110KV单电源环形网络继电保护设计

1、精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载110KV单电源环形网络继电保护设 计河南科技大学课程设计说明书课程名称 继电保护课程设计 题 目 110KV单电源环形网络 继电保护课程设计-2、4、6保护 学 院 农业工程学院 班 级 学生姓名指导教师邱兆美日期农业工程学院课程设计说明书 课程设计任务书课程设计名称继电保护课程设计学生姓名 专业班级 农电111班设计题目 110KV单电源环形网络继电保护设计2、4、6保护一、课程设计目的 专业课程设计，一方面使学生获得综合运用学过的知识进行电力变 电所、牵引变电所各主要元件的保护设 计及整定和保护设备的选型的基本能精选公文范文，

2、管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 1 精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载力，另一方面能巩固与扩大学生的电气 综合设计知识，为毕业设计做准备，为 后续课程的学习及今后从事科学研究、 工程技术工作打下较坚实的基础。学生 通过专业课程设计，应在下述各方面得 到锻炼：1.掌握继电保护保护方案的确定原则，整定计算的一般步骤，了 解系统运行方式的确定，保护整定系数 的分析与应用，前后级整定配合的基本 原则；2.掌握保护、控制、测量、信号回路阅读和设计基本方法；3.学习相关保护设备的选择和一般的维护。二、设计内容和要求 1.短路计算。 必须说明系统运行方式、短路点

3、与短路 类型的决定原则或依据。 2.保护 方式的选择及整定计算。要求说明选用 保护方式的原则，各保护的整定计算条 件，并用表格列出整定计算结果。3.绘制保护原理接线图。要求绘制单线 原理接线图及某一元件保护原理展开 图。 4.对保护的评价。要求从选 择性、灵敏性和速动性、可靠性四个方 精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 2 面来评价所采用保护的质量。 5.编 写设计说明书。不少于2000字的说明书。 三、设计任务和要求1.原始数据 ？ 线路AB、BC、CA的最大负荷电流分别 为220A、130A、220A,负荷 的自 起动系数Kss?;?网络中各线路采用带方向或不带

4、方向的电流电压保护， 变压器采用纵联差动保护作为主保护，变压器为Y, d11接线； ？发 电厂的最大发电容量为3X50MW,最小 发电容量为2X50MW（发变组停运）;农业工程学院课程设计说明 书？各变电所引出线上的后备保护动作时间如图示，后备保护的时 限级差=;?线路的电抗每公里均为Q; ?电压互感器的变比 nTV?110/, AB、AC线路电流互感器变 比 nTA?300/5,其它参数如图所示。2X 20MW2X 40MA3X 50MWcos4） = 60MM20MVA 2.设计要求 ？确定 保护2、4、6的保护方式，以及它们的 Iop、Uop、Ksen 和 top； ?绘制保护 4 精选

5、公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 3 精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载的接线图及网络单线图；？对本网络所 采用的保护进行评价。 四、时间进度安 排 1.明确任务和文献查找：1天 2.短路计算：2天 3.保护方式选 择及整定计算：2天 4.绘制保护原 理接线图：2天5.编写说明书：2天 6.准备答辩及答辩：1天五、主要农业工程学院课程 设计说明书目 录第 一 章绪论 1 § 设 计 的 意义1献计的目的1第二章设计内容3§计算 网 络各参数3§运行方式的选定原则4§ 短 路 电 流 计算5§

6、计算BC线路其最大运行方式短路电流5计算BC线路其最小运行方式短路电流7微路保护配置的一般原则 10 § 110KV线路继电保护和自动装置的配置10§（呆护装置的配置10§自动装置配置11§距 离 保 护 整 定 计AC 线 路 6QF 的 整定12§ BC线路4QF的整定14 AB线路2QF的整定15 §保护4的继电保护接线第三章保护评价 20 第 四 章 设计心得22农业工程学院课程设计说明书指供电系统中的发电机，变压器，并联线路部分投入的 运行方式。系统在最小运行方式工作的时候，等值阻抗最大，短路电流最小， 发电机容量最小。其计

