某输电线路距离保护设计方案
- 格式：doc
- 大小：740.50 KB
- 文档页数：16
下载文档原格式
合集下载
输电线路相间的距离保护整定计算
输电线路相间的距离保护整定计算输电线路是电力系统中重要的组成部分，其众多保护装置中，相间距离保护是最为常用的一种保护。
本文将介绍输电线路相间距离保护的概念、选择及整定计算方法。
1. 相间距离保护概述相间距离保护是指通过测量故障电流和电压的相量差来判断故障点到保护点的距离，从而对电力系统进行保护的一种保护方式。
在电力系统中，一般采用成对的线路传输电能，因此，在相间距离保护中，普遍采用两线的距离来判断故障点到保护点的距离。
由于线路距离不同，其对应的保护距离也不同，因此，需要根据输电线路的物理特征和系统要求进行保护距离的合理选择和整定计算。
2. 相间距离保护的选择在选择相间距离保护时，主要应考虑以下三个方面：1.距离保护的可靠性要求：距离保护是电力系统中最为常用的保护方式之一，要求能够可靠地进行故障检测和判断，确保及时有效地切除故障电路，防止故障扩散和系统失稳。
2.输电线路的物理特征：距离保护的选择应考虑输电线路的长度、电压等级、输电能力、线路类型等多个因素。
例如，在长距离输电线路中，由于线路阻抗大，传输过程中存在较大的电力损耗和电压降，保护阻抗需相应设置较低；而在变电站内，由于线路较短、电压高、抢修容易，可适当提高保护设置阻抗。
3.保护方案的选择：距离保护可分为单相、双相和三相保护，具体选择应考虑电力系统的运行特点、系统设备的类型和数量、以及系统负荷状况。
在实际工作中，应根据以上因素选定合适的距离保护，进行系统调试。
3. 相间距离保护整定计算方法相间距离保护整定计算的主要内容包括保护距离、阻抗设置和整定系数的确定。
3.1 保护距离的确定保护距离是指相间距离保护所对应的线路长度，其一般应按照以下公式进行计算：Lp = Kp * L其中，Lp为保护距离，Kp为保护系数，L为线路长度。
在实际计算中，应根据具体线路的物理特征选取合适的保护系数。
同时，由于混合线路的存在，可能会产生等效阻抗的问题，需要对阻抗进行修正。
输电线路的距离保护
UP
阻 抗 元 件
• 正常运行时，谐振回路 呈纯电阻，Rj上电流与 Uab同相位，所以， Up也与Uab同相位 • 外加电压消失时，借助 于谐振，电压Up在一 定时间内保持原有相位 不变
R
UC
• 引入第三相电压，保证 保护反方向出口两相短 路时阻抗元件仍然能够 正确动作
影响阻抗元件测量阻抗精度的因素
1、短路点的过渡电阻； 2、保护安装处与故障点之间有分支电路； 3、电力系统振荡； 4、TA,TV的误差； 5、TV二次回路断线； 6、串连补偿电容。
一、短路点过渡电阻对测量阻抗的影响
A B
1QF
2QF
jx
jx
R
k
II Z set B I Z set B
II Z setA R
B
R
R
Z m1
I Z set A
&
Z
III
6
&
t III
0
9
3KS
2
1
10
闭锁元件
3
A
1QF
I Z set 1
B
2QF
k
C
3QF
4
II Z set 1 III Z set 1
t
t1III
III t2
t1II
II t2 I t2
t3II t3I
O
t1I
距离保护和电流保护都有一个共同的缺点： 不能够实现线路全长的快速保护 但是由于距离保护受系统影响小，因此， 距离Ⅰ段可以保护线路全长的80％~85％； 距离Ⅱ段和下条线路的瞬时保护配合，带有实现Δt； 距离Ⅲ段与负荷阻抗配合，作为后备保护。
jX Zset2
长线路 短线路
阻 抗 元 件
• 正常运行时，谐振回路 呈纯电阻，Rj上电流与 Uab同相位，所以， Up也与Uab同相位 • 外加电压消失时，借助 于谐振，电压Up在一 定时间内保持原有相位 不变
R
UC
• 引入第三相电压，保证 保护反方向出口两相短 路时阻抗元件仍然能够 正确动作
影响阻抗元件测量阻抗精度的因素
1、短路点的过渡电阻； 2、保护安装处与故障点之间有分支电路； 3、电力系统振荡； 4、TA,TV的误差； 5、TV二次回路断线； 6、串连补偿电容。
