高等教育高等学院电力工程课程设计毕业论文-输电线路继电保护.doc

0 高等教育高等学院电力工程课程设计高等教育高等学院电力工程课程设计 参考论文参考论文 含成绩评定表 含成绩评定表 摘要摘要 电力系统继电保护的设计是否合理会直接影响到电力系统的安全运行 若 设计不当 保护将不能正确工作 从而会扩大事故及停电范围 有时还可能造 成人身伤亡或设备损坏事故 所以必须合理地选择保护方式和正确的整定计算 才能保证电力系统安全 稳定运行 本次课程设计通过对任务书的要求进行分 析 根据继电保护的基本要求 即可靠性 选择性 速动性 灵敏性 对各段 线路的保护进行整定计算 并校验其保护范围及灵敏度系数是否符合要求 1 目录目录 供电技术课程设计任务书供电技术课程设计任务书 1 1 供电系统继电保护课程设计题目供电系统继电保护课程设计题目 1 1 摘要摘要 2 2 第一章第一章 绪论绪论 4 4 1 组员分工情况 4 2 电力系统继电保护的目的和任务 4 3 对继电保护的基本要求 5 4 概述所作题目的意义及系统的主要功能 6 第二章第二章 系统总体方案设计系统总体方案设计 6 6 第三章第三章 短路电流和继电保护的整定计算短路电流和继电保护的整定计算 7 7 一 AB 段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验 7 二 BC 段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验 9 三 BC 段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验 12 第四章第四章 保护接线原理图保护接线原理图 1212 第五章第五章 电流继电器型号的选择电流继电器型号的选择 1313 课程设计体会课程设计体会 1515 结束语结束语 1515 参考文献参考文献 1515 2 第一章第一章 绪论绪论 1 1 电力系统继电保护的目的和任务电力系统继电保护的目的和任务 电力系统继电保护是指反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状 态而动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置 电力系统由于受自然 人 为等因素的影响 会不可避免地发生各种形式的短路故障和异常运行状态 电 力系统故障总是伴随着很大的短路电流 同时系统电压大大降低 且发生短 路将会产生严重后果 而电力系统的异常运行状态如不及时发现并处理 将演 变为电力系统的故障 所以 电力系统的故障和异常工作状态若不及时处理或 处理不当 就可能在电力系统中引起事故 造成人员伤亡及设备损坏 为防止 事故发生 就必须在线路上装设继电保护装置 根据它们发生的故障和异常运 行情况 动作于断路器跳闸或发信号 电力系统继电保护的任务是 电力系统发生故障时 自动 快速 有选 择地将故障设备从电力系统中切除 保证非故障设备继续运行 尽量缩小停电 范围 电力系统出现异常运行状态时 根据运行维护的要求能自动 及时 有选择地发出告警信号或者减负荷 跳闸 综上所述 继电保护在电力系统巾的主要作用是通过预防事故或缩小事故 范围来提高系统运行的可靠性 继电保护装置是电力系统的重要组成部分 是 保证电力系统安全 可靠运行的重要技术措施之一 2 2 对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求 对电力系统继电保护的基本性能要求是有选择性 速动性 灵敏性 可靠 性 1 选择性 是指继电保护装置动作时 仅将故障设备从电力系统中切除 使 停电范围尽量减小 以保证系统中非故障设备继续安全运行 为保证其选 择性 在动作时要尽量断开离故障点最近的断路器 2 速动性 是指继电保护装置应以尽可能快的速度切除故障设备 可提高电 力系统并列运行的稳定性 可使电压尽快恢复正常 减轻对用户的影响 可减轻电气设备的损坏程度 可防止事故扩展 提高重合闸成功率 3 灵敏性 是指保护装置对其保护范围内发生故障或异常运行状态的反应能 3 力 满足灵敏性要求的保护装置应该在预先规定的保护范围内发生故障时 不论短路点的位置 短路形式及系统的运行方式如何 都能敏锐感觉 