35Kv电网继电保护设计.doc

26X1=0.225X2=0.55X3=0X4=0.35X5=0.55X6=0X7=0.35X8=1.168X9=0.292X10=1X11=1X12=5.33X13=X14=X15=5.33X16=0.876X17=X18=0.75X19=0.75X20=X21=4X22=2X23=2.665设计题目及资料一、 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。二、 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金中线的继电保护回路展开式原理图（包括设备表）三、 设计题目：电网继电保护设计四、 原始资料：某县有金河和青岭两座电站，装机容量分别为和，各以单回输电线路向城关变电所供电。金河电站还以一回联络线经中心变电所与省电网连接。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6308020333 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Y，dll7.51Y，dll7.50.75Y，dll7.50.75Yn, yno, dllX*1=0.55X*2=0X*3=0.35输电线路：名称导线型号长度（）电抗标么值有名值（）金中线金城线青城线最大运行方式：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。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。五、 设计内容：、 短路电流计算；、 电网继电保护配置设计；、 输电线路断电保护回路设计。设计说明书一、 点短路电流计算由于短路电流计算是进行电网继电保护配置设计的基础，加上时间的关系，指导老师只要求每个小组计算一个短路点。本小组计算第五个短路点。（一） 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：排除城关变电所，合并整理其它电抗值得：整理合并得：X25=3.918X26=1.833整理合并得：X27=0.275X28=0.175合并、星三角等值转换：X29=0.5 X30=7.583X31=3.547等值电抗转换：X32=0.712X33=10.791X34=5.047计算得出的最大短路电流分别为：IS7.731 所得数据请Iq=0.541查看计算书Ij=1.115第页（二） 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。、 两相短路电流正序电抗化简：最小运行方式下转换的电抗标么值：X1=0.35X2=0.55X3=0X4=0.35X5=0.55X6=0X7=0.35X8=1.168X9=0.292X10=1X12=5.33X16=0.876X19=0.75X20= 4合并青中线、金中线、中变电抗：X21=0.275X22=0.175X23=5.918X24=6.33整理、合并得：X25=0.625X26=8.178X27=8.751整理、合并得：X28=0.825X29=10.805X30=11.562、两相短路电流负序电抗化简：最小运行方式下转换的负序电抗标么值：X1=0.35X2=0.55X3=0X4=0.35X5=0.55X6=0X7=0.35X8=1.168X9=0.292X10=1X12=5.33X16=0.876X19=0.75X20= 4整理、合并得：X21=0.275X22=0.175X23=5.918X24=6.33整理、合并得：X25=0.625X26=3.568整理、合并得：X27=4.736X28=0.552整理、合并得：X29=Xf=0.727、合并附加电抗，得出电抗图：整理、合并得出：X31=0.826X32=10.804X33=11.562计算得出的最大短路电流分别为：IS5.733 所得数据请Iq=0.433 查看计算书Ij=0.452 第页二、继电保护整定（一） 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）：（二） 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（三） 利用三段式电流（电压）保护，其整定数据见计算书。（四） 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）（）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。（）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。（五） 继电保护配置成果表（计算过程见计算书） 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=0.733top50sIop5=0.395top50.5sIop50.367top52s6Iop60.158top61sIop6=0.176top63s计算书一、短路计算(以下电流值的单位为：；电压值的单位为：。)由于短路电流计算是进行电网继电保护配置设计的基础，加上时间的关系，指导老师只要求每个小组计算一个短路点。本小组计算第五个短路点。（三） 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。最后化简所得的电抗为：X32=0.712；X33=10.791；X34=5.047解：根据题意解得三相短路电流系统：I*j= 1/X*j = 1/0.712 =1.406I(3)s.max=IjI*j =7.731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 IS7.731Iq=0.541Ij=1.115（四） 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。化简电抗图，得出两相正负序电抗图后，合并得出：X31=0.826；X32=10.804；X33=11.562解：根据题意解得三相短路电流系统：I*j= 1/X*j = 1/1.661 =0.602Is=IjI*j =3.310I(3)s.min= 1.73Is5.733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(3)j.min=1.73I ” = 0.452 IS5.733 Iq=0.433Ij=0.452二、继电保护整定(以下电流值的单位为：；电压值的单位为：。)