電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)-三段式距離保護(hù)

1、<p>　　電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)</p><p>　　選題標(biāo)號(hào)： 三段式距離保護(hù) </p><p>　　班 級(jí)：　 14電氣 </p><p>　　姓 名：　 </p><p>　　學(xué) 號(hào)：　

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師：　 </p><p>　　日 期： 2017年11月8日 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、選題背景5</b></p>

3、<p><b>　　1.1選題意義5</b></p><p>　　1.2設(shè)計(jì)原始資料5</p><p>　　1.3要完成的內(nèi)容6</p><p>　　二、分析要設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容6</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)規(guī)程6</b></p><p>　　2.

4、2 保護(hù)配置7</p><p>　　2.2.1 主保護(hù)配置7</p><p>　　2.2.2 后備保護(hù)配置7</p><p>　　三、短路電流、殘壓計(jì)算8</p><p>　　3.1等效電路的建立8</p><p>　　3.2保護(hù)短路點(diǎn)的選取8</p><p>　　3.3短路電流的計(jì)

5、算8</p><p>　　3.3.1最大運(yùn)行方式短路電流計(jì)算8</p><p>　　3.3.2最小運(yùn)行方式短路電流計(jì)算8</p><p><b>　　四、保護(hù)的配合9</b></p><p>　　4.1 線路L1距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)9</p><p>　　4.1.1 線路L1距離保護(hù)第Ⅰ

6、段整定9</p><p>　　4.1.2 線路L1距離保護(hù)第Ⅱ段整定9</p><p>　　4.1.3 線路L1距離保護(hù)第Ⅲ段整定10</p><p>　　4.2 線路L3距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)10</p><p>　　4.2.1 線路L3距離保護(hù)第I段整定10</p><p>　　4.2.2線路L3離保護(hù)第I

7、I段整定10</p><p>　　4.2.3線路L3距離保護(hù)第Ⅲ段整定11</p><p><b>　　五、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證12</b></p><p>　　六、繼電保護(hù)設(shè)備選擇13</p><p>　　6.1互感器的選擇13</p><p>　　6.1.1電流互感器的選擇13</p&g

8、t;<p>　　6.1.2電壓互感器的選擇14</p><p>　　6.2繼電器的選擇15</p><p>　　6.2.1按使用環(huán)境選型15</p><p>　　6.2.2按輸入信號(hào)不同確定繼電器種類(lèi)15</p><p>　　6.2.3輸入?yún)⒘康倪x定15</p><p>　　6.2.4根據(jù)負(fù)載情

9、況選擇繼電器觸點(diǎn)的種類(lèi)和容量15</p><p><b>　　結(jié)論17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p><b>　　一、選題背景</b></p><p><b>　　1.1選題意義</b></p>

10、<p>　　隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，出現(xiàn)了容量大，電壓高，距離長(zhǎng)，負(fù)荷重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，這時(shí)簡(jiǎn)單的電流，電壓保護(hù)已不能滿足電網(wǎng)對(duì)保護(hù)的要求。</p><p>　　在高壓長(zhǎng)距離重負(fù)荷線路上，線路的最大負(fù)荷電流有時(shí)可能接近于線路末端的短路電流，所以在這種線路上過(guò)電流保護(hù)是不能滿足靈敏系數(shù)要求的。另外對(duì)于電流速斷保護(hù)，其保護(hù)范圍受電網(wǎng)運(yùn)行方式改變的影響，保護(hù)范圍不穩(wěn)定，有時(shí)甚至沒(méi)有保護(hù)區(qū)，過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)&l

11、t;/p><p>　　作時(shí)限按階梯原則來(lái)整定，往往具有較長(zhǎng)時(shí)限，因此，滿足不了系統(tǒng)快速切除故障的要求。對(duì)于多電源的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，方向過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限往往不能按選擇性要求來(lái)整定，而且動(dòng)作時(shí)限長(zhǎng)，不能滿足電力系統(tǒng)對(duì)保護(hù)快速性的要求。</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)原始資料</b></p><p>　　,、、 ，、， ，， ，線路阻抗， 、

12、， ，，， ，</p><p>　　試對(duì)線路L1、L3進(jìn)行距離保護(hù)的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　1.3要完成的內(nèi)容</b></p><p>　?。?）保護(hù)的配置及選擇； </p><p>　?。?）短路電流計(jì)算（系統(tǒng)運(yùn)行方式的考慮、短路點(diǎn)的考慮、短路類(lèi)型的考慮）； </p><p>　　（

13、3）保護(hù)配合及整定計(jì)算； </p><p>　?。?）對(duì)保護(hù)的評(píng)價(jià)。</p><p>　　二、分析要設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)規(guī)程</b></p><p>　　在距離保護(hù)中應(yīng)滿足一下四個(gè)要求，即可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏性。這幾個(gè)之間，緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一，必須根據(jù)具體電力系統(tǒng)運(yùn)行的主要

14、矛盾和矛盾的主要方面，配置、配合、整定每個(gè)電力原件的繼電保護(hù)。充分發(fā)揮和利用繼電保護(hù)的科學(xué)性、工程技術(shù)性，使繼電保護(hù)為提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性發(fā)揮最大效能。</p><p>　　可靠性包括安全性和信賴(lài)性，是對(duì)繼電保護(hù)性能的最根本要求。所謂安全性，是要求繼電保護(hù)在不需要它動(dòng)作時(shí)可靠不動(dòng)作，即不發(fā)生誤動(dòng)作。所謂信賴(lài)性，是要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)可靠動(dòng)作，即不發(fā)生拒絕動(dòng)作。安