正 确反应 4 可靠性 是指保护装置在电力系统正常运行时不误动 在规定的保护范围 内发生故障时 应可靠动作 而在不属于该保护动作的其他任何情况下 应可靠小动作 3 3 概述所作题目的意义及系统的主要功能概述所作题目的意义及系统的主要功能 1 概述所作题目的意义 根据继电保护的基本要求以及本次设计的要求 通 过对输电线路上各段保护进行计算整定 并校验其保护范围和灵敏度使其 符合要求 以确保输电线路上发生故障和不正常运行状态时保护装置能及 时动作 防止事故发生 保证输电线路安全 稳定运行 减少事故给企业 带来的经济损失 2 系统的主要功能 当输电线路在 AD 段上发生故障或出现异常状态时 各保 护装置要能起到保护线路设备的安全及防止事故发生 系统的主要功能有 无时限电流速断保护 限时电流速断保护 定时限过电流保护 第二章第二章 系统总体方案设计系统总体方案设计 根据设计要求对本线路上 AB 段和 BC 段均设两段式保护 速断 过流 CD 段只设过流保护 根据继电保护的基本要求各段的设计方案如下 1 AB 段 用无时限电流速断保护作为 AB 段线路上的电流 段保护 用限时电 流速断保护以及配合 BC 段的保护作为 AC 段线路上的电流 段保护 并且 无时限电流速断保护和限时电流速断保护作为主保护 用定时限过电流保 护作为此段线路上的后备保护 电流 段保护 包括对 AB 段线路上的近 后备保护和 BC 段线路上的远后备保护 2 BC 段 用无时限电流速断保护作为 BC 段线路上的电流 段保护 用限时电 流速断保护以及配合 CD 段的保护作为 BD 段线路上的电流 段保护 并且 无时限电流速断保护和限时电流速断保护作为主保护 用定时限过电流保 护作为此段线路上的后备保护 电流 段保护 包括对 BC 段线路上的近 后备保护和 CD 段线路上的远后备保护 3 CD 段 用定时限过电流保护作为对 CD 段近后备保护 4 系统总体方案示意图如下 段保护区 段保护区 段保护区 段保护区 第三章第三章 短路电流和继电保护的整定计算短路电流和继电保护的整定计算 一 一 ABAB 段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验 1 保护 1 无时限电流速断保护 电流 I 段 整定计算 求动作电流 1act I 求最大运行方式下 AB 段线路末端 B 处的三相短路电流 3 max kB I 由原始参数得 电力系统最大运行方式下的电力系统的电抗为 min 0 633X 电力系统最小运行方式下的电力系统的电抗为 max 0 703X AB 段线路的电抗 设线路采用架空线路 由表 3 1 得 保护 1保护 2保护 3 5 0 0 35 Xkm 0 35 31 05 AB Xkmkm 电力系统最大运行方式下总电抗为 minmin 0 633 1 051 683 BAB XXX 3 max min 6 3 1 7 33 1 683 c kB B U IkAkA X 按躲过最大运行方式下本线路末端三相短路时流过保护的最大短路电流整定 即 3 1 max 1 2 1 72 1 actrelkB IKIkAkA 灵敏性校验 即求出最大 最小保护范围 在最大运行方式下发生三相短路时的保护范围为 maxmin 0 1 1 C act U IX XI 16 3 3 0 6333 0 0 352 1 kmkm max max 3 0 100 100 100 50 3 0 AB I I l 在最小运行方式下发生两相短路时的保护范围为 minmax 0 1 13 2 c act U IX XI 16 3 33 0 703 0 352 12 2 3 km km min min 2 3 100 100 76 15 3 0 AB I I l 2 保护 1 限时电流速断保护 电流 段 整定计算 求动作电流 1act I 同理可以求出最大运行方式下 BC 段线路末端 C 处的三相短路电流 3 max kc I BC 段线路的电抗 设线路采用架空线路 由表 3 1 得 6 0 0 35 Xkm 0 35 51 75 BC Xkmkm 3 max 0 94 32 1 1 75 c kC U IkAkA 按与相邻线路保护 2 的 I 段动作电流相配合的原则整定 即 3 1 max 1 1 