三段式相间距离保护设计

作者：xxx

（xxxxxxxxxxx源工程学院xxxxxxxxx班 xxxxxxxx号）

摘要：

结构简单的电网中，应用电流保护或方向电流保护，一般能满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性。但是在高电压或者结构复杂的电网中难以满足要求。目前，相间距离保护多采用阶段式保护,三段式距离保护（包括接地距离保护）的正定计算原则与三段式电流保护的整定计算原则基本相同。

关键词：三段式 相间 距离保护 电流保护

引言:

继电保护技术的发展现状继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的，它与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关。继电保护装置是一种能反映电力系统中电气元件发生故障或异常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。熔断器就是最初出现的简单过电流保护，时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备。由于电力系统的发展，用电设备的功率、发电机的容量不断增大，发电厂、变电站和供电网的结线不断复杂化，电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大，熔断器已不能满足选择性和快速性的要求，于是出现了作用于专门的断流装置的过电流继电器。

当电力系统的被保护元件发生故障是，继电保护装置应能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，并保证无故障部分迅速恢复正常工作。当电力系统被保护元件出现异常运行状态时，继电保护应能及时反应，并根据运行维护条件，发出信号、减负荷或跳闸。

本世纪初随着电力系统的发展，继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。在电力系统中是不可或缺的，其重要性决定了该技术必须得到不断完善与发展。

壹

设计方案：

本设计的保护配置： （1）主保护配置

选用三段式电流保护，经灵敏度校验可得电流速断保护不能作为主保

护。因此，主保护应选用三段式距离保护。

（2）后备保护配置

过电流保护作为后备保护和近后备保护 如

本保护所用设备：

互感器 电流继电器 电压继电器 方向继电器 信号继电器 中间继电器 时间继电器

图所示网络（对相间短路距离保护1的I、II、III段进行保护设计）

A B C

60KM 3478 1 30KM 2 60KM 56 Dmax I

115/E13kV910Xs1.max= 25Ω Xs1.min= 20Ω Xs2.max= 30Ω Uk%= 10.5 Xs2.min= 25Ω ST= 31.5MVA

115/E23kVt101.5sIII 贰

对相间短路距离保护1的I、II、III段进行整定算 1.有关各元件阻抗值的计算 线路1-2的正序阻抗

Z12 z1L120.43012()Z34Z34z1L340.46024()Uk%100UTST2线路3-4、5-6的正序阻抗

变压器的等值阻抗

ZT10.5100115231.544.1()距离 I 段的整定 整定阻抗

ZsetKrelZ120.851210.2()II动作时间

t0sI距离 II 段的整定 （1）整定阻抗

1）与保护3（或保护5）的 I 段配合

而

ZIIsetKIIrel(Z12Kb.minZIset.3)Zset.3KrelZ340.852420.4()II·Kb.min的计算

k1 0.15Z3-4

C

Xs1.min Z1-2 0.85Z3-4

I1I2

Xs2.max Z5-6

叁

Kb.minI2I1Xs1.minZ12Xs2.maxXs2.max2012301)1.152(10.15)Z342Z34(1.19距离 II 段的整定: 1）整定阻抗

与保护3（或保护5）的 I 段配合

ZsetKrel(Z12Kb.minZset.3)IIIII而 IIZKZ340.8524set.3rel

II代入得

Zset0.8(121.1920.4)

2）按躲开相邻变压器低压侧出口k2点短路整定

20.4()29() Xs1.min Z1-2

I1 Xs2.max

setrel12k2 I2b.minTII Z  K II ( Z  K Z )

肆

K2Xs2.maxb.minXs1.minZ1X20122.07

s2.max301II

Zset0.7(122.0744.1)72.3()取较小者

ZII

set29()(2) 灵敏性校验

IIKsenZset471.25

Z291-2122.满足要求 (3) 动作时间

tIII1t3t0.5s距离 III 段的整定: (1) 整定阻抗

ZUL.minL.minI0.9110/3L.min350163.5() ZIIIZL.minset1 KIIIrelKssKrecos(setL)163.51.21.51.15cos(7025.8)110.2()(2) 灵敏性校验

1) 本线路末端短路时的灵敏系数

III

KsenZset110.29.181.5

Z1-212可知满足要求

2) 相邻元件末端短路时的灵敏系数 相邻线路末端短路时

KZIIIsetsenZ1-2Kb.maxZ34伍

可知满足要求

相邻变压器低压侧出口k2点短路时

XZ12Xs2.min2512 Kb.maxs1.max12.48Xs2.min25Kb.maxXs1.maxZ12Xs2.minXs2.min25122512.48Ksen110.2122.48241.1.2

Ksen0.91.2 122.4844.1则不满足要求

变压器增加近后备保护整定计算（设计主要考虑相间三段式保护，在此对变压器后备保护整定计算不做赘述）

(3) 动作时间

110.2

tIII1tIII83t2t1t102t2.5stIII1IIIIII

2.5s本保护中所使用的三段式电流保护原理接线：

陆

本保护所用阶段式保护配置示意图：

对继电保护的评价:

距离保护就是反映故障点至保护安装处之间的距离，并根据该距离的大小确定动作时限的一种继电保护装置。故障点距保护安装处越远，保护装置感受的距离越大，保护的动作时间就越长。

故障点总是由离故障点近的保护首先动作切除，从而保证了在任何形式的电网中，故障线路都能有选择性的被切除。

本保护是根据短路时各部分短路电流大小和方向不同实施保护的装置，当在线路首段发上短路时，无时限电流速断保护就会动作，因为这套保护的时间理论上为零，而限时电流保护和定时限过流保护帶一定的时间延迟，虽说三个保护都有短路电流流过而且都达到了保护的启动值，但一段保护的无时限特性就决定了要由他来跳开断路器。一段保护的保护范围一般来说是保护本线路的50%以上，如果在这范围呢，都有他来动作。当故障发生在一段保护的范围外时，短路电流就不足于启动无时限保护，只能启动二三段保护，而二三段保护都有时限，二段保护是定时限比三段保护的时间短，这时就要又二段保护来动作跳开断路器了，二段保护的保护范围一般为本线路的大部分，但要不超过下一线路的无时限保护。三段保护一般是作为相邻线路的后背保护，所以其启动电流最小。他的保护范围是本线路的全长并延伸到下一线路。

在一般情况下，距离保护的第一段只能保护本线路全长的80-85%；第二段的保护范围为本线路的全长并延伸至下一段线路的一部分，它为第一段保护的后备段；第三段为一．二段的后备段，它能保护本线路和下一段线路和全长并延伸至再下段线路的一部分．

三段式保护作为相间保护的主保护广泛的应用于电力系统中，但是三段式保护是有利有弊的。所以三段式保护必须借助其他保护的共同作用才能保护电力系统的各部分。

柒

总结：

一周的时间对于我们来说设计出一套完整的保护还是很有困难的，随着 考试的到来，毕业设计也接近了尾声。经过一周的奋战我的毕业设计终于完 成了。在没有课程设计以前觉得毕业设计只是对这半年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做设计发现自己的看法有点太片面。课程设计不仅是对前 面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使 我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多。通过这次毕业设计，我才明白 学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提 高自己知识和综合素质。 在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助， 有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在 这里非常感谢帮助我的同学。 我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较 多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。 此外，还得出一个结论：知识必须通过整合才能实现其价值！有些东西以为学会 了，但结合起来才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是 真的学会了。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整 个设计中我懂得了许多东西，也培养了我工作的能力，树立了对自己工作能 力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动 手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这 个设计做的也不太好， 但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收 获和财富，使我终身受益。

参考文献：

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