15、全性和信賴(lài)性主要取決于保護(hù)裝置本身的制造質(zhì)量、保護(hù)回路的連接和運(yùn)行維護(hù)的水平。一般而言，保護(hù)裝置的組成原件質(zhì)量越高、回路接線越簡(jiǎn)單，保護(hù)的工作就越可靠。同時(shí)，正確的調(diào)試、整定，良好的運(yùn)行維護(hù)以及豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于提高保護(hù)的可靠性具有重要作用。 </p><p>　　繼電保護(hù)的選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，在可能最小的區(qū)間內(nèi)將故障從電力系統(tǒng)中斷開(kāi)，最大限度的保證系統(tǒng)中無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。它包含兩種意思：其一

16、是只應(yīng)有裝在故障元件上的保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障；其二是要力爭(zhēng)相鄰原件的保護(hù)裝置對(duì)它起后備保護(hù)作用。</p><p>　　繼電保護(hù)的速動(dòng)性是指盡可能快的切出故障，以減少設(shè)備及用戶在大短路電流、低電壓下運(yùn)行的時(shí)間，降低設(shè)備的損壞程度，提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。動(dòng)作迅速而又能滿足選擇性要求的保護(hù)裝置，一般結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，價(jià)格比較昂貴，對(duì)大量的中、低壓電力原件，不一定都采用高速動(dòng)作的保護(hù)。對(duì)保護(hù)速動(dòng)性要求的保護(hù)裝置，一

17、般結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，價(jià)格比較昂貴，對(duì)大量的中、低壓電力原件的具體情況，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。</p><p>　　繼電保護(hù)的靈敏性，是指對(duì)于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)該是在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，在系統(tǒng)任意的運(yùn)行條件下，無(wú)論短路點(diǎn)的位置、短路的類(lèi)型如何以及短路點(diǎn)是否有過(guò)渡電阻，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)都能敏銳感覺(jué)、正確反應(yīng)。靈敏性通常用靈敏系數(shù)或靈敏度來(lái)衡量，增大靈敏度，增加了保護(hù)

18、動(dòng)作的信賴(lài)性，但有時(shí)與安全性相矛盾。對(duì)各類(lèi)保護(hù)的的靈敏系數(shù)的要求都作了具體規(guī)定，一般要求靈敏系數(shù)在1.2~2之間。</p><p>　　以上四個(gè)基本要求是評(píng)價(jià)和研究繼電保護(hù)性能的基礎(chǔ)，在它們之間，既有矛盾的一面，又要根據(jù)被保護(hù)原件在電力系統(tǒng)中的作用，使以上四個(gè)基本要求在所配置的保護(hù)中得到統(tǒng)一。繼電保護(hù)的科學(xué)研究、設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行的大部分工作也是圍繞如何處理好這四者的辯證統(tǒng)一關(guān)系進(jìn)行的。相同原理的保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)

19、不同位置安裝時(shí)如何配置相應(yīng)的繼電保護(hù)，才能最大限度地發(fā)揮被保護(hù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行效能，充分體現(xiàn)著繼電保護(hù)工作的科學(xué)性和繼電保護(hù)工程實(shí)踐的技術(shù)性。</p><p><b>　　2.2 保護(hù)配置</b></p><p>　　2.2.1 主保護(hù)配置</p><p>　　距離保護(hù)的主保護(hù)是距離保護(hù)Ⅰ段和距離保護(hù)Ⅱ段</p><p>

20、　　圖 2.1 網(wǎng)絡(luò)接線圖</p><p><b>　?。?）距離保護(hù)Ⅰ段</b></p><p>　　距離保護(hù)的第Ⅰ段是瞬時(shí)動(dòng)作的，是保護(hù)本身的固有動(dòng)作時(shí)間。以保護(hù)1為例，其第Ⅰ段保護(hù)本應(yīng)保護(hù)線路AB全長(zhǎng)，即保護(hù)范圍為全長(zhǎng)的100%，然而實(shí)際上卻是不可能的，因?yàn)楫?dāng)線路BC出口處短路時(shí)，保護(hù)2的第Ⅰ段不應(yīng)動(dòng)作，為此，其啟動(dòng)阻抗的整定值必須躲開(kāi)這一點(diǎn)短路時(shí)所測(cè)量到的阻

21、抗ZAB，即ZⅠop1<ZAB，考慮到阻抗繼電器和電流、電壓互感器的誤差，需引入可靠系數(shù)KⅠrel（一般取0.8~0.85），則</p><p>　　ZⅠop1=(0.8~0.85)ZAB (2-1)</p><p>　　同理對(duì)保護(hù)2的第Ⅰ段整定值應(yīng)為</p><p>　　ZⅠop2=