一、短路点过渡电阻对测量阻抗的影响
A B
1QF
2QF
jx
jx
R
k
II Z set B I Z set B
II Z setA R
B
R
R
Z m1
I Z set A
&
Z
III
6
&
t III
0
9
3KS
2
1
10
闭锁元件
3
A
1QF
I Z set 1
B
2QF
k
C
3QF
4
II Z set 1 III Z set 1
t
t1III
III t2
t1II
II t2 I t2
t3II t3I
O
t1I
距离保护和电流保护都有一个共同的缺点： 不能够实现线路全长的快速保护 但是由于距离保护受系统影响小，因此， 距离Ⅰ段可以保护线路全长的80％~85％； 距离Ⅱ段和下条线路的瞬时保护配合，带有实现Δt； 距离Ⅲ段与负荷阻抗配合，作为后备保护。
jX Zset2
长线路 短线路
输电线路的距离保护
由于继电保护装置均安装在线路两端，因此 线路的分支系数会对零序电流和负序电流的相 角差产生影响。而分支系数取决于线路阻抗和 系统阻抗，所以造成该相角差不再是零，甚至 可能出现负角。
故障序分量选相元件
BC两相接地故障
E
I1
Z1
I A2
Z2
Z0
I0
3Rg
I0 Z 2 由复合序网图可得： arg I A 2 Z 0 3R g
相电流差变化量选相元件
A相故障
I1 I 2
I AB 3 I 1 I BC 0 I CA 3 I 1
BC相间故障
I 1 I 2
I AB 3 I 1 I BC 2 3 I 1 I CA 3 I 1
I a ,b , c I d
I 2 I dz 2
I 0 I dz0
零序电流突变量起动判据
3i0 (k ) 3i0 (k N ) 3i0 (k N ) 3i0 (k 2N ) 0
健全相电流差突变量元件算法
非全相运行时健全相电流差突变量元件其作用是 用来在非全相运行时判断健全相是否又发生了故 障。要求在非全相运行时或非全相运行中系统振 荡不应误动。以A相故障、BC两相运行为例：
相电流差突变量起动判据
微机保护装置广泛采用相电流突变量作为起动元件判
据。采用相电流差突变量构成的起动元件比相电流突变量
起动元件有两点好处。 （1）对各种相间故障提高了起动元件的灵敏度。 例如 对于两相短路灵敏度可提高一倍。 （2）抗共模干扰能力强。例如对讲机的无线电干
故障序分量选相元件
BC两相接地故障
E
I1
Z1
I A2
Z2
Z0
I0
3Rg
I0 Z 2 由复合序网图可得： arg I A 2 Z 0 3R g
相电流差变化量选相元件
A相故障
I1 I 2
I AB 3 I 1 I BC 0 I CA 3 I 1
BC相间故障
I 1 I 2
I AB 3 I 1 I BC 2 3 I 1 I CA 3 I 1
I a ,b , c I d
I 2 I dz 2
I 0 I dz0
零序电流突变量起动判据
3i0 (k ) 3i0 (k N ) 3i0 (k N ) 3i0 (k 2N ) 0
健全相电流差突变量元件算法
非全相运行时健全相电流差突变量元件其作用是 用来在非全相运行时判断健全相是否又发生了故 障。要求在非全相运行时或非全相运行中系统振 荡不应误动。以A相故障、BC两相运行为例：
相电流差突变量起动判据
微机保护装置广泛采用相电流突变量作为起动元件判
据。采用相电流差突变量构成的起动元件比相电流突变量
起动元件有两点好处。 （1）对各种相间故障提高了起动元件的灵敏度。 例如 对于两相短路灵敏度可提高一倍。 （2）抗共模干扰能力强。例如对讲机的无线电干
高压输电线路微机距离保护设计
1984 年，华北电力学院研制的第一台以 6809（CPU）为基础距离保护样机在经过 试运行后通过了科研鉴定，它标志着我国计算机保护的开发开始进入重要的发展阶段。
微机保护发展概况
计算机在继电保护领域里的应用是继电保护发展史上一个重要的里程碑。微机
继 电 保 护 的 研 究 始 于 上 个 世 纪 六 十 年 代 。 1965 年 初 ， 英 国 剑 桥 大 学 的 P.
