1、 辽 宁 工 业 大 学电力系统继电保护课程设计（论文）题目：220kV 输电线路距离保护设计（3）院（系）： 电气工程学院 专业班级： 电气1 学 号： 学生姓名： 指导教师： （签字）起止时间： 2013.12.30-2014.1.10 本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化学 号 学生姓名 专业班级课程设计（论文）题目220kV 输电线路距离保护设计（3）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=0.42 /km,线路阻抗角为L=69,AB、BC 线路最大负荷电
2、流为 830A,负荷功率因数为cosL=0.9, ,8.0IrelK。电源电势.rel 35l为 E=230kV, ZsAmax=11,ZsAmin=8,ZsBmax=30,ZsBmin=14。归算至 230kV 的各变压器阻抗为 164,容量 ST为 30MVA。其余参数如图所示。1计算保护 1 距离保护第段的整定值和灵敏度。2. 计算保护 1 距离保护第段的整定值和灵敏度。3. 计算保护 1 距离保护第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=12 的相间短路时，保护 1 的三段式距离
3、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。stOP5.08stOP178E6562km38km21 74330kmDCBA系统接线图本科生课程设计（论文）续表进度计划第一天：收集资料，确定设计方案。 第二天：距离 I 段整定计算及灵敏度校验。第三天：距离 II 段整定计算及灵敏度校验。 第四天：距离 III 段整定计算及灵敏度校验。第五天：系统振荡和短路过渡电阻影响分析。第六天：绘制保护原理图。第七、八天：MATLAB 建模仿真分析。 第九天：撰写说明书。第十天：课设总结，迎接答辩。指导教师评语
4、及成绩平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算本科生课程设计（论文）本科生课程设计（论文）摘 要对于如今现代电网环境，对输电线路的电流电压保护构成简单，对没有特殊要求的中低压电网，都能满足保护要求。但是随着对电网质量的日益提高，灵敏度受系统运行方式的影响有时保护范围很小，再者，该保护的整定计算比较麻烦，这使得其在 35KV 及以上的复杂网络中很难适用，为此研究了性能更好的保护原理和方案距离保护。本文主要设计对 220kV 输电线路距离保护，按照躲开下一条线路出口处短路的原则计算保护 1 距离保护第段，第段，第
5、段的整定值和灵敏度。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。并且分析在具体故障点给定后，保护 1 的三段式距离保护的反应。最后绘制三段式距离保护的原理框图，分析其动作过程，并采用 MATLAB 建立简单电力系统三段式距离保护的模型，进行仿真分析。关键词：三段式距离保护；MATLAB 仿真；系统振荡；本科生课程设计（论文）目 录第 1 章 绪论 .11.1 继电保护概述 .11.2 本文研究内容 .1第 2 章 输电线路距离保护整定计算 .22.1 距离 段整定计算 .22.2 距离段整定计算 .22.3 距离段整定计算 .32.4 系统振荡和短路过渡电阻影响分析 .4
6、第 3 章 距离保护原理图的绘制与动作过程分析 .53.1 距离保护原理图 .53.2 距离保护原理说明 .5第 4 章 MATLAB 建模仿真分析 .74.1 距离保护的 MATLAB 仿真 .74.2 距离保护仿真波形及分析 .8第 5 章 课程设计总结 .10参考文献 .11本科生课程设计（论文）1第 1 章 绪论1.1 继电保护概述电力是如今社会发展所缺少的主要能源，其应用广泛，地位重要。电力系统的稳定安全以及经济性，对人民的生活乃至社会稳定都有着极大地影响。其中在输电线路上的保护尤为重要，我们一般使用作用于断路器的过电流继电器对线路进行保护，达到反应快，误差小，精度快等优点。继电器对
