2.2保护1距离保护第Ⅱ段整定计算 ...................................... 2
2.3保护1距离保护第Ⅲ段整定计算 ...................................... 3
2.4系统振荡和短路过渡电阻影响分析 .................................... 4
2.4.1系统在最小运行方式下发生振荡 .................................. 4
2.4.2 系统发生带过渡阻抗的相间短路 ................................. 6
第3章 线路距离保护原理图 .............................................. 8
3.1距离保护原理图 .................................................... 8
3.2距离保护原理说明 .................................................. 8
第4章MATLAB建模仿真分析 ............................................. 10
4.1距离保护MATLAB建模 .............................................. 10
4.2距离保护仿真波形及分析 ........................................... 11
第5章 课程设计总结 ................................................... 14
参考文献 .............................................................. 15 本科生课程设计（论文） 1 第1章 绪论
1.1继电保护概况
电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。电力系统由各种电气元件组成，由于自然环境、制造质量、运行维护水平等诸方面的原因，电力系统中的各种元件在运行中不可能一直保持正常状态。根据断路通常伴随着电流显著增大的特征，首先出现了电流超过预定值即动作的过电流保护，最早出现的过电流保护是熔断器，其特点是集保护装置与断电装置于一体，因而简单可靠，但也有诸多缺点，动作精度差，配合难度大，断流能力有限，恢复供电麻烦。随着电力系统的发展，对继电保护的性能要求不断提高，于是出现了作用于断路器的过电流继电器。
20世纪初，继电器开始广泛应用于电力系统的保护。1901年出现了感应型过电流继电器。1908年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理。1910年方向性电流保护原理得到应用。1920年输电线路距离保护装置诞生。20世纪60年代末，有人提出了用小型计算机实现继电保护装置的设想，因当时小型计算机在价格、体积、性能方面的种种原因而未能投入实用。但却由此开始了对继电保护计算计算法的大量研究，为后来微型计算机型继电保护装置的发展奠定了理论基础。微机型保护除了具有保护功能外，还可兼有故障录波、故障测距、事件顺序记录以及网络通信等铺筑功能，这对简化保护的调试、事故分析和事故后的处理等都有重大意义。由于微机型保护装置的巨大优越性和潜力，因而受到了运行人员的广泛欢迎，可以说微机型保护代表着电力系统继电保护的未来。
1.2本文研究内容
本文主要研究针对于简单的电力系统，分析其距离三段式保护的原理及动作过程。首先对系统中保护1的各段整定值和灵敏度进行了整定计算，然后分析了系统在最小运行方式下振荡时，保护1各段距离保护的动作情况。分析其在具体故障点给定后，保护1的三段式距离保护的动作情况，分析其动作过程，最后采用MATLAB建立简单电力系统三段式距离保护的模型，进行仿真分析。 本科生课程设计（论文） 2 第2章输电线路距离保护整定计算
2.1保护1距离保护第Ⅰ段整定计算
为配合方便，先求出1、3、4QF断路器处保护第Ⅰ段的整定值，即:
10.80.443010.5655setrelABZKZ
30.80.443213.3855setrelBCZKZ
40.80.446221.8255setrelCDZKZ
断路器1、3、4QF处距离保护第Ⅰ段的动作时间和灵敏度分别为：
0431opopopttt
13377.3%sensensenKKK
2.2保护1距离保护第Ⅱ段整定计算
1QF处保护的相邻元件为BC线和并联运行的变压器T。当1QF处距离保护第Ⅱ段与BC线段第Ⅰ段配合时，有
)(3min1setbABrelsetZKZKZⅡⅡ
minminmax80.44301111.7628BCsAABABBBbABABABsBIZZIIIKIIIZ
maxmaxmin130.443011315sAABbsBZZKZ
故10.80.44301.7613.385522.6755setZⅡ
和变压器配合时，因为AMVST3.6,按《技术规程》2.3.3.2条，应装纵差保护，故变压器第Ⅰ段保护范围应至低压母线E上，
'1min55setrelABrelTZKZKKZⅡⅡⅡ=