模拟量的采样及模数转换，采样周期设定为 5/3ms.每周期采集 12 个点。
距离保护运行软件主要利用软件程序来实现。主要有初始化和自检循环软件、
采样中断软件、故障处理软件组成。
通过设计，初步实现以下功能：逻辑判断清楚、正确；使得复杂的继电保护原
3
精选p理pt 在实现手段上得以简化，并提高了保护的正确动作率；调试维护方便；在线运行
小，
·
·
·
·
·
AB 两相接地故障时，C 相为特殊相，ΔIMA、ΔIMB、ΔIMC 中，ΔIMA 中，ΔIMC 为最
小，
在发生两相短路接地时，非故障相的故障分量电流为最小，故障两相的故障电流
精选ppt
分量较大，且将出现负零序分量。
16
三相短路故障
三相短路故障的判断方法是：
·
·
IM2=0，IM0=0
M 侧短路电流中的负序和零序分量都为零。
G.McLaren 等提出利用采样技术实现输电线路的距离保护。随后，澳大利亚新南威
尔士大学的 I. F. Morrison 等学者对计算机技术在保护和变电站控制领域的应用
问题进行了探讨，并对相关保护算法进行了理论研究。1969 年前后，美国西屋公司
的 G. D. Rockefeller 等开始进行具体装置的研制，并于 1972 年发表该装置的
微机保护发展概况
计算机在继电保护领域里的应用是继电保护发展史上一个重要的里程碑。微机
继 电 保 护 的 研 究 始 于 上 个 世 纪 六 十 年 代 。 1965 年 初 ， 英 国 剑 桥 大 学 的 P.
模拟量的采样及模数转换，采样周期设定为 5/3ms.每周期采集 12 个点。
距离保护运行软件主要利用软件程序来实现。主要有初始化和自检循环软件、
采样中断软件、故障处理软件组成。
通过设计，初步实现以下功能：逻辑判断清楚、正确；使得复杂的继电保护原
3
精选p理pt 在实现手段上得以简化，并提高了保护的正确动作率；调试维护方便；在线运行
小，
·
·
·
·
·
AB 两相接地故障时，C 相为特殊相，ΔIMA、ΔIMB、ΔIMC 中，ΔIMA 中，ΔIMC 为最
小，
在发生两相短路接地时，非故障相的故障分量电流为最小，故障两相的故障电流
精选ppt
分量较大，且将出现负零序分量。
16
三相短路故障
三相短路故障的判断方法是：
·
·
IM2=0，IM0=0
M 侧短路电流中的负序和零序分量都为零。
G.McLaren 等提出利用采样技术实现输电线路的距离保护。随后，澳大利亚新南威
尔士大学的 I. F. Morrison 等学者对计算机技术在保护和变电站控制领域的应用
问题进行了探讨，并对相关保护算法进行了理论研究。1969 年前后，美国西屋公司
的 G. D. Rockefeller 等开始进行具体装置的研制，并于 1972 年发表该装置的
07-第七部分 输电线路相间的距离保护整定计算
2
I I Z op K .1 res Z AB
式中
I Z op .1
I K rel
0.8 ~ 0.85 ；
Z AB
图7-1 距离保护整定计算系统图 若被保护对象为线路变压器组，则送电侧线路距离保护第Ⅰ段可 按保护范围伸入变压器内部整定，即 （7-2） Z I K I Z K Z
2．与相邻距离保护第Ⅱ段配合 为了缩短保护切除故障时间，可与相邻线路相间距离保护第Ⅱ段 配合，则 III III II （7-10）
Kb. min Z op.2 Z op.1 K rel Z AB K rel
12
式中 K IIi ——距离保护第Ⅲ段可靠系数，取 0.8 ~ 0.85 ； rel
相间距离保护第Ⅱ段的灵敏度按下式校验
K
II sen
Z
II op .1
Z AB
≥
1 . 3 ~ 1 .5
当灵敏度不满足要求时，可与相邻线路相间距离第Ⅱ段配合，其 动作阻抗为 （7-5） II II II op.1 rel AB rel b. min op.2
Z
K Z
K K
Z
8
式中
——可靠系数，取 K rel
II Z op .2
≤ K rel
0 .8 ；
——相邻线路相间距离保护第Ⅱ段的整定值。
13
当距离保护第Ⅲ段的动作范围未伸出相邻变压器的另一侧时， 应与相邻线路不经振荡闭锁的距离保护第Ⅱ段的动作时间配 合，即
III t op.1 II t op.2
5
式中
II K rel
——距离保护第Ⅰ段可靠系数，取 0.8 ~ 0.85 ；
I I Z op K .1 res Z AB
式中
I Z op .1
I K rel
0.8 ~ 0.85 ；
Z AB
图7-1 距离保护整定计算系统图 若被保护对象为线路变压器组，则送电侧线路距离保护第Ⅰ段可 按保护范围伸入变压器内部整定，即 （7-2） Z I K I Z K Z
2．与相邻距离保护第Ⅱ段配合 为了缩短保护切除故障时间，可与相邻线路相间距离保护第Ⅱ段 配合，则 III III II （7-10）
Kb. min Z op.2 Z op.1 K rel Z AB K rel
