电气继电保护课程设计.doc

目录第一章 设计资料及题目1.1 课程设计目的和要求 31.2 课程设计内容31.3 设计题目31.4 原始资料31.5 设计内容5第二章 短路电流计算2.1 各元件电抗标幺值计算62.2三相短路电流计算62.3两相短路电流计算10第三章 继电保护整定3.1总电路转换图及变换成单侧电源简化图：143.2各个短路点的最大短路电流和最小短路电流数据表153.3方向元件的设置163.4继电保护配置成果17参考文献17第一章 设计资料及题目1.1 课程设计目的和要求（一） 课程设计的目的、 在巩固水电站继电保护课程所学理论知识的基础上，锻炼学生运用所学知识分析和解决生产实际问题的能力。、 通过对国家计委、水电部等机关颁布的有关技术规程、规范和标准学习和执行，建立正确的设计思想，理解我国现行的技术经济政策。、 初步掌握继电保护设计的内容、步骤和方法。、 提高计算、制图和编写技术文件的技能。（二） 对课程设计的要求、 理论联系实际 对书本理论知识的运用和对规程、规范的执行必须考虑到任务书所规定的实际情况，切忌机械地搬套。、 独立思考 在课程设计过程中，既要尽可能参考有关资料和主动争取教师的指导，也可以在同学之间展开讨论，但必须坚持独立思考，独自完成设计成果。、 认真细致 在课程设计中应养成认真细致的工作作风，克服马虎潦草不负责的弊病，为今后的工作岗位上担当建设任务打好基础。、 按照任务规定的内容和进度完成。1.2 课程设计内容本课程设计的内容包括：短路电流计算、电网继电保护配置设计和输电线路继电保护设计三部分。短路电流计算为保护配置设计提供必要的基础数据。电网继电保护配置部分要对三条35KV输电线路所配置的继电保护装置推荐出最合理的方案。输电线路继电保护回路设计部分在已有控制和测量回路的条件下设计出装设在金河电站的35KV金中线的继电保护回路展开式原理图（包括设备表）。1.3 设计题目：35KV电网继电保护设计1.4 原始资料：某县有金河和青岭两座电站，装机容量分别为12MW和8MW，各以单回35KV输电线路向城关变电所供电。金河电站还以一回35KV联络线经110KV中心变电所与省电网连接。35KV电网的结线示意如下：主要参数见下表：发电机：额定容量额定电压功率因数暂态电抗标么电抗30006308025.3334000 6308024主变压器：额定容量额定电压接线组别短路电压标么电抗7500Y，dll7.5110000Y，dll7.50.7540000Y，dll7.50.7520000Yn, yno, dll X*1=0.55X*2=0 X*3=0.35输电线路：名称导线型号长度（）电抗标么值有名值（）金中线1.16816金城线0.2924青城线0.87612最大运行方式：两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所在地110KV母线上的系统等值标么电抗为0.225。城关变电所总负荷为240（35KV侧），由金河电站供给110A、青岭电站供给130A。剩余的110经中心变电所送入系统。最小运行方式：两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所110KV母线上的系统等值标么电抗为0.35城关变电所总负荷为105A（35KV侧），由金河电站供给40A、青岭电站供给65A。剩余的15A经中心变电所送入系统。1.5 设计内容：1、短路电流计算； 2、35KV电网继电保护配置设计；3、35KV输电线路断电保护回路设计。第二章 短路电流计算2.1 各元件电抗标幺值计算发电机标幺值：额定容量SekW额定电压UeKV功率因数暂态电抗标么电抗300063080253334000 6308024额定容量额定电压接线组别短路电压标么电抗7500Y/dll7.5110000Y/dll7.50.7540000Y/dll7.50.7520000Yn, yno, dll X*1=0.55X*2=0 X*3=0.35名称导线型号长度（km）电抗标么值有名值（）金中线401.16816金城线100.2924青城线300.876122.2三相短路电流计算：最大运行方式：两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所在地110kV母线上的系统等值标么电抗为0.225。城关变电所总负荷为240A（35KV侧），由金河电站供给110A、青岭电站供给130A。剩余的110A经中心变电所送入系统。选取D4为短路点，进行短路计算。根据题意转换出电抗标么值：X1=0.225 X2=0.55 X3=0 X4=0.35 X5=0.55 X6=0 X7=0.35 X8=1.168X9=0.292 X10=1 X11=1 X12=5.33 X13=X14=X15=5.33 X16=0.876X17=X18=0.75 X19=0.75 X20=X21=4排除城关变电所，合并整理其它电抗值得：X22=2 X23=2.665整理合并得：X26=1.833 X25=3.918排除城市中心变电站，整理合并得：等值电抗转换：X27=1.668解：根据题意解得三相短路电流系统：I*j= 1/X*j = 1/1.668 =0.600I(3)s.max=IjI*j =3.309青岭：X*js= X*jSe/Sj = 1.079 查表得：I*e=0.98 I(3)q.max=I ” = I*eSe/1.73Up =0.541金河：X*js= X*jSe/Sj = 0.757 查表得：I*e=1.353 I(3)j.max=I ” = I*eSe/1.73Up =1.115综上，计算得出的最大短路电流分别为：IS3.309 Iq=0.541Ij=1.1152.3两相短路电流计算：最小运行方式：两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所母线上的系统等值标么电抗为城关变电所总负荷为（侧），由金河电站供给、青岭电站供给。