《繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì) 對(duì)已知線路設(shè)計(jì)三段式電流保護(hù)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì) 對(duì)已知線路設(shè)計(jì)三段式電流保護(hù)（12頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)平時(shí)（30）|修改（40） 報(bào)告（30）總成績(jī)專(zhuān) 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院2012年7月7日1設(shè)計(jì)原始資料1.1具體題目如圖 1.1 所示網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)參數(shù)為 %=115/j3kV, Xg15Q、XG2=10。、X =10。，L = L =60km、L =40km、L =50km、L =30km、L =20km 線路阻抗 0.4。/km，123B-CC - DD - E，Ki =1.2、Kii = Kiii=1.15，I =300A，I =200A，I=150A，K =1.5,relrel relB

2、-C maxC一D maxD一E maxssK =0.85圖1.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖試對(duì)線路進(jìn)行三段電流保護(hù)的設(shè)計(jì)。（說(shuō)明：本報(bào)告將完成對(duì)2和9處的保護(hù)設(shè)計(jì)）1.2要完成的內(nèi)容（1）保護(hù)的配置及選擇；（2）短路電流計(jì)算（系統(tǒng)運(yùn)行方式的考慮、短路點(diǎn)的考慮、短路類(lèi)型的考慮）;（3）保護(hù)配合及整定計(jì)算；（4）保護(hù)原理展開(kāi)圖的設(shè)計(jì)；（5）對(duì)保護(hù)的評(píng)價(jià)。2設(shè)計(jì)要考慮的問(wèn)題2.1設(shè)計(jì)規(guī)程2.1.1短路電流計(jì)算規(guī)程在決定保護(hù)方式前，必須較詳細(xì)地計(jì)算各短路點(diǎn)短路時(shí)，流過(guò)有關(guān)保護(hù)的短路電流， 然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在滿(mǎn)足繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程和題目給定的要求條件下， 盡可能采用簡(jiǎn)單的保護(hù)方式。其計(jì)算步驟及注意事項(xiàng)如下：

3、（1）系統(tǒng)運(yùn)行方式的考慮需考慮發(fā)電廠發(fā)電容量的最大和最小運(yùn)行方式。（2）短路點(diǎn)的考慮求不同保護(hù)的整定值和靈敏度時(shí)，應(yīng)注意短路點(diǎn)的選擇。（3）短路類(lèi)型的考慮相間短路保護(hù)的整定計(jì)算應(yīng)取系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路電流，以作動(dòng)作電流整 定之用；而在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下計(jì)算兩相短路電流，以作計(jì)算靈敏度之用。若采用電流電壓連鎖速斷保護(hù)，系統(tǒng)運(yùn)行方式應(yīng)采用正常運(yùn)行方式下的短路電流和 電壓的數(shù)值作為整定之用。2.1.2保護(hù)方式的選取及整定計(jì)算采用什么保護(hù)方式，主要視其能否滿(mǎn)足規(guī)程的要求。能滿(mǎn)足要求時(shí)，所采用的保護(hù) 就可采用；不能滿(mǎn)足要求時(shí)，就必須采取措施使其符合要求或改用其他保護(hù)方式。選用保護(hù)方式時(shí)，首先考慮采

4、用最簡(jiǎn)單的保護(hù)，以便提高保護(hù)的可靠性。當(dāng)采用簡(jiǎn) 單保護(hù)不能同時(shí)滿(mǎn)足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性要求時(shí)，則可采用較復(fù)雜的保護(hù)方式。選用保護(hù)方式時(shí)，可先選擇主保護(hù)，然后選擇后備保護(hù)。通過(guò)整定計(jì)算，檢驗(yàn)?zāi)芊?滿(mǎn)足靈敏性和速動(dòng)性的要求。當(dāng)采用的保護(hù)不能很好地滿(mǎn)足選擇性或速動(dòng)性的要求時(shí)，允許采用自動(dòng)重合閘來(lái)校 正選擇性或加速保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)靈敏度不能滿(mǎn)足要求時(shí)，在滿(mǎn)足速動(dòng)性的前下，可考慮利用保護(hù)的相繼動(dòng)作，以 提高保護(hù)的靈敏性。在用動(dòng)作電流、電壓或動(dòng)作時(shí)間能保證選擇性時(shí)，不要采用方向元件以簡(jiǎn)化保護(hù)。后備保護(hù)的動(dòng)作電流必須配合，要保證較靠近電源的上一元件保護(hù)的動(dòng)作電流大于 下一元件保護(hù)的動(dòng)作電流，且有一定的裕度，以

5、保證選擇性。2.2本設(shè)計(jì)的保護(hù)配置2.2.1主保護(hù)配置選用三段式電流保護(hù)，經(jīng)靈敏度校驗(yàn)可得電流速斷保護(hù)不能作為主保護(hù)。因此，主 保護(hù)應(yīng)選用三段式距離保護(hù)。2.2.2后備保護(hù)配置過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)。3短路電流計(jì)算3.1等效電路的建立由已知可得，線路的總阻抗的計(jì)算公式為：X = ZL其中，Z 一線路單位長(zhǎng)度阻抗；L 一線路長(zhǎng)度。所以，將數(shù)據(jù)代入公式（3.1）可得各段線路的線路阻抗分別為：Xl1 = ZL = 40 x （1 + 47%） x 0.4 = 23.5（。）X l3 = Z x L3 = 0.4 x 40 = 16（。）XBC = Z x Lb c = 0.4 x 50

