电力系统继电保护原理课程设计

辽宁工程技术大学电力系统继电保护原理 课程设计设 计 题 目 110kV 电网距离保护设计 指 导 教 师 院（系、部） 电气与控制工程学院 专 业 班 级 学 号 姓 名 日 期 2015 年 1 月 24 日 课程设计成绩评定表学期 姓名专业 电气工程及其自动化 班级课程名称 电力系统继电保护原理设计题目 110kV 电网距离保护设计成绩 评分项目 优 良 中 及格 不及格1.设计态度 非常认真 认真 较认真 一般 不认真2.设计纪律 严格遵守 遵守 基本遵守 少量违反 严重违反3.独立工作能力 强 较强 能独立设计完成 基本独立设计完成 不能独立设计完成设计表现4.上交设计时间 提早或按时 按时 迟交半天 迟交一天 迟交一天以上5.设计内容设计思路清晰，结构方案良好，设计参数选择正确，条理清楚，内容完整，结果正确设计思路清晰，结构方案合理，设计参数选择正确，条理清楚，内容较完整，极少量错误设计思路较清晰，结构方案基本合理，设计参数选择基本正确，调理清楚，内容基本完整，有少量错误设计思路基本清晰，结构方案基本合理，设计参数选择基本正确，调理清楚，内容基本完整，有些错误设计思路不清晰，结构方案不合理，关键设计参数选择有错误，调理清楚，内容不完整，有明显错误6.设计书写、字体、排版规范、整洁、有条理，排版很好较规范、整洁、有条理，个别排版有问题基本规范、整洁、有条理，个别排版有问题基本规范、整洁、有条理，排版有问题较多不规范、不整洁、无条理，排版有问题很大设计说明书7.封面、目录、参考文献 完整 较完整 基本完整 缺项较多 不完整8.绘图效果 很出色 较出色 一般 较差 很差图纸 9.布局 合理、美观 较合理 基本合理 有些混乱 布局混乱10.绘图工程标准 符合标准 较符合标准 基本符合标准 个别不符合标准 完全不符合标准评定说明：不及格标准：设计内容一项否决制，即 5 为不及格，整个设计不及格，其他 4 项否决；优、良、中、及格标准：以设计内容为主体，其他项超过三分之一为评定标准，否则评定为下一等级；如优秀评定，设计内容要符合 5，其余九项要有 4 项符合才能评定为优，否则评定为良好，以此类推。最终成绩： 评定教师签字：电力系统继电保护原理课 程 设 计 任 务 书一、设计题目110kV 电网距离保护设计二、设计任务根据所提供的 110kV 系统接线图及原始参数，完成以下设计任务：1. 线路上各保护的运行方式；2. 相间距离保护的配置和整定；3. 接地距离保护的配置和整定；4. 系统中线路上发生各种短路时保护的动作情况。三、设计计划本课程设计时间为一周，具体安排如下：第 1 天：查阅相关材料，熟悉设计任务第 2 天：线路上各保护的运行方式分析第 3 天：配置相间距离保护第 4 天：配置接地距离保护第 5 天：线路上发生各种短路时保护的动作情况分析第 6 天：整理设计说明书第 7 天：答辩四、设计要求1. 按照设计计划按时完成，设计成果包括：设计说明书一份2. 设计说明书凡有雷同者，均视为不合格，包括在答辩结束完成后被发现的情形3. 不参加答辩者，视为自愿放弃成绩指 导 教师： 教研室主任： 时 间：2015 年 1 月 19 日原始数据系统接线图如下图所示，发电机以发电机变压器组方式接入系统，最大开机方式为4 台机全开，最小开机方式为两侧各开 1 台机，变压器 T5 和 T6 可能 2 台也可能 1 台运行。参数如下：E = 115/ kV，X 1.G1 = X2.G1 = X1.G2 = X2.G2 = 15，3X1.G3 = X2.G3 = X1.G4 = X2.G4 = 10，X 1.T1 X1.T4 = 10，X 0.T1 X0.T4 = 30，X1.T5 = X1.T6 = 20，X 0.T5 = X0.T6 = 40，L AB = 60km，L BC = 40km，线路阻抗 z1 = z2 = 0.4/km，z 0 = 1.2/km，I AB.L.max = ICB.L.max = 300A，Kss = 1.2，K re = 1.2，K Irel = 0.85，K IIrel = 0.75，K IIIrel = 0.83负荷功率因数角为 30，线路阻抗角均为 75，变压器均装有快速差动保护。