110kV电网距离保护设计(共17页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上前言电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好。但是电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常的运行状态。继电保护装置，就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并作用于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是：（1）当电力系统中发生短路故障时，继电保护能自动地、迅速地和有选择地动作，使断路器跳闸，将故障元件从电力系统中切除，以系统无故障的部分迅速恢复正常运行，并使故障的设备或线路免于继续遭受破坏。（2）当电气设备出现不正常运行情况时，根据不正常运行情况

2、的种类和设备运行维护条件，继电保护装置则发出信号，以便由值班人员及时处理，或由装置自动进行调整。由此可见，继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性，最大限度的保证向用户安全供电。因此，继电保护是电力系统重要的组成部分，是保证电力系统安全可靠运行的不可缺少的技术措施。本设计针对110kv电网的距离保护展开讨论，保证电网安全运行。2运行方式分析最大和的区别在于系统负载不同(阻抗)，由于电网中某一段线路电压均为定值，所以中最大和下主要是考虑变化对电流型保护的影响。过电流分段保护注意如下：1、下，本线路 I 段应大于线路全长的50%；2、下，本线路 I 段应不小

3、于线路全长的15%；3、下，本线路 II 段应尽量不大于下一线路的在最小运行方式下的 I 段保护范围，以免本线路 II 段保护与下一线路的 II 段保护冲突。图2-1 110kv电网最大运行方式接线图图2-2 110kv电网最小运行方式接线图2.1 保护1的最大和最小运行方式保护1的、段整定：最大运行方式为G1、G2全运行，相应的 =5.71 最小运行方式为一台电机运行，相应的 =11.42母线B处三相短路流过保护1的最大电流 =2.235kA保护1 的段定值为 =0.852.235=1.90kA母线C三相短路流过保护3的最大电流 =1.291kA保护3 的段定值为 =1.096kA保护1 的

4、段定值为 =0.823kA母线B两相短路流过保护1的最小电流 =1.623kA保护1电流断的灵敏度系数 =1.973 灵敏度满足要求。，=24.199,=73.0930保护1的第III段保护整定：按躲最大负荷整定，外部故障切除后应该可靠地返回=0.36；=4.511.2灵敏度满足要求。2.2 保护2的最大和最小运行方式保护2的段整定：最大运行方式为G3、G4全运行，相应的 =6.75 最小运行方式为一台电机运行，相应的 =13.5母线A三相短路流过保护2的最大电流 =1.42kA保护2 的段定值为 =1.207kA,=85.359，=120.6430保护2的III段整定：=0.36；1.2灵敏

5、度满足要求。Error! No bookmark name given.2.3 保护3的最大和最小运行方式保护3的段整定：最大运行方式为G1、G2全运行，相应的 =5.71 最小运行方式为一台电机运行，相应的 =11.42母线C三相短路流过保护3的最大电流 =1.291kA保护3 的段定值为 =1.0975kA，=102.426，=136.9720保护3的III段整定：=0.36；1.2灵敏度满足要求。2.4保护4的最大和最小运行方式保护4的、段整定：最大运行方式为G3、G4全运行，相应的 =6.75 最小运行方式为一台电机运行，相应的 =13.5母线B处三相短路流过保护4的最大电流 =2.9

6、18kA保护4 的段定值为 =0.852.918=2.481kA母线A三相短路流过保护2的最大电流 =1.42kA保护2 的段定值为 =1.207kA保护4 的段定值为 =0.905kA母线B两相短路流过保护4的最小电流 =2.527kA保护4电流断的灵敏度系数 =2.792 灵敏度满足要求。,=24.196，=50.0320保护4的III段整定：=0.36；1.2灵敏度满足要求。3距离保护的配置和整定线路AB正序阻抗 =0.460=24 线路BC的正序阻抗 =0.440=16保护14距离段在复阻抗平面上的动作区域如图3-1所示，圆周1、2、3、4分别对应保护1、2、3、4距离段的动作特性。图

7、3-1各保护的动作区域3.1保护1的配置和整定 在1处配备三段式距离保护；选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式；它们的、段选择具有方向特性的距离保护，段选择具有偏移特性的距离保护。保护1的距离保护段 =0.8524=20.4保护1接地距离保护最大最小分支系数1）当与相邻下级线路距离保护段相配合时，有 =6.25，=1.842）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有 =3.31，=2.93保护1距离段的整定：1）整定阻抗：按下面两个条件选择。（a）当与相邻下级线路距离保护段相配合时，有=0.75（24+1.8413.6）=34.218（b）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有=0.75（