6、= 20（。）XCD = Z x LC d = 0.4 x 30 = 12（。）X = Z x L = 0.4 x 20 = 8（。）經(jīng)分析可知，最大運(yùn)行方式即阻抗最小時(shí)，則有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)行，線路LL3運(yùn) 行，由題意知G、 G連接在同一母線上，則3=（X + X ）1X（ + X =） +1 5 2 3 . + ）11= 1 0 （。6） 15.52G 1 L 1G 3 G 3其中，符號(hào)“ |”表示并聯(lián)的意思。同理，最小運(yùn)行方式即阻抗值最大，分析可知在只有G和L運(yùn)行，相應(yīng)地有：11X s = X g1 + X l1 = 15 + 23.5 = 38.5（。）3.2保護(hù)短路點(diǎn)的選取選取B、C、D

7、、E點(diǎn)為短路點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。3.3短路電流的計(jì)算3.3.1最大方式短路電流計(jì)算在最大運(yùn)行方式下流過(guò)保護(hù)元件的最大短路電流的公式為：1=k Z Z + Z其中，E中一系統(tǒng)等效電源的相電動(dòng)勢(shì)；Z.一短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的阻抗;Z,一保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的阻抗；K中一短路類(lèi)型系數(shù)、三相短路取1,兩 相短路取技。2(1)對(duì)于保護(hù)2,母線E最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路流過(guò)保護(hù)2的最大短路電流 為：kDmax X . + X BC + X cd代入數(shù)據(jù)得： = E +e + E WO 心 Ismin BC CD(2)對(duì)于保護(hù)9,母線C在最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路流過(guò)保護(hù)9的最大短路電流 為：IkCma

8、x代入數(shù)據(jù)得:IkCmax X + X=1.88 (k A)Ikmin其中，E中一系統(tǒng)等效電源的相電動(dòng)勢(shì)；z l一短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間的阻抗。所以帶入各點(diǎn)的數(shù)據(jù)可以計(jì)算得到各點(diǎn)的的最小短路電流為:1 Emin 號(hào) X 省 X 38.5 + 20 +12 + 8 = 73(k A)I =己 X X1= 0.82(kA)Dmin 23 38.5 + 2 +12I = W x 空 x 1=.98(k A)Cmin 23 38.5 + 23.3.2最小方式短路電流計(jì)算在最小運(yùn)行方式下流過(guò)保護(hù)元件的最小短路電流的公式為：v3E=甲2 ZSmax + Z LZsma廠保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的阻抗;

9、4保護(hù)的配合及整定計(jì)算4.1主保護(hù)的整定計(jì)算4.1.1保護(hù)I動(dòng)作電流的計(jì)算最小保護(hù)范圍計(jì)算式為：3 E11 =X甲8612 Z smax + Z1Lmin其中，E中一系統(tǒng)等效電源的相電動(dòng)勢(shì)；Zsma短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的阻抗；z - 線路單位長(zhǎng)度的正序阻抗。(1) 對(duì)于保護(hù)2,母線D最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路流過(guò)保護(hù)2的最大短路電流為：I D = 1.40( kA)相應(yīng)的速斷定值為：Ii 2 = Ki x ID = 1.2x 1.40 = 1.68(kA)(2) 對(duì)于保護(hù)9,母線C最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路流過(guò)保護(hù)3的最大短路電流為：I C = 1.88( kA)相應(yīng)的速斷定值為：II 3

10、= Ki XIC= 1.2 X 1.88 = 2.26(kA)所以，以上計(jì)算表明，在運(yùn)行方式變化很大的情況下，電流速斷保護(hù)在較小運(yùn)行方 式下可能沒(méi)有保護(hù)區(qū)。4.1.2保護(hù)II段動(dòng)作電流的計(jì)算限時(shí)電流速斷定值根據(jù)如下公式可以計(jì)算：In = Kn Ii set r e Is e t其中，K n 一可靠系數(shù)，取值為1.15。 rel(1)整定保護(hù)2的限時(shí)電流速斷定值為：Ii = Ki x I 日.2 x 1.8 法 2 .26() rel k.C.max s e t . 2線路末端(即D處)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路時(shí)的電流為：I 巨E二耳 115 百=0.82(泌)k.D.min 2 X + X

11、+ X 238.5 + 20 +12所以保護(hù)2處的靈敏度系數(shù):K ii =-k.D.min 082 0.45 1.2的要求。 sen(2)同理保護(hù)9的限時(shí)電流速斷定值為：與保護(hù)3的I段相配合分支系數(shù)為：K X- + X&3 + X% + X%3 15 +10 + 23.5 +16 2 48b 6 X：3 + X；* 10 +16.保護(hù)3的I段電流整定值 為：n Klel1 kCm疽 2.24(kA)保護(hù)9的II段電流整定值為：I iiset.9Kire I 1K set.3b1.5 x 2.242.481.35(k A)與保護(hù)4的I段相配合 發(fā)電機(jī)的短路電流值為:115/1 KGmax X +