1 2 0 941 3 actrelrelkC IKKIkAkA 动作时限 应比相邻线路保护 2 的 I 段动作时限高一个时限级差 即 0 5 ABBC ttts 灵敏系数校验 利用最小运行方式下本线路末端发生两相短路时流过保护的 电流来校验 即 2 min 1 max 1 3 2 kBc act ABact IU KI XXI 6 3 33 1 31 381 3 0 703 1 052 故灵敏度满足要求 3 保护 1 定时限过电流保护 电流 段 整定计算 求动作电流 按躲过本线路可能流过的最大负荷电流来整定 即 1act I 1 1 2 1 0 85 0 8 1 13 动作时限 应比相邻线路保护的最大动作时限高一个时限级差 即t 1 2 3 2 1 5 灵敏系数校验 作近后备时 利用最小运行方式下本线路末端两相短路时流过保护的电流校 验灵敏系数 即 1 2 1 3 2 1 6 33 0 703 1 05 3 2 1 13 1 59 1 5 近后备灵敏度满足要求 7 作远后备时 利用最小运行方式下相邻线路末端发生两相短路时流过保护的 电流校验灵敏系数 即 2 2 1 3 2 1 6 33 0 703 2 8 3 2 1 13 1 25 1 2 远后备灵敏度满足要求 二 二 BCBC 段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验 1 保护 2 无时限电流速断保护 电流 I 段 整定计算 求动作电流 2act I 求最大运行方式下 BC 段线路末端 C 处的三相短路电流 3 max kc I 则 3 3 6 3 3 3 433 1 1 按躲过最大运行方式下本线路末端三相短路时流过保护的最大短路电流整定 即 2 3 1 2 1 1 1 3 灵敏性校验 即求出最大 最小保护范围 在最大运行方式下发生三相短路时的保护范围为 1 0 2 1 0 35 6 3 3 1 3 0 633 6 2 100 6 2 5 0 100 124 50 在最小运行方式下发生两相短路时的保护范围为 8 1 0 2 3 2 1 0 35 6 3 3 1 3 3 2 0 703 4 9 100 4 9 5 0 100 98 15 2 保护 2 限时电流速断保护 电流 段 整定计算 求动作电流 2 同理可以求出最大运行方式下 CD 段线路末端 D 处的三相短路电流 3 max kD I BC 段线路的电抗 设线路采用架空线路 由表 3 1 得 0 0 35 0 35 0 5 0 175 则 3 3 6 3 3 3 433 0 175 1 按与相邻线路保护 3 的 I 段动作电流相配合的原则整定 即 2 3 1 1 1 2 1 1 3 动作时限 应比相邻线路保护 3 的 I 段动作时限高一个时限级差 即 0 5 灵敏系数校验 利用最小运行方式下本线路末端发生两相短路时流过保护的 电流来校验 即 2 1 3 2 2 6 33 0 703 1 05 1 75 3 2 1 3 1 31 1 3 故灵敏度满足要求 3 保护 2 定时限过电流保护 电流 段 整定计算 求动作电流 按躲过本线路可能流过的最大负荷电流来整定 即 2 9 2 1 2 1 0 85 0 5 0 7 动作时限 应比相邻线路保护的最大动作时限高一个时限级差 即 2 3 1 0 灵敏系数校验 作近后备时 利用最小运行方式下本线路末端两相短路时流过保护的电流校 验灵敏系数 即 2 2 1 3 2 2 6 33 0 703 2 8 3 2 0 7 1 54 1 5 近后备灵敏度满足要求 作远后备时 利用最小运行方式下相邻线路末端发生两相短路时流过保护的 电流校验灵敏系数 即 1 2 2 3 2 2 6 33 0 703 2 8 0 175 3 2 0 7 1 22 1 2 远后备灵敏度满足要求 三 三 CDCD 段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验 保护 3CD 段定时限过电流保护正定计算 求动作电流 按躲过本线路可能流过的最大负荷电流来整定 即 3 3 1 2 1 0 85 0 2 0 28 动作时限 线路保护的最大动作时限为 3 0 5 灵敏系数校验 10 利用最小运行方式下本线路末端两相短路时流过保护的电流校验灵敏系数 2 