12
式中 K IIi ——距离保护第Ⅲ段可靠系数，取 0.8 ~ 0.85 ； rel
相间距离保护第Ⅱ段的灵敏度按下式校验
K
II sen
Z
II op .1
Z AB
≥
1 . 3 ~ 1 .5
当灵敏度不满足要求时，可与相邻线路相间距离第Ⅱ段配合，其 动作阻抗为 （7-5） II II II op.1 rel AB rel b. min op.2
Z
K Z
K K
Z
8
式中
——可靠系数，取 K rel
II Z op .2
≤ K rel
0 .8 ；
——相邻线路相间距离保护第Ⅱ段的整定值。
13
当距离保护第Ⅲ段的动作范围未伸出相邻变压器的另一侧时， 应与相邻线路不经振荡闭锁的距离保护第Ⅱ段的动作时间配 合，即
III t op.1 II t op.2
5
式中
II K rel
——距离保护第Ⅰ段可靠系数，取 0.8 ~ 0.85 ；
某输电线路距离保护设计方案
某输电线路距离保护设计方案1.1输电线路距离保护概述输电线路距离保护是指利用阻抗元件来反应短路故障的保护装置，阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与电流的比值，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。
系统在正常运行时，不可能总工作于最大运行方式下，因此当运行方式变小时，电流保护的保护围将缩短，灵敏度降低；而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，常用于线路保护电力系统稳定运行主要有符合要求电网结构、系统运行方式和电力系统继电保护来保证。
高压及以上等级电网中，继电装置可靠性和速动性有双重主保护来保证，其选择性和灵敏性主要由相间接地故障后被保护延时段来保证。
距离保护是以距离测量元件为基础构成保护装置，称阻抗保护。
系统正常运行时，保护装置安装处的电压为系统的额定电压，电流负载电流，发生短路故障时，电压降低、电流增大。
因此，电压和电流比，正常状态和故障状态有很大变化。
由于线路阻抗和距离成正比，保护安装处的电压与电流之比反映了保护安装处到短路点的阻抗，也反映保护安装处到短路点距离。
所以按照距离远近来确定保护动作时间，这样就能有选择地切除故障。
当前微计算机硬件的更新和网络化发展在计算机控制领域。
单片机与DSP芯片二者技术上的融合，主要体现在运算能力的提高及嵌入式网络通信芯片的出现和应用等方面。
这些发展使硬件设计更加方便。
高性价比使冗余设计成为可能，为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。
硬件技术的不断更新和微机保护设计网络化，将为距离保护的设计和发展带来一种全新的理念和创新，它会大大简化硬件设计、增强硬件的可靠性，使装置真正具有了局部或整体升级的可能。
1.2本文研究容本次课程设计的主要是输电线路的距离保护。
计算和分析主要容是计算保护1距离保护Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段整定值和灵敏度，计算灵敏度同时要注意每个保护的动作时间要精确，上述工作完成后接下来对设计提出的系统震荡和短路过渡电阻对系统的影响进行相应的计算分析，并确定距离保护的围，并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。
220kv电网线路保护方案设计
220kv电网线路保护方案设计摘要：对220kV 电网线路的保护工作来说，距离保护具有无可替代的作用，笔者首先对距离保护的原理、构成进行了分析，同时又提出了具体的实现策略。
希望为业界人士提供一定的参考。
关键词：距离保护重合闸零序电流保护220kv电网线路中的距离保护方式是以距离测量元件为基础构成的保护装置。
该套保护方式所涉及的内容比较广阔，主要包括以下几个要素：故障启动、故障距离测量、相应的逻辑时间回路与电压回路断线闭锁。
在220kV 电网线路中，采取距离保护策略首先要做好设计工作，配合零序电流保护和重合闸的设计进行线路保护。
本文对此进行详细的分析。
一、220kV 线路保护的基本原理1、220kV电网线路中距离保护的相关原理所谓的距离保护方式其实是通过对短路时电压电流会同时发生转变这一现象的利用，计算出电压与电流的比值，反映故障点到保护安装处的距离的工作保护。
距离保护的具体实现方法是通过测量短路点至保护安装处的阻抗实现的，因为线路的阻抗成正比于线路长度。
距离保护的构成。
距离保护一般由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逻辑和出口等几部分组成。
阻抗继电器及其动作特性。
