小型水电站35kV输电线路保护方法的适用性分析.docx

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1、小型水电站35kV输电线路保护方法的适用性分析 前 言电力系统是由发电、变电、输电、供电、配电、用电等设备和技术组成的一个将一次能源转换为电能的统一系统。电能是现代社会中最重要、也最为方便的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换为电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换为适合用户需要的其他形式的能量。再输送电能的过程中，电力系统希望线路有比较好的可靠性，因此在电力系统受到外界干扰时，保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作，从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。本次设计的任务主要包括

2、:三段式距离保护，三段式过流保护、三段式过流保护的整定计算，对这两种方法进行分析比较，继电保护距离保护的整定计算和继电保护零序电流整定计算，分析进行综合评价。一、 什么是距离保护概 念该装置的主要元件为距离（阻抗）继电器，它可根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短路点间的阻抗值，此阻抗称为继电器的测量阻抗。当短路点距保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短；当短路点距保护安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增长，这样就保证了保护有选择性地切除故障线路。用电压与电流的比值(即阻抗)构成的继电保护，又称阻抗保护，阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与电流的比值：U/I=Z，也就是短路点至保护

3、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。距离保护分为接地距离保护和相间距离保护等。距离保护分的动作行为反映保护安装处到短路点距离的远近。与电流保护和电压保护相比，距离保护的性能受系统运行方式的影响较小。简单的说，距离保护是反应故障点和安装地点之间的距离（或阻抗）。并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。当短路距离保护安装处近时，其量测阻抗小，动作时间短;当短路点距保护安装处远时，其量测阻抗大,动作时间就增长，这样保证了保护有选择性地切除故障线路。距离保护的动作时间 (t)与保护安装处至短路点距离(l)的关系t=f(l),称为距离保护的时限特性。为了满足继电保

4、护速动性、选择性和灵敏性的要求，目前广泛采用具有三段动作范围的时限特性。三段分别称为距离保护的、段，它们分别与电流速断、限时电流速断及过电流保护相对应。距离保护的第段是瞬时动作的，它的保护范围为本线路全长的80%-85%;第段与限时电流速断相似,它的保护范围应不超出下一条线路距离第段的保护范围，并带有高出一个t的时限以保证动作的选择性;第段与过电流保护相似，其起动阻抗按躲开正常运行时的负荷参量来选择，动作时限比保护范围内其他各保护的最大动作时限高出一个t。一般情况下,距离保护装置由以下4种元件组成。起动元件：在发生故障的瞬间起动整套保护，并可作为距离保护的第段。起动元件常取用过电流继电器或低阻

5、抗继电器。方向元件：保证保护动作的方向性，防止反方向故障时保护误动作。方向元件可取用单独的功率方向继电器，也可取用功率方向继电器与距离元件结合构成方向阻抗继电器。距离元件：距离保护装置的核心部分。它的作用是量测短路点至保护安装处的距离。一般采用阻抗继电器。时限元件：配合短路点的远近得到所需的时限特性，以保证保护动作的选择性。一般采用时间继电器。距离保护实现原理：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取?BR在前面的分析中大家已经知道：保护安装处的电压等于故障点电压加上线路压降，即UKM=UK+U;其中线路压降U并不单纯是线路阻抗乘以相电流，

6、它等于正、负、零序电流在各序阻抗上的压降之和，即U=IK1*X1+ IK2*X2+ IK0*X0 。距离保护的整定与计算：无论采用何种继电器构成电流速断保护，其整定的原则都是要躲开电动机起动时的起动电流和瞬间过负荷。继电器一次动作电流的保护定值一般按下式计算： I = KIS 式中：K 可靠系数。对于DL型取1.4 1.6，对于GL型取1.8 2.0 IS 电动机起动电流，一般取额定电流的5 7倍 在整定中，可靠系数和起动倍率如果掌握不好，往往容易造成继电器误动作或拒动，一般情况下，可按以下原则掌握。可靠系数整定主要考虑两个因素。一是电动机是否容易过负荷，容易过负荷的取大值；反之，则取小值。二

7、是电动机与继电器电流测量元件的电气距离 距离保护整定计算距离保护由哪几部分组成 (1)测量部分，用于对短路点的距离测量和判别短路故障的方向。(2)启动部分，用来判别系统是否处于故障状态。当短路故障发生时，瞬时启动保护装置。有的距离保护装置的启动部分兼起后备保护的作用。(3)振荡闭锁部分，用来防止系统振荡时距离保护误动作。(4)二次电压回路断线失压部分，当电压互感器（TV）二次回路断线失压时，它可防止由于阻抗继电器动作而引起的保护误动作。但当TV断线时保护可以选择投/退“TV断线相过流保护”。(5)逻辑部分，用来实现保护装置应有的性能和建立各段保护的时限。(6)出口部分，包括跳闸出口和信号出口，在保护动作时接通跳闸回路并发出相应的信号。距离保护范围： 一般第段保护线路全长约80%-85%，无时限动作。第段与相邻保护的第段或第段配合整定，动作时限为0.5秒，第、构成主保护。第段按躲过最大负荷电流整定，作为后备保护，时间与相邻线路配合整定。