22、（0.8~0.85）ZBC (2-2)</p><p>　　如此整定后，距離Ⅰ段就只能保護(hù)本線路全長(zhǎng)的80%~85%，這是一個(gè)嚴(yán)重缺點(diǎn)。為了切除本線路末端15%~20%范圍以?xún)?nèi)的故障，就需設(shè)置距離保護(hù)第Ⅱ段。</p><p>　　（2）距離保護(hù)第Ⅱ段</p><p>　　距離Ⅱ段整定值的選擇是類(lèi)似于限時(shí)電流速斷保護(hù)，即Ⅱ段整定值，以使保護(hù)范圍不超出下一

23、條線路（如有多條線路取最短者）距離保護(hù)Ⅰ段的保護(hù)范圍，同時(shí)帶有高出一個(gè)△t的時(shí)限，以保證選擇性。則保護(hù)1的Ⅱ段一次側(cè)整定值為</p><p>　　ZⅡop1=KⅡrel(ZAB+ZBCKⅠrel) (2-3)</p><p>　　2.2.2 后備保護(hù)配置</p><p>　　距離保護(hù)第Ⅲ段，裝設(shè)距離保

24、護(hù)第Ⅲ段是為了作為相鄰線路保護(hù)裝置和斷路 器拒絕動(dòng)作的后備保護(hù)，同時(shí)也作為Ⅰ、Ⅱ段的后備保護(hù)。</p><p>　　對(duì)距離Ⅲ段整定值的考慮是與過(guò)電流保護(hù)相似的，其啟動(dòng)阻抗要按躲開(kāi)正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗來(lái)選擇，而動(dòng)作時(shí)限應(yīng)使其比距離Ⅲ段保護(hù)范圍內(nèi)其他各保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí)限高出一個(gè)△t。</p><p>　　三、短路電流、殘壓計(jì)算</p><p>　　3.1等效電路的建

25、立</p><p>　　由于短路電流計(jì)算是電網(wǎng)繼電保護(hù)配置設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),因此分別考慮最大運(yùn)行方式下各線路未端短路的情況,最小運(yùn)行方式下各線路未端短路的情況。</p><p>　　3.2保護(hù)短路點(diǎn)的選取</p><p>　　本設(shè)計(jì)中主要考慮母線、線路末端的短路故障。</p><p>　　3.3短路電流的計(jì)算</p><p>

26、;　　電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化，直接影響保護(hù)的性能，因此，在對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算之前，首先應(yīng)該分析運(yùn)行方式。在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類(lèi)型的短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的電流最大，對(duì)繼電保護(hù)而言稱(chēng)為最大運(yùn)行方式，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗最??；在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類(lèi)型的短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的電流最小，對(duì)繼電保護(hù)而言稱(chēng)為最小運(yùn)行方式，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗最大。需要著重說(shuō)明的是，繼電保護(hù)的最大運(yùn)行方式是指電網(wǎng)在某種連接情況下通過(guò)保護(hù)的電流值最大，繼電保護(hù)的最小運(yùn)行方式

27、是指電網(wǎng)在某種連接情況下通過(guò)保護(hù)的電流值最小。</p><p>　　3.3.1最大運(yùn)行方式短路電流計(jì)算</p><p>　　保護(hù)4的最大運(yùn)行方式分析。保護(hù)4的最大運(yùn)行方式就是指流過(guò)保護(hù)4的電流最大即兩個(gè)發(fā)電機(jī)共同運(yùn)行，而變壓器T5、T6兩個(gè)都同時(shí)運(yùn)行的運(yùn)行方式，則</p><p>　　式中為流過(guò)保護(hù)3的最大短路電流。</p><p>　　3.

28、3.2最小運(yùn)行方式短路電流計(jì)算</p><p>　　保護(hù)4的最小運(yùn)行方式分析。保護(hù)4的最小運(yùn)行方式就是指流過(guò)保護(hù)4的電流最小即是在G3和G4只有一個(gè)工作，變壓器T3、T4兩個(gè)中有一個(gè)工作時(shí)的運(yùn)行方式，則</p><p>　　式中為流過(guò)保護(hù)4的最小短路電流。</p><p><b>　　四、保護(hù)的配合</b></p><p&g

29、t;　　4.1 線路L1距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)</p><p>　　4.1.1 線路L1距離保護(hù)第Ⅰ段整定</p><p>　?。?）線路L1Ⅰ段的動(dòng)作阻抗為</p><p>　　ZⅠop1=kⅠrelL1Z1（3-1）</p><p>　　=1.2×125×0.4</p><p>

30、<b>　　=60Ω</b></p><p>　　式中ZⅠOP1——距離Ⅰ段的動(dòng)作阻抗；</p><p>　　L1——被保護(hù)線路L1的長(zhǎng)度；</p><p>　　Z1——被保護(hù)線路的單位阻抗；</p><p>　　KⅠrel——距離保護(hù)的Ⅰ段可靠系數(shù)；</p><p><b>　?。?