(一) 根据下图对各保护进行整定：分别对单侧电源进行保护的整定：、对下面单侧电源进行保护整定：、 对保护进行整定计算：解：根据题意所得：(1) 保护的段：Xs.max=0.866( Es/I(2)d3.min ) = 23.81Xs.min= Es/I(3)d3.max = 16.5Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 20.155Iop5=Krel I(3)d4.max=0.9204检验：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop5Xs.max) =9.280.15L 故满足要求；(2) 保护的段：Ksen= I(2)d4.min/ Iop51.3 (满足要求)故：Iop5= I(2)d4.min/ Ksen0.395 Iop5=0.395 top5top5+t0.5s top50.5s(3) 保护的段：Iop5KrelKss IL.max /Kre=0.367 Iop50.367灵敏度校验：近后备：Ksen = I(2)d4.min/ Iop51.4 1.3远后备：Ksen = I(2)d8.min/ Iop56.3 1.2满足要求top5top5+t2s top52s、 护进行整定计算：解：根据题意所得：(1) 保护的段：Iop3=Krel I(3)d3.max=1.554Xs.max=0.866( Es/I(2)d2.min ) = 19.723Xs.min= Es/I(3)d2.max = 12.777Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 16.75检验：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop3Xs.max) =19.5460.15L故不满足要求；采用瞬时电流电压联锁速断保护整定计算：Lmain = 0.75L = 7.5 km电流元件的动作电流：Iop3= Es/( Xs.main+ X1 Lmain)=0.940低电压元件的动作电压：Uop3=1.73Iop3 X1 Lmain=4.884最小运行方式时的保护区：Lmin = (0.866EsXs.min Iop3)/ X1 Iop3=30.78故不满足要求,所以不设段；(2) 保护的段：Iop3Kph Iop5=0.8063检验：Ksen= I(2)d3.min/ Iop3=0.8181.5故满足要求；top3top5+t1s top31s(3) 保护的段：IopKrelKss IL.max /Kre=0.298 Iop0.298灵敏度校验：近后备：Ksen = I(2)d3.min/ Iop32.607 1.5远后备：Ksen = I(2)d4.min/ Iop31.725 1.5满足要求top3top5+t2.5s top32.5s、 对保护进行整定计算：(1) 保护的段：Iop1=Krel I(3)d2.max=1.128 Iop1=1.128Xs.max=0.866( Es/I(2)d1.min ) = 8.605Xs.min= Es/I(3)d1.max = 6.845Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 7.725检验：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop1Xs.max) =19.40.15L故满足要求；(2) 保护的段：Kfz.min=( Id3.min xt+ Id3.min jh )/ Id3.min xt = 1.28Iop1Kph Iop3/ Kfz.min =0.373 Iop10.373检验：Ksen= I(2)d2.min/ Iop1=3.841.5故满足要求；top1top3+t0.5s top10.5s (3) 保护的段：IopKrelKss IL.max /Kre=0.298 Iop10.298灵敏度校验：近后备：Ksen = I(2)d2.min/ Iop14.812 1.5远后备：Ksen = I(2)d3.min/ Iop12.033 1.5满足要求top1top3+t3s top13sB、对下面单侧电源进行保护整定：、对保护进行整定计算：解：根据题意所得：Xs.max=0.866( Es/I(2)d3.min ) = 43.28Xs.min= Es/I(3)d3.max = 19.44Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 31.36(1) 保护的段：Iop2=Krel I(3)d1.max=0.7728 检验：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop2Xs.max) =48.271.3故不满足要求；采用瞬时电流电压联锁速断保护整定计算：Lmain = 0.75L = 30 km电流元件的动作电流：Iop2= Es/( Xs.main+ X1 Lmain)=0.493 低电压元件的动作电压：Uop2=1.73Iop2 X1 Lmain=10.1 最小运行方式时的保护区：Lmin = (0.866EsXs.max Iop2)/ X1 Iop5=15.063kmLmin0.15L 故不满足要求,所以不设段；(2) 保护的段：Ksen= I(2)d1.min/ Iop21.3 (满足要求)故：Iop2= I(2)d1.min/ Ksen0.249 Iop2=0.249 top2top2+t0.5s top20.5s(3) 保护的段：Iop2KrelKss IL.max /Kre=0.298 灵敏度校验：近后备：(取本线路末端)Ksen = I(2)d1.min/ Iop21.08 1.3满足要求top5top5+t2s top52s、对保护进行整定计算：解：根据题意所得：Xs.max=0.866( Es/I(2)d3.min ) = 79.741Xs.min= Es/I(3)d3.max = 53.54Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 66.641(1) 保护的段：Iop4=Krel I(3)d2.max=0.4512 检验：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop4Xs.max) =24.89350%L故满足要求；最小运行方式时的保护区：Lmin = (0.866EsXs.mas Iop4)/ X1 Iop2=48.618km故不满足要求,所以不设段；(2) 保护的段：Kfz.min=( Id2.min xt+ Id2.min jh )/ Id2.min xt = 1.913Iop4Kph Iop.xl/ Kfz.min =0.494 检验：Ksen= I(2)d2.min/ Iop4=0.7921.3故满足要求；top4top2+t0.5s top40.5s(3) 保护的段：Iop4KrelKss IL.max /Kre=0.298 灵敏度校验：近后备：Ksen = I(2)d2.min/ Iop40.7561.3远后备：Ksen = I(2)d1.min/ Iop40.5691.3远后备：Ksen =