图 110kV 电网系统接线图设计要求：1. 分析线路 AB 和 BC 上的保护 1 4 的最大和最小运行方式；2. 为了快速切除线路 AB 和 BC 上发生的各种短路（包括相间短路和接地短路），对保护 1 4 进行相间距离保护和接地距离保护整定；3. 画出各个保护的动作特性，并对系统中线路上发生各种短路时保护的动作情况进行分析。摘 要电力作为当今社会的重要能源,对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着不容忽视的重要作用。电力系统是由电能的产生、输送、分配和使用四个环节共同组成的一个系统。基于电力在现代社会中的重要性,则对电力的维护就显得格外重要。而对电力维护起重要作用的继电保护,则是电力系统能否正常工作的关键。电力系统继电保护技术作为一种主要的保护手段,有利于提高了系统运行的可靠性。因此,研究电力系统继电保护技术的现状与发展具有十分重要的现实意义。鉴于此,对电力系统继电保护技术的现状与发展进行了初步探讨。电力系统继电保护技术的现状就目前而言,电力系统继电保护技术的发展现状主要呈现两个方面的特征,一方面是我国电力系统继电保护技术起步较晚,发展迅速;另一方面是指微型继电,不断发展,其具体内容如下。起步较晚发展迅速电力系统继电保护主要研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,国内的研究开始于 20 世纪 70年代后期,起步较晚,但发展迅速。继电保护的任务就是在系统运行过程中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等），能够自动、迅速、有选择性且可靠的发出跳闸命令将故障切除或发出各种相应信号，从而减少故障和不正常现象所造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统安全稳定的运行。关键词：继电保护；距离保护目 录1 前言 .12 运行方式分析 .22.1 保护 1 最大运行方式和最小运行方式的分析 .22.2 保护 2 最大运行方式和最小运行方式的分析 .32.3 保护 3 最大运行方式和最小运行方式的分析 .32.4 保护 4 最大运行方式和最小运行方式的分析 .43 相间距离保护的配置和整定 .63.1 保护 1 的配置和整定 .63.2 保护 2 的配置和整定 .83.3 保护 3 的配置和整定 .93.4 保护 4 的配置和整定 .104 接地距离保护的配置和整定 .134.1 保护 1 的配置和整定 .134.2 保护 2 的配置和整定 .154.3 保护 3 的配置和整定 .164.4 保护 4 的配置和整定 .175 线路上短路时保护的动作情况分析 .195.1 线路 AB 上发生相间短路时各保护的动作情况 .195.2 线路 AB 上发生接地短路时各保护的动作情况 .195.3 线路 BC 上发生相间短路时各保护的动作情况 .205.4 线路 BC 上发生相间短路时各保护的动作情况 .206 结论 .21参考文献 .22110kV 电网距离保护设计 11 前言随着自动化技术的发展，电力系统的正常运行、故障期间以及故障后的恢复过程中，许多控制操作日趋高度自动化。电力系统继电保护一次泛指继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统，包括继电保护的原理设计、配置、整定、调试等技术，也包括由获取电量信息的电压、电流互感器二次回路，经过继电保护装置的断路器跳闸线圈的一般套具体设备，如果需要利用通信手段传送信息，还包括通信设备。