7、算如下：最大运行方式下的最小电源阻抗为： ZS?min =/ = /=最小运行方式下的最 大电源阻抗为：ZS?max = /2+/2 = 海路电流计算 计算最大短路电流， 并计算各段路点的短路电流Ik。 为 计算动作电流，应该计算最大运行方式 下的三相短路电流，为检验灵敏度要计 算最小运行方式下的两相短路电流。而 对于短路点的选择一般选择在高、低压 母线上和电气设备接线处。为计算2QF、 4QF、6QF的整定值，根据如上系统图 可知，最大运行方式要求1QF断开，等 值阻抗图如图。图最大运行方式下三相短路等值阻抗图t序农书序计算BC线路其最大运行方式短路电流 CA线路断开，C端发生短路故障，压

8、网图如下所示5业工程学院课程设计说明 正序负序号正序阻抗 Z1?*=?=Z2?*3精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 7 =精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载=零序阻抗？*?|?32故障点C:三相Ik11? X1? 化为有名值 Ik 两相 Ik?150?1?3?X1?2化为有名值Ik 单相Ik?150?3? ?2? 化为有名值Ik两相接地：？150?6农业工程学院课程设计说明书k?3? ?.521? 化为有名值：Ik ? §计算BC线路其 最小运行方式短路电流各序网络图如下所示 正序 X1? 零序 转化为星形图化简如下：X0?|

9、?正序阻抗：Z1?*=Z2?*=2 7农业工程学院课程设计说明书零序阻抗： ？*?(?)|(?)?22 故障点 C短路电流计算如下：三相Ik1?X1?150?1?3?X1?2有名值Ik 两相Ik? 有名值Ik?150? 3?2? 单相 Ik?有名值 Ik?150?两相接地精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 9 Ik?13?2=有名值：Ik? 同理得K2、K3、K4各个 短路点短路电流为： 短路电流短路点K1 K2 K3 K4最大运行方式最小运行方式农业工程学院课程设计说明书表短路电流值 9农业工程学院课程设计说明书§ 线路保护配置的一般原则考虑经济的优越性

10、：可以尝试配三段式电流保护，同时于系统 是环网运行，相当于双电源运行一定要 加方向元件。在110KV等级电力网络 中，三段式电流保护可能在系统最小运 行方式下没有保护范围，如果系统在最 小运行方式下运行的几率不大的情况 下，而且资金不够的情况下可以尝试三 段式电流保护，基本可以保证系统正常 运行。 对于110KV及以上的电 压电网的线路继电保护一般都采用近后 备原则。当故障元件的一套继电保护装 精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 8 置拒动时，相互独立的另一套继电保护 装置动作切除故障。而当断路器拒绝动 作时，启动断路器失灵保护，断开与故 障元件相连的所有联接电源的

11、断路器。 对瞬时动作的保护或瞬时段保护，其整 定值应保证在被保护元件发生外部故障 时，继保装置可靠且不动作，但单元或 线路变压器组的情冰况除外。 110KV线路保护应按加强主保护、简化 后备保护的基本原则配置和整定。其中 两套全线速动保护的交流电流、电压回 路和直流电源彼此独立；每一套全线速 动保护对全线路内发生的各种类型故 障，均能快速动作切除故障；两套全线 速动保护应具有选相功能；两套主保护 应分别动作于断路器的一组跳闸线圈； 两套全线速动保护分别使用独立的远方 信号传输设备；具有全线速动保护的线 路，其主保护的整组动作时间应为：对 近端故障不大于20毫秒；对远端故障 不大于30毫秒。考虑

12、系统的运行方式：110KV高压输电网络应该属于大精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载接地电力系统，需要配置零序保护。如 上考虑到环网运行，也要加方向元件。 保证保护不误动作。§ 110KV线路继电保护和自动装置的配置§（呆护装置的配置 （1）主保护的配置 系统可知110KV线路配置有众联保护， 全线路上任意点故障都能快速切除，保证 系统稳定安全运行。（2）后备保护的配置10农业工程学院课程设计说明书考虑保护性能优越性：110线路应该配距离保护， 但是距离保护复杂而且价格昂贵，维护 困难。考虑经济的优越性：可以尝试配三段式电流保护，同时于系统是环 网