在距离保护中，阻抗继电器的作用就是在系统发生短路故障时，通过测量故障环路上的测量阻抗Zm，并将它与整定阻抗Zset相比较，以确定出故障所处的区段，在保护范围内部发生故障时，给出动作信号。
阻抗继电器动作区域的形状称为动作特性。
动作区域为圆形时，称为圆特性，动作区域为四边形时，称为四边形特性。
2、自动重合闸的基本原理一般情况下，该种问题会经常出现在电线路上，而且是往往是在一瞬间发生的，在线路被继电保护迅速断开以后，电弧即行熄灭，此时，如果把断开的线路断路器再合上，就能够恢复正常供电。
在电力系统中，当断路器跳闸后自动重合闸能够自动地将断路器重新合闸。
这样，在线路被断开后再进行一次合闸，大大提高了供电的可靠性。
由于重合闸装置本身投资很低，工作可靠，因此，在电力系统中得到了广泛的应用。
输电线路距离保护设计课件
新疆工业高等专科学校电气与信息工程系课程设计说明书输电线路距离保护专业班级：电力系统自动化09-9（2）班学生姓名：指导教师：完成日期： 2011年12月25日电气系《电力系统继电保护》课程设计任务书10/11学年上学期 2011年 12 月 25 日教研室主任（签名）系（部）主任（签名）年月日新疆工业高等专科学校电气与信息工程系课程设计评定意见设计题目：输电线路距离保护学生姓名：王小妍专业电力系统自动化班级电力09-9（2）班评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日评定意见参考提纲：1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。
2.学生的勤勉态度。
3.设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
摘要本次继电保护设计是输电线路距离保护设计。
本文首先介绍了电力系统继电保护的基础知识，根据给定内容及技术参数，进行相间整定计算，制定出反应其输电线路上相间短路、接地短路故障的继电保护配置方案。
通过对所配置的继电保护进行整定计算和校验，论证继电保护配置的正确性。
并加装自动重合闸装置，提高供电可靠性。
并对部分输电线路继电保护回路进行了设计。
本次设计让我了解到系统震荡下，保护1各段距离保护的动作及过渡电阻影响下，保护1各段距离保护的动作情况。
关键词：输电线路继电保护整定计算目录第一章说明书 (1)1.1课程设计目的 (1)1.2课程设计内容及技术参数 (1)第二章输电线路距离保护 (3)2.1距离保护的概念 (3)2.2 距离保护的特性 (3)2.3距离保护的组成 (4)2.4装置构成 (4)2.4.1阻抗继电器 (4)2.4.2 接线方法 (5)2.4.3距离保护的基本原理及特点 (5)2.4.4距离保护的基本原理 (6)2.4.5注意事项 (7)第三章保护1相间距离保护整定计算 (8)3.1相间距离I段整定计算 (8)3.2相间距离II段整定计算 (8)3.3相间距离III段整定计算 (9)第四章距离保护的动作情况 (10)4.1 系统震荡下，保护1各段距离保护的动作情况 (10)4.1.1系统震荡特性 (10)4.1.2系统振荡时测量阻抗时测量阻抗的变化规律 (12)4.1.3结论 (13)4.2 过渡电阻影响下，保护1各段距离保护的动作情况 (14)4.2.1过渡电阻的性质 (14)4.2.3结论 (14)第五章三段式距离保护的原理框图 (16)第六章总结 (17)参考文献 (18)第一章 说明书1.1课程设计目的《电力系统继电保护》课程是电气工程及其自动化专业的主要专业课程之一，在学完本课程之后，通过课程设计，使自己进一步巩固和加深对所学专业理论知识的理解，培养自己设计、计算、绘图、文献查阅、报告撰写等基本技能；培养自己独立分析和解决工程实际问题的能力；培养自己的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。
变电站110kv输电线路距离保护设计
一、概述变电站是电力系统中的重要组成部分，而110kV输电线路则是变电站与电网之间进行能量传输的关键部分。
在输电线路的设计中，距离保护是确保线路运行安全稳定的重要环节。
本文将就变电站110kV输电线路距离保护的设计进行深入探讨。
二、距离保护概述1. 距离保护的定义距离保护是一种通过测量线路电压、电流和阻抗，判定线路故障位置，自动保护系统中断故障区域的电流的保护方式。
2. 距离保护的功能距离保护的主要功能包括：准确判别故障地点，保护线路，提高传输线路的可靠性，减小电网故障范围，提高电网系统故障的瞬时稳定水平。
三、距离保护的设计要点1. 距离保护的选用在设计110kV输电线路的距离保护时，需要根据具体的线路情况和要求选择合适的距离保护装置，并确保其具备良好的适应性和稳定性。
2. 距离保护的参数设置距离保护的参数设置应充分考虑线路的长度、负荷情况、设备特性等因素，确保距离保护能够在各种情况下都能够准确判断故障位置，及时有效地切除故障区域。