8、24+1.84（15 + (20 15)/14)）=39.19所以取=34.2182）灵敏度校验：=1.431.25，满足灵敏度要求。3）动作时限：与相邻保护3 的I段配合，有=0+0.5=0.5s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。保护1距离段的整定：1）整定阻抗：按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定，有=190.53，=159.052）灵敏度校验：（a）本线路末端短路时灵敏度系数为 =6.631.5（b）相邻设备末端短路时灵敏度系数为 1.2 相邻线路末端短路时灵敏系数。令,，所以有当、分别取最小值，而、分别取最大值时，就取最大值，即当=6.75，=10.71，11.0

9、7，=16.07，=16.07时，有=3.86，=16，=1.851.2相邻变压器灵敏系数校验，此时 =3.86，=15.36=1.911.2 所以灵敏度校验要求。3）动作时限：与相邻设备保护配合，有=1s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。3.2保护2的配置和整定在2处配备三段式距离保护；选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式；它们的、段选择具有方向特性的距离保护，段具有偏移特性的距离保护。保护2的距离保护段 =0.8524=20.4保护2接地距离保护最大最小分支系数当与相邻变压器的快速保护相配合时，有 =8，=6.74保护2距离段的整定：1）整定阻抗：按躲过正

10、常运行时的最小负荷阻抗整定，有=190.53，=159.052）灵敏度校验：（a）本线路末端短路时灵敏度系数为 =6.631.5（b）相邻设备末端短路时灵敏度系数为 1.2 相邻线路末端短路时灵敏系数。令,，所以有当、分别取最小值，而、分别取最大值时，就取最大值，即当=5.53，=10.71，=13.5，=16.07，=16.07时，有=2.64，=24，=2.01.2相邻变压器灵敏系数校验，此时 =2.64，=15.36=2.811.2 所以灵敏度校验要求。3）动作时限：与相邻设备保护配合，有=1s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。3.3保护3的配置和整定 在3处配备

11、三段式距离保护；选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式；它们的、段选择具有方向特性的距离保护，段具有偏移特性的距离保护。保护3的距离保护段 =0.8516=13.6保护3接地距离保护最大最小分支系数当与相邻变压器的快速保护相配合时，有 =6.12，=5.05保护3距离段的整定：1）整定阻抗：按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定，有=190.53，=159.052）灵敏度校验：（a）本线路末端短路时灵敏度系数为 =9.941.5（b）相邻设备末端短路时灵敏度系数为 1.2 相邻线路末端短路时灵敏系数。令,，所以有当、分别取最小值，而、分别取最大值时，就取最大值，即当=6.75，=10.71

12、，=11.07，=16.07，=16.07时，有=3.86，=16，=1.851.2相邻变压器灵敏系数校验，此时 =3.86，=15.36=1.911.2 所以灵敏度校验要求。3）动作时限：与相邻设备保护配合，有=1s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。3.4保护4的配置和整定 在4处配备三段式距离保护；选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式；它们的、段选择具有方向特性的距离保护，段具有偏移特性的距离保护。保护4的距离保护段 =0.8516=13.6保护4接地距离保护最大最小分支系数1）当与相邻下级线路距离保护段相配合时，有 =6.17，=1.722）当与相邻变压

13、器的快速保护相配合时，有 =2.92，=2.48保护4距离段的整定：1）整定阻抗：按下面两个条件选择。（a）当与相邻下级线路距离保护段相配合时，有=0.75（16+2.4820.4）=49.94（b）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有=0.75（16+2.48(15+5/14)）=40.56所以取=40.462）灵敏度校验：=2.541.25,满足灵敏度要求。3）动作时限：与相邻保护2 的段配合，有=0.5+0.5=1s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。保护4距离段的整定：1）整定阻抗：按躲过正常运行时 的最小负荷阻抗整定，有=190.53，=159.052）灵敏度校