13、运行，相当于双电源运行一定要加方 向元件。在110KV等级电力网络中，三 段式电流保护可能在系统最小运行方式 下没有保护范围，如果系统在最小运行 方式下运行的几率不大的情况下，而且 资金不够的情况下可以尝试三段式电流 保护，基本可以保证系统正常运行。考虑系统的运行方式：110KV高压输电网络应该属于大接地电力系统，需要配 置零序保护。如上考虑到环网运行，也 要加方向元件。保证保护不误动作。结论：继电保护保护装置的配置不是一层 不变的，要考虑系统运行情况、经济状 况、人员技能、环境影响等等情况，但 是电力系统继电保护的基本任务不变：1.自动、迅速、有选择的将故障元件冲系 统中切除。2.反应电力设

14、备的不正常运行 状态，并根据运行维护条件，动作于发 出信号或跳闸。§自动装置配置(1)简述电力系统自动装置是指在电力网中发生故障或异常时起控制作用 的设备，主要包括自动重合闸、备用电 源自动投入装置、低频减载和失压解列 装置等设备，电网中自动装置的型号多、 逻辑千变万化，在实际运行中会暴露一 些问题。电网中自动装置的配置，需要 我们进行全面的考虑。(2)系统安全自动 装置的配置配置重合闸：在电力系 统故障中，打多数故障是输电线路故障。运行经验表明大多数线路故障是瞬时精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 11 性”故障，此时，如果把断开的线路在合 上，就能恢复

15、正常供电。结论：如图所示：该系统为110KV输电线路系统， 按照要求，每一个断路器都应该装有 ARD装置，并与继电保护后加速配合形 成重合闸后加速保护，保证电力系统最 大限度的正常供电。配置备用电源自动投入装置：当线路或用电设备发生 故障时，能够自动迅速、准确的把备用 电源投入用电设备中或把设备切换到备 用电源上，不至于让用户断电的一种装 置。11农业工程学院课程设计说明书结论：如图所示：该系统为110KV输电线路系统， 根据系统要求，如果B变电站或C变电 站中的两台变压器，为了保证负荷可以 长时间的正常运行，应该加入AAT装置。 配置低频、低压减载装置：它在电力系 统发生事故出现功率缺额使电

16、网频率、 电压急剧下降时，自动切除部分负荷，防 止系统频率、电压崩溃，使系统恢复正常, 保证电网的安全稳定运行和对重要用户=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载=的连续供电。结论：如图所示：该系统为110KV输电线路系统，根据当地 系统运行状况和系统要求，为了保证系 统能够稳定运行，防止系统频率、电压 崩溃应该在变电站B、C、D中配置低频、 低压减载装置。§距离保护整定计算 §AC线路6QF的整定 保 护6的I段保护线路AC末端的最大三相短路电流错误！未找到引用源。动作电流错误！未找到引用源。 取 错误！未找到引用源。，则保护6的电流 保护第I段动

17、作电流为保护范围的校验 最小运行方式下，AC 线路X处两相短路的电流为： 灵敏度满足要求。 保护6的n段保 护： 12农业工程学院课程设计说明书与保护5的第I段相配合 保护5的电流保护第I 段动作电流为错误！未找到引用源。取错误！未找到引用源。动作时限错误！ 未找到引用源。 灵敏度校验本线路Ac末端的最小两相短路电流错误！未找到引用源。故错误！未找到引用源。 灵敏度不满足要求，可与保护5段的电 流保护第II段相配合。 保护6的 田段保护 动作电流的整定 取错 误！未找到引用源。动作时限错误！未找到引用源。 灵敏度校验 作近后备时，按本线路 AC末端的最小 两相短路电流错误！未找到引用源。来 校

18、验，即作远后备时，按相邻线路CB末端的最小两相短 路电流错误！未找到引用源。来校验， 13农业工程学院课程设计说明书§ BC线路4QF的整定保护4的I段保护 线路BC末端的 最大三相短路电流错误！未找到引用源。 取错误！未找到引用源。，则保护4的电 流保护第I段动作电流为保护范围的校验最小运行方式下，BC线路X处两相短路的电流为： 灵敏度满足要求。保护4的n段保护：与保护3的第I段相配合 保护3的 电流保护第I段动作电流为错误！未找到引用源。取错误！未找到引用源。动作时限错误！未找到引用源。灵敏度校验 本线路BC末端的最小 两相短路电流错误！未找到引用源。 故 错误！未找到引用源。