3. 距离保护的联锁逻辑设计在设计距离保护时，需要考虑其与其他保护装置的联锁逻辑，确保各种保护装置之间能够协调配合，做到精确判别和准确动作。
四、距离保护的设计流程1. 简化网络建模需要对输电线路进行简化网络建模，确定线路参数、节点信息、拓扑结构等基本数据。
2. 计算线路参数根据简化的网络模型，计算出线路的参数，包括电阻、电抗等，作为后续距离保护参数设置的依据。
3. 距离保护参数设置根据线路的参数和具体要求，进行距离保护的参数设置，包括阻抗范围、保护动作时间等。
4. 联锁逻辑设计设计距离保护与其他保护装置的联锁逻辑，确保各种保护装置之间的协调配合。
5. 验证与调试需要对设计的距离保护系统进行验证与调试，确保其能够满足实际运行要求。
五、距离保护的实例分析以某110kV输电线路为例，对其距离保护的设计进行实例分析，包括线路参数、保护参数设置、联锁逻辑设计等方面。
六、距禿保护的应用与展望1. 距离保护在110kV 输电线路中的应用通过分析现有110kV输电线路的距禿保护应用情况，总结其中的经验和教训，为今后的工程提供参考。
某输电线路距离保护设计方案
某输电线路距离保护设计方案1.1输电线路距离保护概述输电线路距离保护是指利用阻抗元件来反应短路故障的保护装置，阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与电流的比值，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。
系统在正常运行时，不可能总工作于最大运行方式下，因此当运行方式变小时，电流保护的保护范围将缩短，灵敏度降低；而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，保护范围稳定，常用于线路保护电力系统稳定运行主要有符合要求电网结构、系统运行方式和电力系统继电保护来保证。
高压及以上等级电网中，继电装置可靠性和速动性有双重主保护来保证，其选择性和灵敏性主要由相间接地故障后被保护延时段来保证。
距离保护是以距离测量元件为基础构成保护装置，称阻抗保护。
系统正常运行时，保护装置安装处的电压为系统的额定电压，电流负载电流，发生短路故障时，电压降低、电流增大。
因此，电压和电流比，正常状态和故障状态有很大变化。
由于线路阻抗和距离成正比，保护安装处的电压与电流之比反映了保护安装处到短路点的阻抗，也反映保护安装处到短路点距离。
所以按照距离远近来确定保护动作时间，这样就能有选择地切除故障。
当前微计算机硬件的更新和网络化发展在计算机控制领域。
单片机与DSP芯片二者技术上的融合，主要体现在运算能力的提高及嵌入式网络通信芯片的出现和应用等方面。
这些发展使硬件设计更加方便。
高性价比使冗余设计成为可能，为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。
硬件技术的不断更新和微机保护设计网络化，将为距离保护的设计和发展带来一种全新的理念和创新，它会大大简化硬件设计、增强硬件的可靠性，使装置真正具有了局部或整体升级的可能。
1.2本文研究内容本次课程设计的主要是输电线路的距离保护。
计算和分析主要内容是计算保护1距离保护Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段整定值和灵敏度，计算灵敏度同时要注意每个保护的动作时间要精确，上述工作完成后接下来对设计提出的系统震荡和短路过渡电阻对系统的影响进行相应的计算分析，并确定距离保护的范围，并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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
某输电线路距离保护设计方案1.1输电线路距离保护概述输电线路距离保护是指利用阻抗元件来反应短路故障的保护装置，阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与电流的比值，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。
系统在正常运行时，不可能总工作于最大运行方式下，因此当运行方式变小时，电流保护的保护范围将缩短，灵敏度降低；而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，保护范围稳定，常用于线路保护电力系统稳定运行主要有符合要求电网结构、系统运行方式和电力系统继电保护来保证。
高压及以上等级电网中，继电装置可靠性和速动性有双重主保护来保证，其选择性和灵敏性主要由相间接地故障后被保护延时段来保证。
距离保护是以距离测量元件为基础构成保护装置，称阻抗保护。
系统正常运行时，保护装置安装处的电压为系统的额定电压，电流负载电流，发生短路故障时，电压降低、电流增大。
