辽 宁 工 业 大 学
电力系统继电保护课程设计（论文）
题目：输电线路距离保护设计（1）
院（系）： 新能源学院
专业班级： 电气工程122
学 号： 121803045
学生姓名： 李东泽
指导教师： 吴 静 （签字）
起止时间：
本科生课程设计（论文） I
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：新能源学院 教研室：电气工程及其自动化
学 号 121803045 学生姓名 李东泽 专业班级 电气工程122
课程设计（论文）题目 输电线路距离保护设计（1）
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=0.4/km,线路阻抗角为φL=65°,AB、BC线路最大负荷电流为400A,负荷功率因数为
cosφL=0.9,8.0IrelK,
8.0relK35.0relK。电源电势为E=115kV, ZsAmax=10Ω,
ZsAmin=8Ω,ZsBmax=30Ω,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
输电线路距离保护
1.引言
对长距离、重负荷线路，由于线路的最大负荷电流可能与线路末端短路时的短路电流相差甚微，采用电流电压保护，其灵敏性也常常不能满足要求。距离保护是广泛运用在110kv及以上电压输电线路中的一种保护装置。输电线路的长度是一定的，其阻抗也基本一定。在其范围内任何一点故障，故障点至线路首端的距离都不一样，也就是阻抗不一样，都会小于总阻抗。距离保护就是反应故障点至保护安装处之间的距离，并根据该距离的大小确定动作时限的一种继电保护装置。该装置的主要元件是测量保护安装地点至故障点之间距离的距离（阻抗）继电器．继电器实际上是测量保护安装地点至故障点之间线路的阻抗，即保护安装地点的电压和通过线路电流的比值。由起动元件、方向元件、测量元件、时间元件和执行部分组成。起动元件：发生短路故障时瞬时起动保护装置；方向元件：判断短路方向；测量元件：测量短路点至保护安装处距离；时间元件：根据预定的时限特性动作，保证保护动作的选择性；执行元件：作用于跳开断路器。
2.电阻测量的原理
阻抗法建立在工频电气量的基础上，通过建立电压平衡方程，利用数值分析方法求解得到故障点和测量点之间的电抗，由此可以推出故障的大致位置。根据所使用电气量的不同，阻抗法分为单端法和双端法两种。
对于单端法，直观来说可以归咎于迭代法庭外和解二次方程法。迭代法可能将发生伪根，也有可能不发散。求解二次方程法虽然在原理和实质上都比迭代法得天独厚，但仍然有伪根问题。此外，在实际应用领域中单端电阻法的精度不低，特别难受故障点过渡阶段电阻、对侧系统电阻、负荷电流的影响。同时由于在排序过程中，算法往往就是创建在一个或者几个假设的基础之上，而这些假设常常与实际情况不一致，所以单端电阻法存有无法消解的原理性误差。但单端法也存有其明显优点：原理直观、不易新颖、设备资金投入高、不须要额外的通讯设备。
双端法利用线路两端的电气信息量进行故障测距，以从原理上消除过渡电阻的影响。通常双端法可以利用线路两端电流或两端电流、一端电压进行测距，也可以利用两端电压和电流进行故障测距。理论上双端法不受故障类型和故障点过渡电阻的影响，有其优越性。特别是近年来gps设备和光纤设备的使用，为双端阻抗法的发展提供了技术上的保障。双端法的缺点在于：计算量大、设备投资大、需要额外的同步和通讯设备。
第一章 继电保护概述
1-1 答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件，使其免受破坏，保证其他无故障元件恢复正常运行；监视电力系统各元件，反映其不正常工作状态，并根据运行维护条件规范设备承受能力而动作，发出告警信号，或减负荷、或延时跳闸；继电保护装置与其他自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。
1-2 答：即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
1-3 答：继电保护的基本原理是根据电力系统故障时电气量通常发生较大变化，偏离正常运行范围，利用故障电气量变化的特征可以构成各种原理的继电保护。例如，根据短路故障时电流增大．可构成过流保护和电流速断保护；根据短路故障时电压降低可构成低电压保护和电流速断保护等。除反映各种工频电气量保护原理外，还有反映非工频电气量的保护，如超高压输电线的行波保护和反映非电气量的电力变压器的瓦斯保护、过热保护等。
1-4 答：主保护是指能满足系统稳定和安全要求，以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。
后备保护是指当主保护或断路器拒动时，起后备作用的保护。
后备保护又分为近后备和远后备两种：
（1）近后备保护是当主保护拒动时，由本线路或设备的另一套保护来切除故障以实现的后备保护;
（2）远后备保护是当主保护或断路器拒动时，由前一级线路或设备的保护来切除故障以实现的后备保护.
辅助保护是为弥补主保护和后备保护性能的不足，或当主保护及后备保护退出运行时而
增设的简单保护。
1-6答：(1)当线路CD中k3点发生短路故障时，保护P6应动作，6QF跳闸，如保护P6和P5不动作或6QF, 5QF拒动，按选择性要求，保护P2和P4应动作，2QF和4QF应跳闸。
(2）如线路AB中k1点发生短路故障，保护P1和P2应动作，1QF和2QF应跳闸，如保护P2不动作或2QF拒动，则保护P4应动作，4QF跳闸。
第一章概述
1/1 电力系统故障？常见的短路故障和断线故障。 指各种类型的短路，有三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路及电机、变压器绕组的匝间短路。
电力系统不正常工作情况？指电力系统的正常工作遭到破坏，但未形成故障，称做不正常工作情况。 常见的有：过负荷、过电压、电力系统震荡等。
电力系统不正常工作时若不及时处理，将发展成故障,引起事故，导致人员伤亡,设备损坏，电能质量下降及停电。
1／２继电保护的基本任务？
一种重要的反事故措施，它的基本任务是:当电力系统出现故障时,能自动快速有选择地将故障设备从系统中切除,使故障设备免受损坏,保证系统其他部分继续运行。
当发生不正常工作情况时，能自动及时有选择地发出信号，由值班人员进行处理,或切除继续运行会引起故障的设备。
１/3继电保护如何区分电力系统的不正常运行和故障？
故障时的明显特征：电流剧增,继电保护将正常的负荷电流与短路电流对比;
电压剧减,距离故障点越近电压越低,相应有低电压保护。
相位变化，电压与电流之间相位角变化可以判断故障点的方向，相应有方向保护
测量阻抗降低,相应的有距离保护或者阻抗保护
１/4继电保护的组成部分：测量部分，逻辑部分和执行部分。
测量部分从被保护对象与事先给定的整定值进行比较,判断被保护元件有无故障或异常情况,并输出相应信息。
逻辑部分根据测量部分输出的信息,使保护装置按一定的逻辑关系工作,以确定是否需要给出瞬时或延时动作于跳闸或信号的信息。
执行部分根据逻辑部分输出的信息将信号送至断路器的控制回路或报警信号回路。
1/５继电保护的基本要求：
选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
为什么是说他们之间是相互矛盾的又如何统一？
四个基本要求既有矛盾又有联系。选择性提高,速度灵敏性可能降低;速动性提高，可靠性可能降低;灵敏性提高,安全性降低;可靠性提高,速动性降低。
统一性:继电保护装置可靠动作的前提下速动性才有实际的意义；保护对动作的灵敏性是出与保护可靠动作的需要；