7、线路的保护是在被保护的电力系统发生故障时，应该由元件的保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度的减少对电力元件本身的损害，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求。继电器会快速准确地反映出设备不正常运行以及维护信号，以便人员及时调节，来保护我们的电力系统。整定计算是针对具体的电力系统，通过网络计算工具进行分析计算、确定配置的各种系统保护的保护方式得到保护装置的定值以满足系统的运行要求。整定计算是继电保护工作中一项非常重要的内容，正确、合理的进行整定计算才能使系统中的各种保护装置和谐的一起工作，发挥积极的作用。1.2
8、本文研究内容本文主要对电力系统中，220kV 输电线路距离保护进行设计。其主要内容如下：（1） 首先对系统中保护 1 的各段整定值和灵敏度进行了整定计算。（2） 分析了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。（3） 分析其在具体故障点给定后，保护 1 的三段式距离保护的动作情况。（4） 分析其动作过程，最后采用 MATLAB 建立简单电力系统三段式距离保护的模型，进行仿真分析。本科生课程设计（论文）2 697.12384.03BCrelsetZK01Alt 64D第 2 章 输电线路距离保护整定计算2.1 距离 段整定计算距离 I 段的整定方法按照躲开下一条线路出口处短路
9、的原则整定 （1-1）其中 =0.8，通过该公式计算距离保护第段动作阻抗IrelK为配合方便，先求出 1、3、4QF 断路器处保护第段的整定值，即:确定动作时间：t=0s整定阻抗角与线路阻抗角相等，保护区为被保护线路全长的 80%。2.2 距离段整定计算在对段进行保护的整定计算时与相邻线路距离保护I段相配合。当1QF处距离保护第段与BC线段第段配合时，有： )(3min1 setbABrelset ZKZ 69.13042.811maxinmin sBAABABCb ZIIIK6.2430.1minaxax sBbZ故 957.896.1.3042.801setZ灵敏度校验： （1-ABIre
10、lopZ. .1.BIrsIopABIopIsenZK1.本科生课程设计（论文）32）要求：1.31.5满足要求。动作时间：t=0.5s2.3 距离段整定计算因为采用方向阻抗元件，故距离保护第段的整定值应按以下条件整定。（一）躲过最小负荷阻抗，即：（1-)cos(9.031maxLetLrlsetIUKZ3）由题意知： ,即 ，而9.0sL8.25L69set故 4.73).6cos(4.35.1setZ按与相邻距离保护第段动作时间配合，第段距离保护的动作时间为： stop5.21（二）与相邻线距离保护第段配合，即：， 3min1 setbrelABrelset ZKZ8.0relrlK， 4
11、i3stCrlst 1inb695.0.26845.0set 3min1setbABst ZKZ694.57.8301.4.应取 为相间距离保护第段的整定值。.1setZ26.1578.ABIopIsenZK本科生课程设计（论文）4按与相邻距离保护第段配合，第段距离保护的动作时间为： ttop 31试中， 相邻线路重合后不经振荡闭锁的距离保护第段的动作时间。 3opt取第段的动作时间为： stop5.21进行距离保护第段的灵敏度校验：当作为近后备时， 5.12.4305.71ABsetsnZK当作为远后备时， 97.045.386.2045.7max1 BCbABsetsen2.4 系统振荡和
12、短路过渡电阻影响分析全相振荡时，系统三相对称，故可只取一相分析；两侧电源电势 和 电势ME.N.相等，相角差为 系统中各元件阻抗角均相等，以 表示不考虑负荷)360( d电流的影响，不考虑振荡同时发生短路。当 且系统中各元件阻抗角相等NME.时，振荡中心的位置在全系统纵向阻抗的中点。则系统在 最小运行方式下振荡时，保护 1 各段距离保护的动作情况如下：1.相间距离保护 I 段：在系统最小运行方式下，其值与该段阻抗相比，小于该段阻抗。所以相间距离 I 不动作。2.相间距离保护 II 段：在系统最小运行方式下，其值与该段阻抗相比，大于该段阻抗，且动作时间小于其时间。所以相间距离保护 II 段动作。3.相间距离保护 II 段：在系统最小运行方式下，其值与该段阻抗相比，小于该段阻抗，且动作时间大于其时间。所以相间距离保护 III 段不动作。1.82ZJ
