电气工程及其自动化专业毕业论文设计

电气工程及其自动化专业毕业论文设计内容摘要：

阻抗继电器阻抗继电器的种类很多但根据其基本性质可分为两大类即第 I 类阻抗继电器和第 II 类阻抗继电器第 I 类阻抗继电器的主要特点是它的动作特性可直接表示在阻抗或导纳复数平面上因而可利用它在复数平面上的特性曲线对继电器在各种故障方式及系统运行方式下的行为进行分析这些特性曲线都可以表示为通入继电器的电压与电流的某种函数根据各种不同的构成方式可以得到圆直线椭圆平行四边形等各种轨迹曲 线也可以构成带有方向性的圆特性及带有偏移的圆特性曲线对于第 II 类阻抗继电器根据它的动作原理其动作特性不能表示成为复数平面上的单一变量 Z 的某个函数曲线因而只能根据继电器的原始动作方程式以及具体的系统运行方式和故障类型对继电器的动作行为进行分析所以其特性分析较为复杂 613 距离保护的基本特性 1 距离保护的基本构成 距离保护是以反映从故障点到保护安装处之间阻抗大小距离大小的阻抗继电器为主要元件测量元件动作时间具有阶梯性的相间保护装置当故障点至保护安装处之间的实际阻抗大雨预定值时表示故障点在保护范围之外 保护不动作当上述阻抗小于预定值时表示故障点在保护范围之内保护动作当再配以方向元件方向特性及时间元件即组成了具有阶梯特性的距离保护装置 2 距离保护的应用 距离保护可以应用在任何结构复杂运行方式多变的电力系统中能有选择性的较快的切除相间故障当线路发生单相接地故障时距离保护在有些情况下也能动作当发生两相短路接地故障时它可与零序电流保护同时动作切除故障因此在电网结构复杂运行方式多变采用一般的电流电压保护不能满足运行要求时则应考虑采用距离保护装置 3 距离保护各段动作特性 距离保护一般装设三段必要时也可 采用四段其中第 I 段可以保护全线路的8085其动作时间一般不大于 00301s保护装置的固有动作时间前者为晶体管保护的动作时间后者为机电型保护的动作时间第 II 段按阶梯性与相邻保护相配合动作时间一般为 0515s 通常能够灵敏而较快速地切除全线路范围内的故障由 III段构成线路的主要保护第 IIIIV 段其动作时间一般在 2s 以上作为后备保护段 4 距离保护装置特点 ① 由于距离保护主要反映阻抗值一般说其灵敏度较高受电力系统运行方式变化的影响较小运行中躲开负荷电流的能力强在本线路故障时装置第 I 段的性能基本上不受电力系 统运行方式变化的影响只要流过装置的故障电流不小于阻抗元件所允许的精确工作电流当故障点在相邻线路上时由于可能有助增作用对于地 IIIII 段保护的实际动作区可能随运行方式的变化而有所变化但一般情况下均能满足系统运行的要求 ② 由于保护性能受电力系统运行方式的影响较小因而装置运行灵活动作可靠性能稳定特别是在保护定值整定计算和各级保护段相互配合上较为简单灵活是保护电力系统相间故障的主要阶段式保护装置 第 62 节 相间距离保护装置各保护段定值配合的原则 621 距离保护定值配合原则 距离保护定值配合的基本原则 如下 1 距离保护装置具有阶梯式特性时起相邻上下级保护段之间应该逐级配合即两配合段之间应在动作时间及保护范围上互相配合 距离保护也应与上下相邻的其他保护装置在动作时间及保护范围上相配合例如当相邻为发电机变压器组时应与其过电流保护相配合当相邻为变压器或线路时若装设电流电流保护则应与电流电压保护之动作时间及保护范围相配合 2 在某些特殊情况下为了提高保护某段的灵敏度或为了加速某段保护切除故障的时间采用所谓非选择性动作再由重合闸加以纠正的措施例如当某一较长线路的中间接有分支变压器时线路距离保护装置第 I 段可允许按伸入至分支变压器内部整定即可仍按所保护线路总阻抗的 8085 计算但应躲开分支变压器低压母线故障当变压器内部发生故障时线路距离保护第 I 段可能与变压器差动保护同时动作因变压器差动保护设有出口跳闸自保护回路而由线路自动重合闸加以纠正使供电线路恢复正常供电 3 采用重合闸后加速方式达到保护配合的目的采用重合闸后加速方式除了加速故障切除以减小对电力设备的破坏程度外还可借以保证保护动作的选择性这可在下述情况下实现当线路发生永久性故障时故障线路由距离保护断开线路重合闸动作进行重合此时线路上下相邻各距离保护的 III 段可能均由其振荡闭锁装置所闭锁而未经振荡闭锁装置闭锁的第 III 段在有些情况下往往在时限上不能互相配合因有时距离保护 III 段与相邻保护的第 II段配合故重合闸后将会造成越级动作其解决办法是采用重合闸后加速距离保护 III 段一般只要重合闸后加速距离保护 III 段在 152s 即可躲开系统振荡周期故只要线路距离保护III 段的动作时间大于 225s 即可满足在重合闸后仍能互相配合的要求 第 63 节 距离保护整定计算 631 距离保护Ⅰ段整定计算 1 当被保护线路无中间分支线路或分支变压器时 定值计算按躲过本线路末端故 障整定一般可按被保护线路正序阻抗的8085 