【继电保护】第3章-电网的距离保护4节

电力系统继电保护课程设计

评语：

成绩

自动化与电气工程学院继电保护课程设计

1 1 设计原始资料

1.1 具体题目

如下图所示网络，系统参数为:

3115EkV,151GX、102GX、103GX，6021LLkm、403Lkm，50CBLkm、30DCLkm、30EDLkm，线路阻抗/4.0km,2.1ⅠrelK、15.1KⅢⅡrelrelK，300maxCBIA、200maxDCIA、150maxECIA，5.1ssK，85.0reK

G1G2G3987645123ABCDEL1L2L3

试对线路L1、L2、L3进行距离保护的设计。

1.2 要完成的内容

本文要完成的内容是对线路的距离保护原理和计算原则的简述，并对线路各参数进行分析及对线路L1、L2、L3进行距离保护的具体整定计算并注意有关细节。距离保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。

2 分析要设计的课题内容

2.1 设计规程

根据继电保护在电力系统中所担负的任务，一般情况下，对动作于跳闸的继电保护在技术上有四条基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。这几个之间，紧密联系，既矛盾又统一，必须根据具体电力系统运行的主要矛盾和矛盾的主要方面，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。

(1)可靠性

可靠性是指保护该动作时应动作，不该动作时不动作。为保证可靠性，宜选用性自动化与电气工程学院继电保护课程设计

电力系统继电保护基础知识

一、电力系统继电保护的基本概念

1. 继电保护的3个组成部分：

• 测量回路

• 逻辑回路

• 执行回路

2. 继电保护的3个基本任务：

• 切除故障元件

• 反映不正常运行状态

• 与其他自动装置配合

3. [判断题] 电力系统的继电保护是通过监视电力系统中的电气量的变化从而判断系统是否出现故障。（ ×

）

4. 可靠性包括安全性（不误动）和可信赖性（不拒动），主要取决于保护装置本身的制造质量。

5. 选择性是通过合理地选择保护方案、正确地进行整定计算以及精确地调整试验而获得的。

6. 灵敏性并不是越大越好，有时与安全性相矛盾。

7. 保护的整定时间是通过时间继电器来整定的，所以整定的动作时间是指时间继电器的动作时间。

8. 电力系统安全自动装置包括：

• 低周、低压减负荷装置 • 自动重合闸

• 故障录波器

• 备自投装置

• 系统解列

9. 逻辑回路包括：

• “或”回路

• “与”回路

• “延时启动”回路

• “记忆”回路

10. 最早出现的是过电流保护类型的熔断器装置，以后经历了机电型、晶体管型、集成电路型、微机型四个阶段。

11. 微机保护软件是由初始化模块、故障检出模块、故障计算模块组成。

12. 不通电时闭合的触点叫常闭触点，不通电时断开的触点叫常开触电。

二、电网的电流保护

No.1 单侧电源网络相间短路的电流保护

1、（瞬时）电流速断保护校验时要求最小保护范围不小于本线路全长的15%~20%。

2、限时电流速断保护要求灵敏系数大于1.3~1.5。

3、定时限过电流保护要求近后备的灵敏系数大于1.3~1.5，远后备的灵敏系数大于1.23。 4、时间阶梯∆t为0.5s。

5、对于线路-变压器组接线，电流速断可以保护线路全长。可以只装设电流速断和过流保护。

6、相间电流速断保护比零序电流速断保护范围小，因为零序阻抗较大，其电流曲线陡。

7、运行方式的变化对电流保护有影响，对低电压保护、距离保护等均无影响。

1 继电保护知识重点

第一章 绪论

1. 继电保护装置是什么？其基本任务是什么？

答：能反应电力系统中电气元件发生故障或者不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

基本任务是：自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。

反应电气元件的不正常运行状态，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。

2. 继电保护装置的组成？

答：继电保护装置中的基本组成元件——继电器（一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。）

传统继电保护装置的组成

测量部分：测量被保护设备相应的电气量，并与整定值比较，从而判断是否启动保护。

逻辑部分：根据各测量部分输出量的大小、性质等判断被保护设备的工作状态。

执行部分：完成保护所承担的任务，如跳闸、发告警信号等。

3. 试述对继电保护的四个基本要求的内容：

答：选择性：

※ 保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。

※ 主保护：正常情况下，有选择性切除故障

· 但存在主保护不能够隔离故障元件的可能性，如断路器拒动

※ 后备保护：主保护不能切除故障时起作用

· 远后备：在远处（变电站）实现，性能比较完善，但其动作将扩大停电范围。

· 近后备：在主保护安装处实现，要同时装设必要的断路器失灵保护。

速动性：

※ 力求保护装置能够迅速动作切除故障

● 提高电力系统并列运行的稳定性

· 暂态稳定等面积定则极限切除时间

· 高压/超高压输电线路保护

● 减轻对设备、用户的损害

※ 对继电保护的速动性，不同情况有不同的要求（工程实际的考虑）

● 切除故障时间：保护装置动作时间+断路器动作时间。

·快速保护动作时间：0.01～0.04s

· 断路器动作时间：0.02～0.06s

继电保护原理概念汇总

利用故障时电气量的变化特征，可以构成各种作用原理的继电保护。例如，根据短路故障时电流增大，可构成电流速断保护和过电流保护；根据短路故障时电压降低，可构成低电压保护和电压速断保护；根据短路故障时电流与电压之间相角的变化，可构成功率方向保护；根据电压与电流比值的变化，可构成距离保护；根据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化，可构成差动保护；根据不对称短路故障出现的相序分量，可构成灵敏的序分量保护。上述保护还可构成更为复杂的继电保护，例如，将过电流保护与方向保护组合，构成方向电流保护。此外，除了反应各种电气量的保护外，还有反应非电气量的保护，如电力变压器的瓦斯保护和过热保护等。

一、电网相间短路的电流电压保护

根据电流整定值选取的原则不同，电流保护可分为无时限电流速断保护、带时限电流速断保护和定时限过电流保护三种。 1、无时限电流速断保护

根据电力系统对继电保护的要求，可以使电流保护的动作不带时限（只有继电器本身固有动作时间），构成瞬动保护，为了保证动作的选择性，采取动作电流按躲过被保护线路外部短路时最大短路电流来整定。这种保护装臵称为无时限电流速断保护（又被称为第Ⅰ段电流保护或瞬动Ⅰ段电流保护）。无时限电流速断保护不能保护线路全长，它存在线路末端保护死区。无时限电流速断保护动作电流值最大。 2、带时限电流速断保护

由于无时限电流速断保护不能保护线路全长，其保护范围外的故障必须由另外的保护来切除。为了保证速动性的要求，用尽可能短的时限来切除该部分的故障。可增设第二套保护，即II段电流速断保护。为了获得选择性，II段电流速断保护必须带时限，以便和相邻的I段电流速断保护相配合，通常所带时限只比无时限电流速断保护大一个或两个时限级差Δt，所以称它为带时限电流速断保护。带时限电流速断保护范围包括本线路全长和相邻线路一部分，但不会超过相邻线路的无时限电流速断保护和降压变压器电流速断保护的保护范围。带时限电流速断保护动作电流值相比无时限电流速断保护要小得多。 3、定时限过电流保护