31、）動(dòng)作時(shí)間。</b></p><p>　　tⅠ2=0s（第Ⅰ段保護(hù)實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置固有的動(dòng)作時(shí)間）。</p><p>　　4.1.2 線路L1距離保護(hù)第Ⅱ段整定</p><p>　?。?）與相鄰線路LBC距離保護(hù)Ⅰ段相配合，線路L1的Ⅱ段動(dòng)作阻抗為</p><p>　　ZⅡop1= KⅡrelL1 Z1+KⅡrelKb,mi

32、nZⅠBC （3-2）</p><p>　　=1.15×125×0.4+1.15×3.78×20</p><p><b>　　=144Ω</b></p><p>　　式中ZⅡop2——距離Ⅱ段的動(dòng)作阻抗；</p><p>　　L1Z1——線路L2的阻抗；<

33、/p><p>　　KⅡrel——距離保護(hù)的Ⅱ段可靠系數(shù)；</p><p>　　ZⅠBC——線路LBC的第Ⅰ段整定阻抗，其值</p><p>　　ZⅠBC = KⅠrelLBCZ1 （3-3）</p><p><b>　　= 20Ω</b></p><p>　　Kb,,min

34、——線路LBC對(duì)線路L1的分支系數(shù)：其求法如下：</p><p>　　Z1=50ΩZ2=50ΩZ3=28Ω</p><p>　　Z=Z1//Z3=(50×28)/(50+28)=17.95Ω（3-4）</p><p>　　I2=Z/(Z+Z2)=17.95/(17.95+50)=0.264（3-5）</p>&l

35、t;p>　　Kb,min=I/I2=3.78 （3-6）</p><p><b>　?。?）靈敏度校驗(yàn)</b></p><p>　　距離保護(hù)Ⅱ段，應(yīng)能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，本線路末端短路時(shí)，應(yīng)有足夠的靈敏度?？紤]到各種誤差因素，要求靈敏系數(shù)應(yīng)滿足</p><p>　　KⅡs，min = ZⅡOP2/(L2Z1)

36、（3-7）</p><p>　　= 144/50>1.5 滿足要求</p><p>　?。?）動(dòng)作時(shí)間，與相鄰線路LBC距離Ⅰ段保護(hù)配合，則</p><p>　　tⅡ2 =tⅠ2+△t （3-8）</p><p><b>　　=0.5s</b></p>

37、;<p>　　它能同時(shí)滿足與相鄰保護(hù)以及與相鄰變壓器保護(hù)配合的要求。</p><p>　　4.1.3 線路L1距離保護(hù)第Ⅲ段整定</p><p>　?。?）與相鄰距離保護(hù)第Ⅱ的配合</p><p>　　ZⅢop1 = KⅢrel（ZL1+Kb,minZⅡBC）（3-9）</p><p>　　= 1.15(50+1

38、×33)</p><p><b>　　= 95Ω</b></p><p>　　式中 ZⅢop1——距離保護(hù)Ⅲ的整定阻抗； </p><p>　　ZL1——被保護(hù)線路L1阻抗；</p><p>　　KⅢrel——距離保護(hù)的Ⅲ段可靠系數(shù)；</p><p>　　ZⅡBC——相鄰新路距離保護(hù)第

39、Ⅱ段動(dòng)作阻抗；</p><p>　　Kb,min——線路LCD 對(duì)線路LBC的分支系數(shù)，單線路時(shí)，其值為1；</p><p>　　ZⅡBC線路LBC的段整定阻抗，其值為</p><p>　　ZⅡBC = KⅡrel(ZBC+Kb,minZⅠCD)（3-10）</p><p><b>　　= 33Ω</b>&

40、lt;/p><p>　　式中，ZⅠCD為線路LCD的Ⅰ段動(dòng)作阻抗。</p><p><b>　?。?）靈敏度校驗(yàn)</b></p><p>　　距離保護(hù)Ⅲ段，即作為本線路Ⅰ、Ⅱ段保護(hù)的近后備保護(hù)，又作為相鄰下級(jí)線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)，靈敏度應(yīng)分別進(jìn)行校驗(yàn)。</p><p><b>　　作為近后備保護(hù)時(shí)</b>&

41、lt;/p><p>　　KⅢS,min = ZⅢop1/ZL1（3-11）</p><p>　　= 95/50=1.9>1.5 滿足要求</p><p><b>　　作為遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)</b></p><p>　　KⅢS,min = ZⅢop1/(ZL1+Kb,maxZBC

42、)（3-12）</p><p>　　= 1.4>1.2 滿足要求</p><p>　　4.2 線路L3距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)</p><p>　　4.2.1 線路L3距離保護(hù)第I段整定</p><p>　?。?）線路L3Ⅰ段的動(dòng)作阻抗為</p><p>　　ZⅠop3=kⅠrelL3Z1

43、（3-13）</p><p>　　=1.2×70×0.4</p><p><b>　　=33Ω</b></p><p>　　式中ZⅠOP3——距離Ⅰ段的動(dòng)作阻抗；</p><p>　　L3——被保護(hù)線路L3的長(zhǎng)度；</p><p>　　Z1——被保護(hù)線路的單位阻抗；<

44、;/p><p>　　KⅠrel——距離保護(hù)的Ⅰ段可靠系數(shù)；</p><p><b>　　（2）動(dòng)作時(shí)間</b></p><p>　　tⅠ3=0s (第I段實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置固有的動(dòng)作時(shí)間)。</p><p>　　4.2.2線路L3離保護(hù)第II段整定</p><p>　　（1）與相鄰線路LBC距離保

45、護(hù)Ⅰ段相配合，線路L3的Ⅱ段動(dòng)作阻抗為</p><p>　　ZⅡop3= KⅡrelL3Z1+KⅡrelKb,minZⅠBC（3-14）</p><p>　　=1.15×70×0.4+1.15×2.12×20</p><p><b>　　=81Ω</b></p><p>