3 3 2 3 6 33 0 703 2 8 0 175 3 2 0 28 1 23 1 2 灵敏度满足要求 第四章第四章 保护接线原理图保护接线原理图 保护原理图构成如下 I 段保护测量元件由 1KA 2KA 组成 电流继电器动作后起动 1KS 发 段 保护动作信导并由出口继电器 1KM 接通 QF 跳间回路 段保护测量元件由 3KA 4KA 组成 电流继电器动作后起动时间继电器 1KT 1KT 经延时起动 2KS 发 段保护动作信号并由出口继电器 1KM 接通 QF 跳 间回路 1KT 延时整定值为电流 段动作时限 I 段保护共同构成主保护 可共用一个出口继电器 段保护测量元件由 5KA 6KA 组成 电流继电器动作后起动时间继电器 2KT 2KT 经延时起动 3KM 发 段保护动作信号并由出口继电器 2KM 接通 QF 跳 闸回路 2KT 延时整定值为电流 段动作时限 段保护为后备保护 为提高 保护动作可靠性可以独立使用一个出口继电器 11 第五章第五章 电流继电器型号的选择电流继电器型号的选择 根据原始资料中过流 速断可靠系数可初步选定设备的型号 第五章第五章 电流继电器型号的选择电流继电器型号的选择 根据原始资料中过流 速断可靠系数可初步选定设备的型号为 DL 型电流继 电器 下面根据具体的动作电流对设备型号做进一步的选择 AB 段电流 段无时限电流速断保护的动作电流换算到电流互感器二次侧为 1 1 2 1 13 800 5 act qb i IkA IA K 故 AB 段电流 段无时限电流速断保护的电流继电器 KA1 KA2 的型号选为 DL 11 AB 段电流 段限时电流速断保护的动作电流换算到电流互感器二次侧为 1 1 1 3 8 800 5 act qb i IkA IA K 故 AB 段电流 段限时电流速断保护的电流继电器 KA3 KA4 的型号选为 DL 12 12 AB 段电流 段定时限过电流保护的动作电流换算到电流互感器二次侧为 1 1 1 13 7 800 5 act op i IkA IA K 故 AB 段电流 段定时限过电流保护的电流继电器 KA5 KA6 的型号选为 DL 12 BC 段电流 段无时限电流速断保护的动作电流换算到电流互感器二次侧为 2 2 1 3 13 500 5 act qb i IkA IA K 故 BC 段电流 段无时限电流速断保护的电流继电器 KA1 KA2 的型号选为 DL 11 BC 段电流 段限时电流速断保护的动作电流换算到电流互感器二次侧为 2 2 1 10 500 5 act qb i IkA IA K 故 BC 段电流 段限时电流速断保护的电流继电器 KA3 KA4 的型号选为 DL 12 BC 段电流 段定时限过电流保护的动作电流换算到电流互感器二次侧为 2 2 0 7 7 500 5 act op i IkA IA K 故 BC 段电流 段定时限过电流保护的电流继电器 KA5 KA6 的型号选为 DL 12 CD 段定时限过电流保护的动作电流换算到电流互感器二次侧为 3 3 0 28 7 200 5 act op i IkA IA K 故 CD 段电流 段定时限过电流保护的电流继电器 KA1 KA2 的型号选为 DL 12 课程设计体会课程设计体会 输电线路继电保护设计主要是为输电线设计了瞬时电流速断保护 限时电流 13 速断保护 定时限过电流保护 设计通过此次设计作业 我掌握了继电保护知 识 其中动作电流 灵敏度等有了更深刻的理解 还有整定原则 进一步巩固 了所学的有关供电知识 通过这次的课程设计 加强了我们的团队意识 给了 我们一起学习和合作的机会 我们组员分工明确 大家互相帮助和探讨 总的 来说 在这次设计过程中 我们受益匪浅 结束语结束语 电流保护主要包括 无限时电流速断保护 限时电流速断保护和定时限过 电流保护 电流速断 限时电流速断 过电流保护都是反映电流升高而动作的 保护装置 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 将电流速断 限时电流速断和过电流保护组合在一起 构成三段式电流保护 通过对各段线路故障点的短路电流计算和线路上各保护装置的动作电流的 整定计算 满足了继电保护的要求 包括无时限电流速断保护 限时电流速断 保护 定时限过电