12、 X + X = 23.5 + 皿 16 膏G1 L1 L3保護(hù)4的I段電流整定值為：11 Ki I 1.2 x 1.22 1.46(kA) 保護(hù)9的II段電流整定值為：順I(yè) ii K ii 11 1.15 x 1.46 1.68(kA)set.9 rel set4比較后取兩值較大者：Iii Kii 11 1.15 x 1.46 1.68(KA) set .9 rel set4保護(hù)9處的靈敏度系數(shù)為：Kii -k. B .min 些0.89 1.30.6滿(mǎn)足作為遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度的要求。保護(hù)9作為遠(yuǎn)后備保護(hù)的靈敏度為：K inD.min 082 = 1.33 1.3set.9 I III 0.6

13、set.9滿(mǎn)足作為遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度的要求。5二次展開(kāi)原理圖的繪制5.1保護(hù)測(cè)量電路展開(kāi)圖中交流回路和直流回路分開(kāi)表示，分別如圖5.1和圖5.2所示。其特點(diǎn)是每 個(gè)繼電器的輸出量和輸出量根據(jù)實(shí)際動(dòng)作的回路情況分別畫(huà)在途中不同的位置上，但任 然用同一個(gè)符號(hào)標(biāo)注，以便查對(duì)。在展開(kāi)圖中，繼電器線圈和出點(diǎn)的連接盡量按故障后 的動(dòng)作連接，自左而右，自上而下的排列。交流電流回路圖5.1保護(hù)交流電流回路圖5.2保護(hù)跳閘電路+ wc- wc圖5.2保護(hù)直流回路展開(kāi)圖6繼電保護(hù)設(shè)備的選擇6.1電流互感器的選擇互感器是按比例變換電壓或電電流的設(shè)備。其功能主要是將高電壓或大電流按比例 變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓（100V）或標(biāo)

14、準(zhǔn)小電流（5A或10A，均指額定值），以便實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)x表、 保護(hù)設(shè)備及自動(dòng)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型，其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量?jī)x表 與繼電保護(hù)裝置等。同時(shí)互感器還可用來(lái)隔開(kāi)高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備的安全。（1）小電流選線裝置用零序電流互感器；（2）與DD11/60型繼電器配套使用的零序電流互感器；（3）與DL11/0.2型繼電器配套使用的零序電流互感器；（4）精度與容量（額定負(fù)荷）的關(guān)系。國(guó)標(biāo)中規(guī)定：“在額定頻率及額定負(fù)荷下，電流誤差，相位差和復(fù)合誤差不超過(guò)上 表所列限值?！彼运x零序電流互感器的容量要與二次回路（裝置及回路）阻抗匹配， 才能達(dá)到上表精度，如所選容量大時(shí)零序電流互感器

15、在使用時(shí)將出現(xiàn)正誤差，反之則出 現(xiàn)負(fù)誤差。6.2繼電器的選擇正確選用繼電器的原則應(yīng)該是：（1）繼電器的主要技術(shù)性能，如觸點(diǎn)負(fù)荷，動(dòng)作時(shí)間參數(shù)，機(jī)械和電氣壽命等，應(yīng)滿(mǎn) 足整機(jī)系統(tǒng)的要求；（2）繼電器的結(jié)構(gòu)型式（包括安裝方式）與外形尺寸應(yīng)能適合使用條件的需要；（3）經(jīng)濟(jì)合理。7保護(hù)的評(píng)價(jià)在做繼電保護(hù)配置時(shí)我們應(yīng)該使配置的結(jié)果滿(mǎn)足繼電保護(hù)的基本要求，就是要保證 可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏性?？墒沁@四個(gè)指標(biāo)在很多情況下是互相矛盾的，因此 我們要根據(jù)實(shí)際情況讓它們達(dá)到一定的平衡即可。通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程可以看出，在運(yùn)行方式變化很大的110kV多點(diǎn)原系統(tǒng)中，最大運(yùn)行方 式下三相短路的短路電流與最小運(yùn)行方式下得兩相的短路電流相差很大。按躲過(guò)最大運(yùn) 行方式下末端最大短路電流整定的電流速斷保護(hù)的動(dòng)作值很大，最小運(yùn)行方式下靈敏度 不能滿(mǎn)足要求。限時(shí)電流速斷保護(hù)的定值必須與下一級(jí)線路電流速斷保護(hù)的定值相配 合，所以其定值也很大，靈敏度也均不能滿(mǎn)足要求。過(guò)電流整定按照躲過(guò)最大負(fù)荷電流 整定，其動(dòng)作之受運(yùn)行方式的限制不大，作為近后備和遠(yuǎn)后備靈敏度都能滿(mǎn)足要求，一 般采用受運(yùn)行方式變化影響很小的距離保護(hù)。參考文獻(xiàn)1張保會(huì)，尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)M.北京:中國(guó)電力出版社,2005. 王永康.繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置M.北京:中國(guó)鐵道出版社,1986.