继电保护课程设计.doc

继电保护原理课程设计评语：考 勤（10）守 纪（10）设计过程（40）设计报告（30）小组答辩（10）总成绩（100） 专 业：电气工程及其自动化 班 级： 电气1001 姓 名： 学 号： 20100 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2013 年7月 18日继电保护原理课程设计报告1设计原始资料1.1具体题目如下图所示网络，系统参数为：,，线路阻抗，,，试对线路中保护3和保护9进行三段电流保护设计。1.2 要完成的内容电流保护是对于反应于短路电流幅值增大而动作的保护。本设计要完成的内容是对三段式电流保护的原理和整定计算原则的简述，并对线路各参数进行分析及对保护3和保护9进行电流保护的具体整定计算，并对主要的继电保护主设备进行选择。2方案设计2.1主保护配置主保护是反应整个元件上的故障，并能最短延时且有选择性的切除故障的保护，此处，I段电流速断保护、II段限时电流速断保护构成本设计保护3和保护9的主保护。2.2后备保护配置后备保护是反应当主保护拒动时能够切除故障的保护，它作为下级主保护拒动和断路器拒动时的远后备保护，同时作为本线路主保护拒动时的近后备保护。也可作为过负荷时的保护，一般采用过电流保护。在本题设计中，III段定时限过电流保护作为后备保护。3短路电流计算3.1等效电路的建立有关线路阻抗值的计算为 则等效电路如下图图1等效电路图3.2短路点的选取由电力系统分析课程知识可知，当供电网络中任意点发生三相和两相短路时，流过短路点与电源间线路中的短路电流近似计算式为式中： 系统等效电源的相电动势； 短路点至保护安装处之间的阻抗； 保护安装处到系统等效电源之间的阻抗； 短路类型系数，三相短路取1，两相短路取；3.3短路电流的计算最大方式下的最小分支系数为 最大运行方式是指在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的短路电流最大，其对应的系统的等值阻抗最小，即 在最大方式下: 最小运行方式是指在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的短路电流最小，其对应的系统的等值阻抗最大，即在最小方式下： 4保护配置与整定4.1主保护的整定与计算4.1.1动作值先进行保护3的主保护的整定计算，则简化电路如下图。图2简单电网等值电路图保护3的I段： 保护3的II段： 进行保护9的整定计算时由于G1与G3构成双端电源网络，如下图图3G1与G3构成双端网络保护9的I段： 保护9与保护4配合时： 保护9与保护3配合时： 4.1.2动作时间对于I段电流速断保护而言，则动作时间为对于II段限时电流速断保护而言，引入时间阶段，则动作时间为4.1.3灵敏度校验当保护9与保护4配合时：； 符合要求当保护9与保护3配合时：； 符合要求4.2后备保护的整定与计算4.2.1动作值保护3的III段电流为：保护9的III段电流为：4.2.2动作时间保护3的III段时限为： 保护9的III段时限为： 4.2.3灵敏度校验 保护3的III段灵敏度为：保护9作为近后备时： 保护9作为远后备时： 5继电保护主要设备的选择本设计采用电流继电器，根据已知的可靠系数、返回系数、动作整定值等选择GL系列感应式电流继电器。由于GL系列继电器具有反时限特性，当主设备或输配电系统出现过负荷或短路故障时，该继电器能够按预定的时限可靠动作和发出信号，切除故障部分，保证主设备及输配电系统的安全。在本题设计的三段式电流保护中就是将线路上发生短路或其他故障时，当线路上电流剧增时，通过互感器供给电流继电器等保护装置的电流也剧增，使继电保护装置动作，从而切除线路故障。它结构简单，便于实现交流操作，其时限整定也较容易。因而在供电系统中获得了广泛应用。6原理图绘制三段式电流保护的原理接线图见附录。7小结本设计采用了三段式电流保护作为保护3和9的保护，当保护线路上发生故障时，主要特征为电流增加和电压降低。主保护为电流速断保护和限时电流速断保护，后备保护为定时限过电流保护，它们都是反映电流增高而动作的保护装置，主要区别在于按照不同的原则来选择启动电流。速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，限时电流速断是按照躲开下一级相邻元件电流速断保护的动作电流整定，而定时限过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。但由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而有选择地切除故障，常将I段、II段、III段保护组合在一起构成阶段式电流保护，其主要优点就是简单、可靠，并且也能满足快速切除故障的要求。因此，在电网中特别是在35kV及以下的较低电压的网络中获得了广泛的应用。参考文献1 张保会,尹项根.电力系统继电保护M.北京:中国电力出版社,2009年5-36.2 贺家礼,宋从矩.电力系统继电