46、;　　式中ZⅡop3——距離Ⅱ段的動(dòng)作阻抗；</p><p>　　L3Z1——線路L3的阻抗；</p><p>　　KⅡrel——距離保護(hù)的Ⅱ段可靠系數(shù)；</p><p>　　ZⅠBC——線路LBC的第Ⅰ段整定阻抗，其值</p><p>　　ZⅠBC=KⅠrelLBCZ1=20Ω（3-15）</p><p&

47、gt;<b>　　（2）靈敏度校驗(yàn)</b></p><p>　　距離保護(hù)Ⅱ段，應(yīng)能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，本線路末端短路時(shí)，應(yīng)有足夠的靈敏度。考慮到各種誤差因素，要求靈敏系數(shù)應(yīng)滿足</p><p>　　KⅡs，min = ZⅡOP3/(L3Z1)（3-16）</p><p>　　= 81/28=2.8>1.5滿足要求</

48、p><p>　?。?）動(dòng)作時(shí)間，與相鄰線路LBC距離Ⅰ段保護(hù)配合，則</p><p>　　tⅡ3 = tⅠ3+△t（3-17）</p><p><b>　　= 0.5s</b></p><p>　　它能同時(shí)滿足與相鄰保護(hù)以及與相鄰變壓器保護(hù)配合的要求。</p><p>　　4.2.3

49、線路L3距離保護(hù)第Ⅲ段整定</p><p>　?。?）與相鄰距離保護(hù)第Ⅱ的配合</p><p>　　ZⅢop3=KⅢrel（ZL3+Kb,minZⅡBC）（3-9）</p><p>　　=1.15(50+1×33)</p><p><b>　　=70Ω</b></p><p&

50、gt;　　式中 ZⅢop3——距離保護(hù)Ⅲ的整定阻抗； </p><p>　　ZL3——被保護(hù)線路L3阻抗；</p><p>　　KⅢrel——距離保護(hù)的Ⅲ段可靠系數(shù)；</p><p>　　ZⅡBC——相鄰新路距離保護(hù)第Ⅱ段動(dòng)作阻抗；</p><p>　　Kb,min——線路LCD 對(duì)線路LBC的分支系數(shù)，單線路時(shí)，其值為1；</p&g

51、t;<p>　　ZⅡBC線路LBC的段整定阻抗，其值為</p><p>　　ZⅡBC = KⅡrel(ZBC+Kb,minZⅠCD)（3-10）</p><p><b>　　= 33Ω</b></p><p>　　式中，ZⅠCD為線路LCD的Ⅰ段動(dòng)作阻抗。</p><p><b>

52、　?。?）靈敏度校驗(yàn)</b></p><p>　　距離保護(hù)Ⅲ段，即作為本線路Ⅰ、Ⅱ段保護(hù)的近后備保護(hù)，又作為相鄰下級(jí)線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)，靈敏度應(yīng)分別進(jìn)行校驗(yàn)。</p><p><b>　　作為近后備保護(hù)時(shí)</b></p><p>　　KⅢS,min =ZⅢop3/ZL3（3-11）</p><p

53、>　　=70/28=2.5>1.5 滿足要求</p><p><b>　　作為遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)</b></p><p>　　KⅢS,min = ZⅢop3/(ZL3+Kb,maxZBC)（3-12）</p><p>　　= 70/(28+1×16.8)</p><

54、p>　　= 1.5>1.2 滿足要求</p><p><b>　　五、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證</b></p><p>　　六、繼電保護(hù)設(shè)備選擇</p><p><b>　　6.1互感器的選擇</b></p><p>　　互感器分為互感器分為電流互感器TA和電壓互感器TV，它們既是電力系統(tǒng)中一次系統(tǒng)與

55、二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，同時(shí)也是一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)的高電壓、大電流，轉(zhuǎn)變成二次系統(tǒng)的低電壓、小電流，供測(cè)量、監(jiān)視、控制及繼電保護(hù)作用?；ジ衅鞯木唧w作用是：（1）將一次系統(tǒng)各回路電流變成5A以下的小電流，以便于測(cè)量?jī)x表及繼電器的小型化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。（2）將一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)在電氣方面隔離，同時(shí)互感器二次側(cè)有一點(diǎn)可靠接地，從而保證了二次設(shè)備及人員安全。</p><p>　　6.1.1電流互感器的選擇</p&g

56、t;<p>　?。?）電流互感器的選擇</p><p>　?、匐娏骰ジ衅饕淮位芈奉~定電壓和電流選擇</p><p>　　電流互感器一次回路額定電壓和電流選擇應(yīng)滿足：</p><p><b>　　UN1≥UNS</b></p><p><b>　　IN1≥Imax</b></p&g

57、t;<p>　　式中 UN1、 IN1—電流互感器一次額定電壓和電流</p><p>　　為了確保所供儀表的準(zhǔn)確度，互感器的一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能與最大工作電流接近。</p><p>　　②二次額定電流的選擇</p><p>　　電流互感器的二次額定電流有5A和1A兩種，一般強(qiáng)電系統(tǒng)用5A，弱電系統(tǒng)用1A。</p><p>　　