电网继电保护的选择原则是:首先满足继电保护的四项基本要求 ,即选择性、速动性、灵敏性、可靠性。然后，根据各类保护的工作原理、性能并结合电网的电压等级、网络结构及接线方式等特点进行选择，使它们能有机的配合起来，构成完善的电网保护。如果电网保护得不合理，继电保护不仅不能保证电力系统的安全稳定运行，反而成为系统不能安全稳定运行的因素。所以，配置合理的保护方案是十分重要的。在选择具体电网的继电保护装置时，在满足保护四项基本要求的前提下，应力求采用简单的保护装置。只有在采用简单的保护不能满足要求时，才考虑采用较为复杂的保护。因为，复杂的保护不仅价格昂贵，运行维护和调试复杂，而且更主要的是复杂保护所需要元件多、接线复杂，这就增加了保护装置本身故障的机率，从而降低了可靠性。在距离保护中应满足以下四个要求，即可靠性、选择性、速动性和灵敏性。这几个之间，紧密联系，既矛盾又统一，必须根据具体电力系统运行的主要矛盾和矛盾的主要方面，配置、配合、整定每个电力原件的继电保护。充分发挥和利用继电保护的科学性、工程技术性，使继电保护为提高电力系统运行的安全性、稳定性和经济性发挥最大效能。这次课程设计以最常见的 110KV 电网线路保护设计为例进行分析设计，要求对整个电力系统及其自动化专业方面的课程有综合的了解。特别是对继电保护、电力系统、电路、发电厂的电气部分有一定的研究。重点进行了相间距离保护和接地距离保护的分析，继电保护中距离保护、最大和最小运行方式的具体计算。110kV 电网距离保护设计 22 运行方式分析2.1 保护 1 最大运行方式和最小运行方式的分析图 2.1 保护 1 的最大运行方式（1）保护 1 的最大运行方式分析保护 1 的最大运行方式就是指流过保护 1 的电流最大即 G1、G2 两个发电机共同运行，而变压器 T1、T2 都同时运行的运行方式，则 )(5.2)(21.1min. TGsXZ式中 min.sZ为保护安装处到系统等效电源之间的最小阻抗。 )(82.1min.ax.1 KAZEIABsk式中 max.1kI为流过保护 1 的最大短路电流。（2）保护 1 的最小运行方式分析。保护 1 的最小运行方式就是指流过保护 1 的电流最小即是在 G1 和 G2 只有一个工作，变压器 T1、T2 中有一个工作时的运行方式，则 )(25)(1.1max. TGsXZ式中 为保护安装处到系统等效电源之间的最大阻抗。.maxsZ )(7.23max.in.1 KAZEIABsk式中 为流过保护 1 的最小短路电流。.1inkI110kV 电网距离保护设计 32.2 保护 2 最大运行方式和最小运行方式的分析图 2.2 保护 2 的最大运行方式(1)保护 2 的最大运行方式分析保护 2 最大运行方式就是指流过保护 2 的电流最大即两个发电机共同运行，则 )(10(13.min. TGsXZ.in.ax.2 KAZEIBCAsk式中 为流过保护 2 的最大短路电流。.2maxkI（2）保护 2 的最小运行方式分析。保护 2 的最小运行方式就是指流过保护 2 的电流最小即是在 G3 和 G4 只有一个工作时运行方式，则 )(0)(3.1.max. TGsXZ96.23ax.in. KAZEI BCAsk式中 为流过保护 2 的最小短路电流。.2minkI2.3 保护 3 最大运行方式和最小运行方式的分析图 2.3 保护 3 的最大运行方式110kV 电网距离保护设计 4（1）保护 3 的最大运行方式分析保护 3 的最大运行方式就是指流过保护 3 的电流最大即两个发电机共同运行，则 )(5.12)(21.1.min. TGsXZ6.in.ax.3 KAZEIBCAsk式中 为流过保护 3 的最大短路电流。.3maxkI(2)保护 3 的最小运行方式分析。保护 3 的最小运行