14、验：（a）本线路末端短路时灵敏度系数为 =9.941.5（b）相邻设备末端短路时灵敏度系数为 1.2 相邻线路末端短路时灵敏系数。令,，所以有当、分别取最小值，而、分别取最大值时，就取最大值，即当=5.53，=10.71，=13.5，=16.07，=16.07时，有=2.64，=24，=2.01.2相邻变压器灵敏系数校验，此时 =2.64，=15.36=2.811.2 所以灵敏度校验要求。3）动作时限：与相邻设备保护配合，有=1s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。4振荡闭锁分析电力系统振荡时，电压最低的这一点称为振荡中心，在系统各部分的阻抗角相等的情况下，振荡中心的位置

15、就位于阻抗中心处，距离保护安装在系统的不同位置，受振荡的影响是不同的。4.1保护1的振荡闭锁分析图4-1从上图可以看出，振荡轨迹不进入段的动作特性曲线中，所以不需要加振荡闭锁；但是进入了的动作特性曲线中，如果从Zm1进入到Zm2出来的时间小于0.5s，那么段不需要加振荡闭锁，段保护的动作延时可以躲过振荡，如果大于0.5s，那么段保护就需要加振荡闭锁。虽然振荡曲线穿过的动作特性曲线，但是的动作延时是1s，可以躲过振荡，所以也不需要加振荡闭锁了。综上所述，保护1的段、段不用加振荡闭锁，段要不要加振荡闭闭锁看具体情况而定。4.2保护2的振荡闭锁分析从下图可以看出，振荡轨迹进入段的动作特性曲线中，由于

16、保护段是瞬动的，没有动作延时，所以需要加振荡闭锁；如果振荡轨迹在段动作特性曲线内的时间小于0.5s，那么段不需要加振荡闭锁，段保护的动作延时可以躲过振荡，如果大于0.5s，那么段保护就需要加振荡闭锁。综上所述，保护2的段需要加振荡闭锁，段要不要加振荡闭闭锁视情况而定。图4-24.3保护3的振荡闭锁分析 对于保护3而言，无论是还是都在线路A、B上，而保护3安装在线路B、C上，而且装有功率方向元件，段、段都采用方向圆动作特性，所以振荡曲线在保护3的动作特性曲线反方向上，不会有交点。通过以上叙述，保护3的段和段就都不需要加振荡闭锁了。4.4保护4的振荡闭锁分析从下图可以看出，振荡轨迹不进入段的动作特

17、性曲线中，所以不需要加振荡闭锁；但是进入了的动作特性曲线中，如果从Zm1进入到Zm2出来的时间小于0.5s，那么段不需要加振荡闭锁，段保护的动作延时可以躲过振荡，如果大于0.5s，那么段保护就需要加振荡闭锁。虽然振荡曲线穿过的动作特性曲线，但是的动作延时是1s，可以躲过振荡，所以也不需要加振荡闭锁了。综上所述，保护4的段、段不用加振荡闭锁，段要不要加振荡闭闭锁看具体情况而定。图4-35 结论电流电压保护的主要优点是简单、可靠、经济，但是对于容量大、电压高或结构复杂的网络，它们难于满足电网对保护的要求。电流电压保护一般只适用于35kv及以下电压等级的配电网。对于110kv电压等级的复杂网，线路保

18、护采用距离保护能够满足电网继电保护的要求。距离保护的主要优点：（1） 能够满足多电源复杂电网对保护动作选择性的要求；（2） 距离保护较电流保护有较高的灵敏度。距离保护的主要缺点：（1） 不能实现全线瞬动；（2） 距离保护装置较复杂，调试比较麻烦，可靠性较低。本设计基于对110kv电网线路和负荷的保护，确保发生故障时可靠地切断电源保证供电线路安全运行，对线路的4个区域分别安装了保护装置，该4个装置分别配置了三段接地距离保护和相间距离保护，当线路发生短路对应装置会立即动作保护线路安全。与此同时，综合考虑线路震荡闭锁的要求，保护装置能够保证区外故障引起系统震荡时可靠闭锁，仅震荡无故障时可靠闭锁，区外故障时不闭锁。装置具有较高灵敏度，可以应用于实际线路。6 参考文献1 张保会，尹项根. 电力系统继电保护2版. 北京：中国电力出版社，2009. 122 李维波. MATLAB在电气工程中的应用. 北京：中国电力出版社，20073 王葵，孙莹. 电力系统自动化2版. 北京：中国电力出版社，2004专心-专注-专业