输电线路方向电流保护设计.

1、辽宁工业大学电力系统继电保护课程设计（论文）题目：输电线路方向电流保护设计（5）院（系）：专业班级：学 号：学生姓名：指导教师： （签字）起止时间：2012.12.31 2013.01.11课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气工程及其自动化学生姓名专业班级输电线路方向电流保护设计（5）课程设 计（论 文）题目系统接线图如图:G7LLC课程设计论文任务课程设计的内容及技术参数参见下表设计技术参数E =115/ 3kV,XGi =2OJXg2 =12XG3 =12L1=L2=60km,L3=50km,LB-C=40km, LC-D=50k m, LD-E=20km线路阻抗

2、0.4 门 /km,K；ei =1.2, K订二 K .15, 最大负荷电流IB-C.Lmax=360A, IC-D. Lmax=210A,ID-E 丄 max=110A,电动机自启动系数Kss=1.5，电流 继电器返回系数Kre=0.85。最大运 行方式：三台发电机及线路L1、L2、 L3同时投入运行；最小运行方式： G2 L2退出运行。系统接线图工作量1. 等值电抗计算、短路电流计算。2. 整定保护4、5的电流速断保护定 值，并尽可能在一端加装方向元件。3. 确定保护5、7、9限时电流速断 保护的电流定值，并校验灵敏度。4. 确定保护4、5、6、7、& 9过电 流保护的时间定值，并说明何处

3、需要 安装方向元件。5. 绘制方向过电流保护的原理接线 图。并分析动作过程。&采用MATLAB!立系统模型进行仿 真分析。续表进度计划并 电 护 并 的 保 瓦 抑 流E15%32满足灵敏度要求，所以合格 保护5的灵敏度校验：I1 min 5Ksen5l3x1l min 5X1l 3X1l min-3Es2IxmaxOP53 115 方-16=7.09 Q2 2.49x* 3 = X op5 = X L3 = 20 QKsen=7.09 100%=35.45%15%X320满足灵敏度要求，所以合格。2.1.3动作时间的整定因为无时限电流速断保护不必外加延时元件即可保证保护的选择性，所以电流保护

4、第I段的动作时间为0,即t op4=top5=0。2.2保护5、7、9方向电流H段整定计算无时限电流速断保护在任何情况下只能切除本线路上的故障，外部短路故障应依靠另外一种电流保护，即带时限的电流速断保护对于此种保护的动作电流整定为。保护5 U段与保护3配合/KI0P5 一 rel 丄OP / blJP3= IB-C. Lmax=360AKb:分支系数=流过故障线电流/流过保护线电流。心=1+也=1+EsEs=1.42I ABXg1+Xl1/ Xg3*Xl3I OP = K月IOP3 /Kb =1.15 x 360 /1.42=291.54AIKA三ES匹 3 kA=1796.875A2XG3+

5、 XL3212+ 20Ksen=- =1796.875 =6.161.4所以满足灵敏度要求IOP5291.54与相邻保护3U段配合Kb=1 + -=1 + EsEs=1.42I ABX G1 + X L1 / X G 3 + X L3nens2)2/(X KiHOP5I= IC-D .L max=210A分支系数=流过故障线电流/流过保护线电流，且两电流相等。T* pIo所以：Kb4=1心汁亜/ Kb4 = 1.15 210/1=264.5AKsenp oKrPloL/ Kb=1.1264.5/1.42=214.21A(2)KB _=1796.875214.21=8.381.4此结果满足灵敏度

6、要求OR2IPIoIL = IL +3-Hops=t Lt =1S保护7,9与保护5相同。2.3方向电流山段动作时间整定计算及方向元件的安装为保证选择性，则必须加延时元件，且应按照阶梯形原则整定，即两相邻线路的 电流川动作时间相差一个 t。上一线路与动作时间长的下一段线路相配合；末级不 装延时元件；越靠近电源，延时越长。t【=0s （线路末端），t= t2J；t=2Att5珂7二珂=t3亠迸=1.5s，t-t-t-0s （无下一级，相当于末级）若Kbc : t爲 top4 ， K AB : top5 t4 t6 = =0s为简化保护接线和提高保护的可靠性，电流保护每相的第I、 U、川段可共用一

7、个方向元件。电流保护第川段的动作时间较小者而可能失去选择性时加方向元件，动作时间相同者可能失去选择性时均加方向元件。所以，保护4,6,8加方向元件。第3章 方向电流保护原理图的绘制3.1保护原理图根据系统接线图，绘制方向电流保护原理图，如图3.1所示A图3.1方向电流保护原理图3.2动作过程分析电流继电器和功率继电器才用按相启动方式， 当两者都满足时线路才能接通。当 系统发生短路时，有本线路所在保护的I段切故障。 当I断拒动或故障时，电流继电 器经过延时继电器，延时元件则用于判别是否本线路发生了故障而主保护据动和判别 是否相邻元件发生了故障而相邻元件保护或断路器据动，若出现上述举动情况，则延时

8、元件会有输出，使本线断路器跳闸。振荡元件和电压互感器二次断线闭锁元件， 分 别在系统振荡和电压互感器二次断线时有输出， 经非门闭锁保护，可防止保护误动作。 发生故障时相应段的保护动作，信号元件动作输出保护动作的报警信号。整套保护也可用距离保护中第川段的测量元件 Z兼做启动元件，保护中第I、 U段的测量元件z1、z整定值可由一个阻抗元件用接点进行切换实现，若测量元件 z1、Z和Z 无方向性，则需加方向判别元件。整套保护中每相均有启动元件，可 以增加保护的可靠性。第4章MATLAB仿真分析按系统接线图在MATLAB软件中建立仿真模型，根据给定的参数对各电气元件 设定，系统在MATLAB软件中的仿真

9、图如图4.1所示。将给定的信号输入仿真系统, 将各个环节的端口按框图连接起来，根据线路三段式保护的原理以及各段保护之间的配合模拟各段保护的动作情况。图4.1 MATLAB建模仿真图正常运行状态时线路电压电流波形如图4.2所示线路发生相间两相短路故障时的故障相电流波形如图4.3所示。线路两相短路故障时的电流波形图反映了系统发生两短路故障故障相的电流变化情况。仿真结果表 明，所建立的保护模型具有实时性和正确性，符合计算结论。图4.3故障相电流波形第5章课程设计总结随着电力系统规模的不断扩大， 对电力系统安全性、可靠性、高效性运行的要求 越来越高，继电保护应运而生，本文对继电保护各项参数进行了计算， 以及安装了方 向保护兀件实现方向保护。本次设计题目为输电线路方向电流保护设计，通过对保护段的I段动作电流的整定、灵敏度的校验、动作时间的整定、方向电流u段的整定计算和方向 电流川段动作时间整定计算，绘制方向电流保护原理图，并对动作过程进行分 析。根据系统接线图建立 MATLAB系统仿真模型，按给定参数对电气设备的参 数进行设定，对仿真结果分析，本次设计符合要求。参考文献1 陈堂等编著 配电系统及其自动化技术中国电力出版社2004.82 赵晶 主编Prote199高级应用人民邮电出版社，2000: 18-253 何仰赞等 编著 电力系统分析武汉：华中理科技学出版社，2002.34 于海生编著