计算即 ZdzI≤ Kk Zxl 61 式中 ZdzI 距离保护 I 段的整定阻抗 Zxl 被保护线路的正序相阻抗 Kk 可靠系数可取 08085 而保护的动作时间按 t 0 秒整定 2 当线路末端仅为一台变压器时即线路变压器组 其定值计算按不伸出线路末端变压器内部整定即按躲过变压器其他各侧的母线故障定 ZdzI≤ Kk ZxlKkbZb 62 式中 Zb 线路末端变压器的阻抗 Kkb 可靠系数取 07 Kk 可靠系数取 08085 Zxl 线路正序阻抗 保护动作时间按 t 0 秒整定 3 当被保护线路中间接有分支线路或分支变压器时 其计算按同时躲开本线路末端和躲开分支线路分支变压器末端故障整定即 ≤ 63 及 ZdzI≤ KkZxlKkZb 64 式中 Zxl 本线路正序阻抗 Zxl 本线中间接分支线路分支变压器处至保护安装处之间的线路的正序阻抗 632 距离保护 II 段整定计算 1 按与相邻线路距离保护 I 段配合整定 ZdzⅡ≤ KkZlKbKzZdzI 65 式中 Zl 被保护线路阻抗 ZdzI 相邻距离保护 I 段动作阻抗 Kk 可靠系数取 08085 Kb 可靠系数取 07 Kz 助增系数选取可能的最小值 保护动作时间 tdzⅡ △ t 66 式中 △ t 时间级差一般取 05s 633 距离保护 III 段整定计算 1 躲开最小负荷阻抗远后备 采用 0 度接线的方向阻抗继电器 ZdzⅢ≤ 09UN[KkKhKzqIfhcosψ lmψ fh] 67 式中 Kk 可靠系数取 1213 Kh 返回系数取 115125 Kzq 自起动系数取 2 UN 电网的额定电压 Ifh 最大负荷电流 ψ lm 阻抗元件的最大灵敏角取 7157 度 ψ fm 负荷阻抗角取 26 度 第 64 节 距离保护整定和灵敏度校验 641 1 号断路器距离保如配置图所示 1 号断路器Ⅰ段距离保护整定详见计算书 15 页 有名值 ZDZ1I 00838∠ 66950ｘ 13225 11083∠ 66950 Ω 整 定时间 tDZ2I 0 s 1 号断路器Ⅱ段距离保护整定 与 7DL 距离 I 段保护相配合 KBmin 28121 ZDZ1II 085ｘ 00386j00907 28121ｘ 00838∠ 66950 085ｘ 03342∠ 66960 0284∠ 66960 ② 与变压器 B2 速动保护相配合 因为与变压器纵差保护配合时的整定值一定大于与相邻线路相间距离保护 I 段整定值配合时定值所以与变压器 B2 纵差保护相配合时的定值较大 ③ 与 L4 线路 5DL 距离 I 段保护相配合 Kbmin 1367 ZDZ1II 085ｘ 00386j00907 1367ｘ 01676∠ 66950 0109j02563 02785∠ 66950 三者相比较取最小者进行整定 即 ZDZ1II 02785∠ 66950ｘ 13225 36832∠ 6695 详见计算书 18 页 0 灵敏度校验 Klm ZDZ1II ZL1 02785 00986 282 15 满足灵敏度要求 即 1 号断路器Ⅱ段整定值为 36832 其动作时限为 05 秒 1 号断路器Ⅲ段距离保护整定 采用方向阻抗继电器 ZDZ1III 193 Ω 详见 计算书 24 页 灵敏度校验 Klm 近 148 15 满足要求 Klm 远 293 13 满足要求 642 2 号断路器距离保如配置图所示 1 2 号断路器Ⅰ段距离保护整定详见计算书 15 页 有名值 ZDZ2I 00838∠ 66950ｘ 13225 11083∠ 66950 Ω 整定时间 tDZ2I 0 s 2 2 号断路器Ⅱ段距离保护整定 有名值 ZDZ2II 01479∠ 66950ｘ 13295 196 Ω 即 2 号断路器Ⅱ段整定值为 196 详见计算书 18 页 其动作时限为 05 秒 3 2 号断路器Ⅲ段距离保护整定 采 用方向阻抗继电器 ZDZ2III 256975 Ω 详见计算书 24 页 4 灵敏度校验 近后备 Klm 19708 15 满足要求 无远后备 643 3 号断路器距离保如配置图所示 1 3 号断路器Ⅰ段距离保护整定详见计算书 15 页 有名值 ZDZ3I 01676∠ 66980ｘ 13225 22165∠ 66980 Ω 整定时间 tDZ3I 0 s 23 号断路器Ⅱ段距离保护整定 与 2DL 距离 I 段保护相配合 KBmin 1679 ZDZ3II 085ｘ 00771j01815 1679ｘ 00838∠ 66950 01124j02463 02872∠ 66970 与 7DL 距离保护 I 段配合 KBmin 1 有名值 ZDZ3II 02388∠ 66980ｘ 13225 31581∠ 66980Ω 与 6DL 距离保护 I 段配合 由计算分析知无法与 6DL 保护 I 段相配合 与相邻 B2。