继电保护课程设计-对线路进行三段电流保护的设计可让不同的学生做1、2、3、4、5、8、9处一至二处保护设计.doc

电力系统继电保护课程设计报告电力系统继电保护课程设计指导教师评语报告（30）总成绩修改（40）平时（30）专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院2012 年 7月 7日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：kV,km, km, km,km,km,线路阻抗0.4/km, , , kA, kA, kA, , 图1.1 电力系统网络试对线路进行三段电流保护的设计。可让不同的学生做1、2、3、4、5、8、9处一至二处保护设计。1.2 要完成的内容本文要完成的内容是对线路的电流保护原理和计算原则的简述，并对线路各参数进行分析及对保护3和保护5进行电流保护的具体整定计算并注意有关细节。电流保护是对于反应于短路电流幅值增大而动作的电流保护。2 分析课题内容2.1 规程(1) 110kV的线路的下列故障，应装设相应的保护设置： 相间短路 单相接地短路 过负荷(2) 110kV的线路后备保护配置宜采用远后备方式。(3) 接地短路，应装设相应的保护装置，并应符合下列规定： 宜装设带方向或不带方向的阶段式保护 对零序电流保护不能满足的线路，可装设接地距离保护，并应装设一段或二段零序电流保护做后备保护。2.2 本设计保护配置主保护：相间横联电流速断保护和限时电流速断保护不满足保护条件。所以本题目装设相间距离保护做主保护。接于和电流的过电流保护或相电流保护应做后备保护。3 短路电流的计算3.1 等效短路的建立图3.1 简单电网等值电路图3.2 短路时阻抗的计算各个阻抗的计算：,系统最小运行方式对应的等值阻抗最大，则只有一台发电机运行，相应地有：系统最大运行方式对应的等值阻抗最小，则有两台发电机运行 ，相应的有：:4 保护配合与整定计算4.1 主保护整定计算公式及校验原则电流保护的段保护： (4.1) 电流保护的段保护： (4.2) 电流保护的段保护： (4.3) 4.2 保护3的整定计算4.2.1 整定保护3的段保护(1) 动作电流 动作电流()大于在最大运行方式下母线上三相短路的最大短路电流，由公式(4.1)计算式为(kA)(kA)(2) 动作时间 第段实际动作时间为保护装置本身的固有时间。 =(0)s(3) 长度校验 按在最小运行方式下两相短路进行校验，电流速断保护的最小保护范围长度要求大于被保护线路全长的15%至20%。计算式最小保护范围为(km)综上：保护3处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。4.2.2 整定保护3的段保护(1) 动作电流 限时电流保护的保护范围不超过下级线路速断保护的范围，保护3的段整定需与保护2的段整定值配合，由公式(4.2)得计算式为：(kA)(kA)故(kA)(2) 动作时间 动作时限比下级线路的速断保护高出一个时间阶梯。 =1.5(s)(3) 灵敏度校验 保护线路末端最小两相短路电流与动作电流的比值，计算式为(kA)所以3处保护的灵敏系数为 不满足1.2的要求，此处应加装距离保护与电流速断保护共同构成主保护。4.2.3 整定保护3的后备保护(1) 动作电流 启动电流()按照躲开最大负荷电流来整定，当电流的幅值超过最大负荷电流值时启动。由公式(4.3)得计算式为(kA)(2) 动作时间 动作时间比下级线路的过电流保护高出一个时间阶梯 。 =2(s)(3) 灵敏度校验 当保护3作为近后备保护时，按最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流进行校验。计算式为(kA) 当保护3作为远后备保护时，按最小运行方式下相邻线路末端两相短路时的短路电流进行校验。计算式为(kA)由计算得知3的段保护满足近后备和远后备保护灵敏度的要求。4.3 保护5的整定计算4.3.1 整定保护5的段保护(1) 动作电流 动作电流()大于在最大运行方式下母线上三相短路的最大短路电流，由公式(4.1)计算式为(kA)(kA)(2) 动作时间 第段实际动作时间为保护装置本身的固有时间。 =0(s)(3) 长度校验 流过保护5的电流为：(kA)远小于躲过保护4处母线三相短路求得的整定值，所以，保护5不必安装方向元件仅靠定值就能保证反向故障不误动作。4.3.2 整定保护5的段保护(1) 动作时间()图4.1 G1与G3构成双端网络 当II段与配合时，为双端网络，如图3所示，此时需要加装方向保护元件，这样可以判断如图所示短路情况。当BF段发生短路时，保护8的方向为线路流向母线，所以保护8闭锁，保护5和保护4开放。这样，就可以让保护4动作，切断短路电流，而不至于扩大短路范围。 当II段与保护3配合时，限时电流保护的保护范围不超过下级线路速断保护的范围，此时需考虑分支系数。计算式为(kA)(2) 动作时间 动作时限比下级线路的速断保护高出一个时间阶梯。 =2(s)(3) 灵敏度校验 保护线路末端最小两相短路电流与动作电流的比值，计算式为(kA) 满足要求。4.3.3整定保护5过电流保护(1) 动作电流 启动电流按照躲开最大负荷电流来整定，当电流的幅值超过最大负荷电流值时启动。计算式为(kA)(2) 动作时间 动作时间比下级线路的过电流保护高出一个时间阶梯 。 2.5(s)(3) 灵敏度校验 当保护5作为近后备保护时，按最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流进行校验。由公式(4.3)计算式为满足要求。 当保护5作为远后备保护时，按最小运行方式下相邻线路末端两相短路时的短路电流进行校验。由公式(4.3)计算式为满足要求。5 互感器的选择 保护用电流互感器，就是将线路上的电流变为一定大小的电流，给继电器等保护装置供电。当线路上发生短路或其它故障，使线路上电流剧增时，通过电流互感器供给继电器等保护装置的电流也剧增，使继电保护装置动作，切断故障线路。6 原理接线图图4 三段式电流保护的原理接线图7 保护评价本设计中采用了三段电流保护作为主保护保护3：由于保护3的II不满足要求，主保护为电流速断保护和距离保护。保护5：由于保护5的II段要考虑两种情况，所以保护9、8、4应该加装功率方向保护，因此主保护是电流速断保护和功率方向保护，后备保护是过电流保护。参考文献1张保会,尹项根.电力系统继电保护原理M.武汉:中国电力出版社, 2009:56-59.2王广延,吕继韶.电力系统继电保护原理与运行分析M.中国电力出版社,1998:34-38.3杨正理,黄其新,王士政.电力系统继电保护原理与应用M.机械工业出版社,2010:60-77.4刘学军.电力系统继电保护M.机械工业出版社, 2011:5-26.5 张宝会,尹项根主编电力系统继电保护M.北京:中国电力出社, 1996