因此，电压和电流比，正常状态和故障状态有很大变化。
由于线路阻抗和距离成正比，保护安装处的电压与电流之比反映了保护安装处到短路点的阻抗，也反映保护安装处到短路点距离。
所以按照距离远近来确定保护动作时间，这样就能有选择地切除故障。
当前微计算机硬件的更新和网络化发展在计算机控制领域。
单片机与DSP芯片二者技术上的融合，主要体现在运算能力的提高及嵌入式网络通信芯片的出现和应用等方面。
这些发展使硬件设计更加方便。
高性价比使冗余设计成为可能，为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。
硬件技术的不断更新和微机保护设计网络化，将为距离保护的设计和发展带来一种全新的理念和创新，它会大大简化硬件设计、增强硬件的可靠性，使装置真正具有了局部或整体升级的可能。
1.2本文研究内容本次课程设计的主要是输电线路的距离保护。
计算和分析主要内容是计算保护1距离保护Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段整定值和灵敏度，计算灵敏度同时要注意每个保护的动作时间要精确，上述工作完成后接下来对设计提出的系统震荡和短路过渡电阻对系统的影响进行相应的计算分析，并确定距离保护的范围，并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。
后用MATLAB仿真，验证计算的正确性。
第2章 输电线路距离保护整定计算2.1 距离Ι段整定计算距离Ι段动作阻抗的整定距离I 段按躲开下一条线路出口处短路的原则整定其中：8.0=I rel K计算相间距离保护第Ⅰ段动作阻抗断路器1、3、4QF 处距离保护第Ⅰ段的动作时间和灵敏度分别为：0431===ⅠⅠⅠop op op t t t%80431===ⅠⅠⅠsen sen sen K K K确定动作时限：t=0S整定阻抗角与线路阻抗角相等，保护区为被保护线路全长的80%。
2.2 距离Ⅱ段整定计算距离II 段与相邻线路距离保护I 段相配合，或躲开线路末端变电所变压器低压出口侧出口处短路时的阻抗值整定。
（1）与相邻线路第Ⅰ段配合。
动作阻抗为：：最小分支系数 8.0=∏rel K AB I res I op Z K Z =1.Ω=⨯⨯==6.9304.08.01.AB Ires I op Z K Z Iop b rel AB II rel II op Z K K Z K Z 2.min .1.''+=min .b K助增分支： 汲出系数为：1总的分支系数为： 整定阻抗为：灵敏度校验： 要求：≥1.3～1.5 满足要求（2）躲开线路末端变电所变压器低压出口侧出口处短路时的阻抗值。
动作阻抗为： ：最小分支系数 整定阻抗为： 灵敏度校验： 要求：≥1.3～1.5 满足要求 相间距离II 段整定值取上述两项中较小值。
整定阻抗为： 整定时间为：t=0.5S2.3 距离Ⅲ段整定计算（1）按躲过最小负荷阻抗整定动作阻抗为： 整定阻抗为： （2）灵敏度校验47.2147.2.=⨯==汲助b b in bm K K K 47.215151210min min max =++=++=sB sB AB sA b Z Z Z Z K Ω=⨯⨯+⨯=''+=64.392.1547.28.0120.82.min .1. Z K K Z K Z Iop b rel AB II rel II op ABIIop II senZZ K 1.=30.31264.391.===AB II op IIsenZ Z K Bb rel AB IIrel II op Z K K Z K Z min .1.''+=m in .b K Ω=⨯⨯+⨯=''+=68.855.3847.28.0120.8min .1. Z K K Z K Z B b relAB IIrel II op AB IIop II senZ Z K 1.=14.71268.851.===AB II op II sen Z Z K Ω=⨯⨯+⨯=''+=64.4272.1647.28.0120.82.min .1. Z K K Z K Z Iop b relAB II rel II op max ..min .39.0fh x e fh I U Z =Ω=⨯==73.170335.01159.09.0max ..min . I U Z fh x e fh ssre Ⅲrel fh IIIset K K K Z Z min .1.=Ω=⨯⨯==88.782.15.12.173.170min .1.ss re Ⅲrel fh III set K K K Z Z近后备时： 满足要求 远后备时： 作为线路BC 远后备时： 满足要求。
作为变压器远后备时： 满足要求。