58、③電流互感器種類(lèi)和型式的選擇</p><p>　　在選擇互感器時(shí)，應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)（如屋內(nèi)、屋外）和安裝方法（如穿墻式、支持式、裝入式等）選擇相適應(yīng)的類(lèi)別和型式。選用母線型電流互感器時(shí)，應(yīng)注意校核窗口尺寸。</p><p>　?、茈娏骰ジ衅鳒?zhǔn)確級(jí)的選擇</p><p>　　為保證測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確度，互感器的準(zhǔn)確級(jí)不得低于所供測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確級(jí)。</p>&l

59、t;p>　?、荻稳萘炕蚨呜?fù)載的校驗(yàn)</p><p>　　為了保證互感器的準(zhǔn)確值，互感器二次側(cè)所接實(shí)際負(fù)載Z21或所消耗的實(shí)際容量荷S2應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定負(fù)載ZN2或額定容量SN2（ZN2及SN2均可從產(chǎn)品樣本查到），即</p><p>　　SN2≥S2=I2N2Z21或ZN2≥Z21≈Rwi+Rtou+Rm+Rr(4-1)</p><p>　　式

60、中 Rm、Rr ——電流互感器二次回路中所接儀表內(nèi)阻的總和與所接繼電器內(nèi)阻的總和，由產(chǎn)品樣本中查得</p><p>　　Rw——電流互感器二次聯(lián)接導(dǎo)線的電阻</p><p>　　Rtou——電流互感器耳二次連線的接觸電阻，一般取為0.1</p><p><b>　　因?yàn)?所以A≥ </b></p><p>　　式中

61、A,lca 電流互感器二次回路連接導(dǎo)線截面積（mm2）及計(jì)算長(zhǎng)度（mm）。的銅</p><p>　　線。當(dāng)截面選定之后，即可計(jì)算出聯(lián)接導(dǎo)線的電阻R，有時(shí)也可先初選電流互感</p><p>　　器，在已知其二次側(cè)連接的儀表及繼電器型號(hào)的情況下，確定連接導(dǎo)線的截面積，</p><p>　　但須指出，只用一只電流互感器時(shí)電阻的計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)取連接長(zhǎng)度2倍，如用三只</p

62、><p>　　電流互感器接成完全星形接線時(shí)，由于中性電流接近于零，則只取連接長(zhǎng)度為電</p><p>　　阻的計(jì)算長(zhǎng)度，若用兩只電流互感器接成不完全星形接線時(shí)，其二次公用線中的</p><p>　　電流為兩相電流之向量和，其值與相電流相等，但相位差為60，故應(yīng)取連線長(zhǎng)度</p><p>　　的倍為電阻的計(jì)算長(zhǎng)度。</p><p

63、>　　所以本題中電流互感器的型號(hào)為L(zhǎng)CWB6-1108。</p><p>　　6.1.2電壓互感器的選擇</p><p>　?。?）電壓互感器一次回路額定電壓選擇</p><p>　　為了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電力網(wǎng)電壓應(yīng)在（1.1-0.9）UNi范圍內(nèi)變動(dòng)，即滿足下列條件</p><p>　　

64、1.1UNi>NS>0.9UNi</p><p>　　式中 UNi——電壓互感器一次測(cè)額定電壓。選擇時(shí)滿足UNi=UNS即可。</p><p>　?。?）電壓互感器二次側(cè)額定電壓的選擇</p><p>　　電壓互感器二次側(cè)額定線間電壓為100V，要和所接用的儀表或繼電器相適應(yīng)。</p><p>　?。?）電壓互感器種類(lèi)和型式的

65、選擇 </p><p>　　電壓互感器的種類(lèi)和型式應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇，例如：在6-35kV屋內(nèi)配電裝置中，一般采用油浸式或澆注式110-220kV配電裝置通常采用串級(jí)式電磁式電壓互感器；220kV及其以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確級(jí)滿足要求時(shí)，也可采用電容式電壓互感器。</p><p><b>　?。?）準(zhǔn)確級(jí)選擇</b></p>&

66、lt;p>　　和電流互感器一樣，供功率測(cè)量、電能測(cè)量以及功率方向保護(hù)用的電壓互感器應(yīng)選擇0.5級(jí)或1級(jí)的，只供估計(jì)被測(cè)值的儀表和一般電壓繼電器的選用3級(jí)電壓互感器為宜。     </p><p>　?。?）按準(zhǔn)確級(jí)和額定二次容量選擇</p><p>　　首先根據(jù)儀表和繼電器接線要求擇電壓互感器接線方式，并盡可能將負(fù)荷均勻分布在各相上，

67、然后計(jì)算各相負(fù)荷大小，按照所接儀表的準(zhǔn)確級(jí)和容量選擇互感器的準(zhǔn)確級(jí)額定容量。有關(guān)電壓互感器準(zhǔn)確級(jí)的選擇原則，可參照電流互感器準(zhǔn)確級(jí)選擇。一般供功率測(cè)量、電能測(cè)量以及功率方向保護(hù)用的電壓互感器應(yīng)選擇0.5級(jí)或1級(jí)的，只供估計(jì)被測(cè)值的儀表和一電壓繼電器的選用3級(jí)電壓互感器為宜。 </p><p>　　電壓互感器的額定二次容量（對(duì)應(yīng)于所要求的準(zhǔn)確級(jí)）SN2，應(yīng)不小于電壓互感器的二次負(fù)荷S2，即SN2≥S2。&