19、灵敏度不满 足要求，可与保护4的电流保护第II段 相配合。保护4的田段保护14农业工程学院课程设计说明书第三章 综合评价 根据 继电保护和安全自动装置 技术规程”及题目给定的要求，从选择 性、灵敏性、速动性及可靠性四个方面 来对本网络所采用的保护进行评价。一 个继电保护装置的好坏，主要是从它的 选择性、灵敏性、速动性及可靠性等方 面衡量的。1、 选择性继电保护的选择性是指保护装置动作 时，在最可能小的区间内将故障从电力 系统中断开，最大限度地保证系统中无精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 17 =精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载=故障部

20、分仍能继续安全运行。它有两种 意思：其一是只应有装在故障原件上的 保护装置动作切除故障；其二是力争相 邻元件的保护装置对它起后备保护作 用。电流速断保护只能保护线路的一部分，限时电流速断保护只能保护线 路全长，但不能作为下一段线路的后备 保护，因此必须采用限时过电流保护作 为本线路和相邻下一线路的后备保护。实际上，电流速断保护I段常常不能通 过灵敏度的校验，主要是因为系统运行 方式变化比较大，在最小运行方式下， 保护I段往往没有保护范围，为此，常 使用电流电压联锁保护代替电流速断保 护，实现I段的主保护。本设计中，为 了保证选择性，采用了功率方向元件， 并通过上下级之间的配合实现了保护的 选择

21、性。2、 速动性 继电保护的速动性是指尽可能快地切除故 障，以减少设备及用户在大短路电流、 低电压下运行的时间，降低设备的损害 程度，提高电力系统并列运行的稳定性电流电压保护第I段及第E段共同作为 线路的主保护，能满足网络主保护的速 动性要求。而第三段保护则因为越接近 电源，动作时间越长，有时动作时间长 达好几秒，因而一般情况下只能作为线 路的后备保护。本设计的主保护动作时 间满足题目要求。3、灵敏度 20农业工程学院课程设计说明书继电保护的灵敏性是指对于其保护范围内发生故障或 不正常运行状态的的反应能力。电流保护的灵敏度因系统运行方式的变化 而变化。一般情况下能满足灵敏度要求。 但在系统运行

22、方式变化很大，线路很短 和线路长而负荷重等情况下，其灵敏度 可能不容易满足要求，甚至出现保护范 围为零的情况。三段式电流保护的主要 优点是简单、可靠，并且一般情况下都 能较快切除故障。缺点是它的灵敏度受 保护方式和短路类型的影响，此外在单 侧电源网络中才有选择性。4、可靠性 电流保护的电路构成，整定计算及调试维修都较为简单，因此， 它是最可靠的一种保护。计算整定过程的几个注意点：单电源环形网络的相间 短路保护可采用带方向或不带方向的电 流电压保护，因此在决定保护方式前， 必须详细地计算短路点短路时，渡过有 关保护的短路电流和保护安装处的残余 电压，然后根据计算结果和题目的要求 条件下，尽可能采

23、用简单的保护方式。 系统运行方式的考虑除了发电厂发电容 量的最大和最小运行方式外，还必须考 虑在设备检修或故障切除的情况下，发 生短路时渡过保护装置的短路电流最大 和最小的系统运行方式，以便计算保护 的整定值灵敏度。在求不同保护的整定 值和灵敏度时，应该注意短路点的选择。 后备保护的动作电流必须配合，要保证 较靠近电源的上一元件保护的动作电流 大于下一元件保护的动作电流，且有一 定的裕度，以保证选择性。可靠性包括安全性和信赖性，是继电保护最基 本的要求。安全性是要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作，即不发生误 动作。信赖性是要求继电保护在规定的 保护范围内发生了应该动作的故障时动 作，即不发生拒绝动作。本设计采用的 三段式电流保护，当全系统任意一点发 生短路时，保护装置都可以在的时间内 切除故障，