动作时间：2.5S 1.51t 371=+=+=I ∏I ∏△OP OP t t2.4 系统振荡和短路过渡电阻影响分析2.4.1 系统震荡特性系统振荡时，系统中各发电机电势间的相角差随时间作周期性变化，从而使系统中各点电压，线路电流以及距离保护的测量阻抗也将发生周期性变化，可能导致距离保护的误动作。
但通常系统振荡若干周期后，多数情况下能自行恢复同步，若此时保护误动，势必造成不良后果，因而使不允许的。
（1）对系统振荡电压，电流的变化规律几点假设：①.全相振荡时，系统三相对称，故可只取一相分析；②.两侧电源电势M E .和N E .电势相等，相角差为)3600(︒︒<<δδ； ③.系统中各元件阻抗角均相等，以d ϕ表示；④．不考虑负荷电流的影响，不考虑振荡同时发生短路。
电流：2sin 2)1(.....δδ∑∑=-=++-=Z E Z e E Z Z Z E E I M j M N L M N M3.157.61288.781.>===AB III op IIIsenZ Z K BCb AB III op III sen Z KZ Z K max .1.+=2.19.22.1511288.78max .1.>=⨯+=+=BC b AB IIIop IIIsenZ K Z Z K 2.156.15.3811288.78max .1.>=⨯+=+=B b AB III op IIIsen Z K Z Z K振荡电流的有效值随δ变化（包络线）电压：M M M Z I E U ...-=N N N Z I E U ...+=系统中总有一点的电压为最低，其值为由0向N M E E ..-相量所做的垂线的长度，该点则称为振荡中心，以z 表示。
当N M E E ..= 且系统中各元件阻抗角相等时，振荡中心的位置在全系统纵向阻抗的中点（即2∑Z 处）。
当︒=180δ时，0.=Z U ，I 最大，相当于在线路z 点发生三相短路。
振荡周期：电压的一个最大值到下一个最大值所经历的时间，一般发生在0.25~2.5s 的范围内。
（2）系统振荡时测量阻抗时测量阻抗的变化规律。
M 侧：M j M M MM M m J Z e ZZ IE I Z I E IU Z --∑=-=-==δ1........ 因为2121δδjctge j -=-所以22)2()21(2.δδctg Z j Z Z Z jctg ZZ M M mJ ∑--∑=--∑=︒=0δ,∞=2δctg,∞--=∑∑.2)2(Zj Z Z Z M J ︒=180δ,02=δctg,M J Z Z Z -=∑2︒=360δ,∞=2δctg,∞+-=∑∑.2)2(Zj Z Z Z M J 可见，当δ变化，J Z 幅值变化，阻抗角亦变化。
系统振荡时时距离保护的影响：当测量阻抗进入特性圆内，阻抗继电器就要误动。
全阻抗继电器误动的相角14δδ-，方向阻抗继电器误动的相角23δδ-。
T t .360141︒-=δδ T t .360232︒-=δδ因为T ＝0.25～2.5之间，所以S t bh 5.1≥就可躲振荡的影响。
（3）当N M E E ..= 且系统中各元件阻抗角相等时，振荡中心的位置在全系统纵向阻抗的中点（即2∑Z 处）。
则Ω==∑1.182Z Z J 2.4.2 短路过渡电阻影响分析过渡电阻的性质：)2()3(,d d ————电弧电阻)1()1,1(,d d ————电弧电阻，杆塔电阻，大地电阻f dg dd d ddd g d JJ J Z Z R I I Z I Z I R I I U Z +=+=+=='..'.'....其中f Z 为附加阻抗，αj g dd fe R I I Z '= ，α为d I .超前'.d I 的角度。
讨论：①.0".=d I ,单侧电源网络g f d d R Z I I ==,.'. 纯电阻性，J Z 增大。
②. 0".≠d I . 双侧电源网络受电侧α>0, f Z 电阻电感性，f Z 电抗部分增大。
送电侧α<0, f Z 电阻电容性，f Z 电抗部分减小。
依设计要求，当距保护1出口20km 处发生带过渡电阻Rarc=12Ω的相间短路时，观察保护1的三段式距离保护将作出的反应（设B 母线上电源开路）。
则可将系统视作单侧电源网络Ω=+=+=8.20128.8f d J Z Z Z1、相间距离保护I 段：由于Iop J Z Z 1.8.20>Ω=所以相间距离保护I 段不动作。
2、相间距离保护II 段：由于II op J Z Z 1.8.20<Ω=所以相间距离保护II 段动作。
3、相间距离保护II 段：由于III op J Z Z 1.8.20<Ω=所以相间距离保护III 段动作。
第3章 距离保护原理图的与动作过程分析3.1 保护1各段距离保护的动作过程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如下： 1、相间距离保护I 段：由于Iop J Z Z 1.1.18>Ω=所以相间距离保护I 段不动作。