68、lt;/p><p><b>　　S2=</b></p><p>　　式中 S0、P0、Q0一各儀表的視在功率、有功功率和無(wú)功功率 </p><p>　　cos一各儀表的功率因數(shù)。 </p><p>　　如果各儀表和繼咆器的功率因數(shù)相近，或?yàn)榱撕?jiǎn)化計(jì)算起見(jiàn)．也可以將各儀表和繼電器的視在功率直接相加．得出S2

69、大于的近似值，它若不超過(guò)SN2,則實(shí)際值更能滿足式子的要求。</p><p>　　由于電壓互感器三相負(fù)荷常不相等，為了滿足準(zhǔn)確級(jí)要求，通常以最大相負(fù)荷進(jìn)行比較。計(jì)算電壓互感器各相的負(fù)荷時(shí)，必須注意互感器和負(fù)荷的接線方式。</p><p>　　所以本題中的電壓互感器的型號(hào)為JDZJ-3.。</p><p>　　6.2繼電器的選擇 </p>&l

70、t;p>　　6.2.1按使用環(huán)境選型 </p><p>　　使用環(huán)境條件主要指溫度（最大與最?。?、濕度（一般指40攝氏度下的最大相對(duì)濕度），低氣（壓使用高度1000米以下可不考慮）、振動(dòng)和沖擊。此外，尚有封裝方式、安裝方法、外形尺寸及絕緣性等要求。由于材料和結(jié)構(gòu)不同，繼電器承受的環(huán)境力學(xué)條件各異，超過(guò)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境力學(xué)條件下使用，有可能損壞繼電器，可按整機(jī)的環(huán)境力學(xué)條件或高級(jí)的條件選用。

71、 對(duì)電磁干擾或射頻干擾比較敏感的裝置周?chē)?，最好不要選用交流電激勵(lì)的繼電器。選用直流繼電器要選用帶線圈瞬態(tài)抑制電路的產(chǎn)品。那些用固態(tài)器件或電路提供激勵(lì)及對(duì)尖峰信號(hào)比較敏感地地方，也要選擇有瞬態(tài)抑制電路的產(chǎn)品。</p><p>　　6.2.2按輸入信號(hào)不同確定繼電器種類(lèi)</p><p>　　按輸入信號(hào)是電、濕度、時(shí)間、光信號(hào)確定選用電磁、溫度、時(shí)間、光電繼電器，這是沒(méi)有問(wèn)題的。這里特別說(shuō)明

72、電壓、電流繼電器的選用。若整機(jī)供給繼電器線圈是恒定的電流應(yīng)選用電流繼電器，是恒定電壓值則選用電壓繼電器。</p><p>　　6.2.3輸入?yún)⒘康倪x定</p><p>　　與用戶密切相關(guān)的輸入暈是線圈工作電壓或電流，而吸合電壓或電流則是繼電器制造廠控制繼電器靈敏度并對(duì)其進(jìn)行判斷、考核的參數(shù)。對(duì)用戶來(lái)講， 它只是一個(gè)工作下極限參數(shù)值。控制安全系數(shù)是工作電壓（電流）/吸合電壓（電流），如果在吸

73、合值下使用繼電器，是不可靠的、不安全的，環(huán)境溫度升高或處于振動(dòng)、沖擊條件下，將使繼電器工作不可靠。整機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，不能以空載電壓怍為繼電器工作電壓依據(jù)，而應(yīng)將線圈接入作為負(fù)載來(lái)計(jì)算實(shí)際電壓，特別是電源內(nèi)阻大時(shí)更是如此。當(dāng)用二極管作為開(kāi)關(guān)元件控制線圈通斷時(shí)，三極管必須處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，對(duì)6VDC以下工作電壓的繼電器來(lái)講，還應(yīng)扣除三極管飽和壓降。當(dāng)然，并非工作值加得愈高愈好，超過(guò)額定工作值太高會(huì)增加銜鐵的沖擊磨損，增加觸點(diǎn)回跳次數(shù)，縮短電氣壽命，一

74、般，工作值為吸合值的1.5倍，工作值的誤差一般為±10%。</p><p>　　6.2.4根據(jù)負(fù)載情況選擇繼電器觸點(diǎn)的種類(lèi)和容量 </p><p>　　國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期實(shí)踐證明，約70％的故障發(fā)生在觸點(diǎn)上，這足見(jiàn)正確選擇和使用繼電器觸點(diǎn)非常重要。</p><p>　　觸點(diǎn)組合形式和觸點(diǎn)組數(shù)應(yīng)根據(jù)被控回路實(shí)際情況確定。動(dòng)合觸點(diǎn)組和轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組中的動(dòng)合觸點(diǎn)對(duì)