剩余的经中心变电所送入系统。根据题意转换出电抗标么值：1、 两相短路电流正序阻抗化简如下图：2、 根据题意转换出电抗标么值：X1=0.225 X2=0.55 X3=0 X4=0.35 X5=0.55 X6=0 X7=0.35 X8=1.168X9=0.292 X10=1 X11=1 X12=5.33 X13=X14=X15=5.33 X16=0.876X17=X18=0.75 X19=0.75 X20=X21=4排除城关变电所，整理合并得:X22=2 X23=2.6653、 整理合并得： X25=3.918 X26=1.833排除城市中心变电站，整理合并得：等值电抗转换： X27=1.668 4、两相短路电流负序电抗化简：X1=0.225 X2=0.55 X3=0 X4=0.35 X5=0.55 X6=0 X7=0.35 X8=1.168X9=0.292 X10=1 X11=1 X12=5.33 X13=X14=X15=5.33 X16=0.876X17=X18=0.75 X19=0.75 X20=X21=4整理、合并得：X21=0.275 X22=0.175 X23=5.918 X24=6.33整理、合并得：去掉城市中心变电站，化简得： X25=0.625 X26=3.568 X27=1.193 整理、合并，最后化简得： 5、合并附加电抗，得出电抗图X28=1.668 X29=3.917 X30=1.833解：根据题意解得两相路电流：系统：I*j= 1/X*j = 1/1.668 =0.6Is=IjI*j =3.309 I(3)s.min= 1.73Is5.725青岭：X*js= X*jSe/Sj = 1.163 查表得：I*e=0.911 I ” = I*eSe/1.73Up =0.25 I(3)q.min=1.73I ” = 0.433金河：X*js= X*jSe/Sj = 0.815 查表得：I*e=1.265 I ” = I*eSe/1.73Up =0.261 I(2)j.min=1.73I ” = 0.452 计算得出的最大短路电流分别为：IS5.733 Iq=0.433Ij=0.452 第三章 继电保护整定3.1总电路转换图及变换成单侧电源简化图：总电路转换图：（图一）单侧电源简化图：（图二）：（图三）：3.2各个短路点的最大短路电流和最小短路电流数据表：短路点Up(kv)回路名称I(3)d.max(KA)I(3)d.mim(KA)D137系统3.1212.15金河0.4330.155青岭0.2110.169D237系统0.9400.735金河0.7320.203青岭0.3760.225D310.5系统0.7010.608金河0.5940.171青岭0.3990.232D410.5系统0.4000.398金河0.3670.116青岭0.4890.268D510.5系统7.7315.733金河1.1150.452青岭0.5410.433D66.3系统2.5852.477金河3.7991.365青岭1.1360.788D710.5系统1.7321.665金河1.5490.483青岭1.0430.656D86.3系统1.7191.777金河1.6230.534青岭3.5431.799注：具体计算方法与D4短路计算相似，故在此处省去具体计算步骤!3.3方向元件的设置：整定原则：、 根据方向元件安装原则二（对在同一母线上的定时限过电流保护，按动作时限考虑，时限短的安装方向元件，而长的不用装，若相等则均装）判断，保护和的时限为秒，保护和的时限为2.5秒，所以，保护和均应安装方向元件。、 根据方向元件安装原则一（对瞬时过电流速断保护，当反方向电流大于保护的动作值时，该保护需加装方向元件）(1) 对于保护，当点短路时：Idj1+Idq1=0.433+0.211=0.644(KA) Iop1=1.128(KA)所以不需要安装方向元件。(2) 对于保护，当点短路时：Idj0.376(KA) Iop4=0.144(KA)所以需要安装方向元件。(4) 对于保护6，当4点短路时：Idx4+Idj4=0.4+0.367=0.767(KA) Iop6 =0.158 (KA)所以需要安装方向元件。3.4继电保护配置成果表型式主 保 护后 备 保 护保护段段段瞬时电流联锁限时电流速断保护定时限过电流保护1Iop1=1.128top10sIop10.373top10.5sIop10.298top13s2Iop2=0.249top20.5sIop20.149top52s3Iop30.4345top31sIop0.298top32.5s4Iop40.144top40.5sIop40.1488top32.5s5Iop5=0.7