75、，由于接通時(shí)觸點(diǎn)回跳次數(shù)少和觸點(diǎn)燒蝕后補(bǔ)償量大，其負(fù)載能力和接觸可靠性較動(dòng)斷觸點(diǎn)組和轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組中的動(dòng)斷觸點(diǎn)對(duì)要高，整機(jī)線路可通過(guò)對(duì)觸點(diǎn)位置適當(dāng)調(diào)整，盡量多用動(dòng)合觸點(diǎn)。</p><p>　　根據(jù)負(fù)載容量大小和負(fù)載性質(zhì)（阻性、感性、容性、燈載及馬達(dá)負(fù)載）確定參數(shù)十分重要。認(rèn)為觸點(diǎn)切換負(fù)荷小一定比切換負(fù)荷大可靠是不正確的，一般說(shuō)，繼電器切換負(fù)荷在額定電壓下，電流大于100mA、小于額定電流的75％最好。電流小于100m

76、A會(huì)使觸點(diǎn)積碳增加，可靠性下降，故100mA稱(chēng)作試驗(yàn)電流，是國(guó)內(nèi)外專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)繼電器生產(chǎn)廠工藝條件和水平的考核內(nèi)容。由于一般繼電器不具備低電平切換能力，用于切換50mV、50μA以下負(fù)荷的繼電器訂貨，用戶需注明．必要時(shí)應(yīng)請(qǐng)繼電器生產(chǎn)廠協(xié)助選型。</p><p>　　繼電器的觸點(diǎn)額定負(fù)載與壽命是指在額定電壓、電流下，負(fù)載為阻性的動(dòng)作次數(shù)，當(dāng)超出額定電壓時(shí)，可參照觸點(diǎn)負(fù)載曲線選用。當(dāng)負(fù)載性質(zhì)改變時(shí)，其觸點(diǎn)負(fù)載能力將發(fā)生

77、變動(dòng)。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)是我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中雖然遇到了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足，實(shí)踐出真知，通過(guò)親自動(dòng)手制作，是我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。</p><p>

78、　　在做繼電保護(hù)配置時(shí)我們應(yīng)該使配置的結(jié)果滿足繼電保護(hù)的基本要求，就是要保證可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏性?？墒沁@四個(gè)指標(biāo)在很多情況下是互相矛盾的，因此我們要根據(jù)實(shí)際情況讓它們達(dá)到一定的平衡即可。</p><p>　　通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程可以看出，在運(yùn)行方式變化很大的110kV多點(diǎn)原系統(tǒng)中，最大運(yùn)行方式下三相短路的短路電流與最小運(yùn)行方式下得兩相的短路電流相差很大。按躲過(guò)最大運(yùn)行方式下末端最大短路電流整定的電流速斷保護(hù)的動(dòng)

79、作值很大，最小運(yùn)行方式下靈敏度不能滿足要求。限時(shí)電流速斷保護(hù)的定值必須與下一級(jí)線路電流速斷保護(hù)的定值相配合，所以其定值也很大，靈敏度也均不能滿足要求。過(guò)電流整定按照躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定，其動(dòng)作之受運(yùn)行方式的限制不大，作為近后備和遠(yuǎn)后備靈敏度都能滿足要求，一般采用受運(yùn)行方式變化影響很小的距離保護(hù)。</p><p>　　過(guò)而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們不斷的發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷的改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢

80、測(cè)調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過(guò)而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于迎刃而解。在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過(guò)程中，一定要不懈努力，不能遇到問(wèn)題就想要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事。</p><p>　　從對(duì)距離保護(hù)所提出的基本要求來(lái)評(píng)價(jià)距離保護(hù)，可以得出如下幾個(gè)主要的結(jié)論：</p>

81、<p>　?。?）根據(jù)距離保護(hù)工作原理，它可以在多電源的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中保證動(dòng)作的選擇性。（2）距離I段是瞬時(shí)動(dòng)作的，但是它只能保護(hù)線路全長(zhǎng)的80%--85%，因此，兩端合起來(lái)就使得在30%--40%線路長(zhǎng)度內(nèi)的故障不能從兩端切除，在一端需經(jīng)過(guò)0.5s的延時(shí)才能切除。在220kV及以上電壓的網(wǎng)絡(luò)中，這有時(shí)候不能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求，因而，不能作為主保護(hù)來(lái)應(yīng)用。</p><p>　?。?）由于阻抗繼電器

82、同時(shí)反應(yīng)于電壓的降低和電流的增大而動(dòng)作，因此，距離保護(hù)較電流、電壓保護(hù)具有較高的靈敏度。此外，距離I段的保護(hù)范圍不受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響，其它兩段受到的影響也比較小，因此，保護(hù)范圍比較穩(wěn)定。（4）由于保護(hù)范圍中采用了復(fù)雜的阻抗繼電器和大量的輔助繼電器，再加上各種必要的閉鎖裝置，因此接線復(fù)雜，可靠性比電流保護(hù)低，這也是它的主要缺點(diǎn)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p&

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86、t;/p><p>　　[11]賀家李,宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理.中國(guó)電力出版社,2002.</p><p>　　[12]張保會(huì)，尹項(xiàng)根．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2005．</p><p>　　[13]鐵道部電氣化工程局電氣化勘測(cè)設(shè)計(jì)院．電氣化鐵道設(shè)計(jì)手冊(cè)：牽引供電系統(tǒng)[M]．北京：中國(guó). </p><p>　　[

87、14]Haoran Xue. The Optimization Methods Based on Big Data Technologies of Power System Protection[A]. Information Engineering Research Institute, USA.Proceedings of 2014 3rd International Conference on Micro Nano Devices