繼電保護課程設計正文1

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 原始資料1</p><p>　　第二章 設計內容2</p><p>　　§2.1電網各個元件參數(shù)計算及負荷電流計算2</p><p>　　§2.1.1基準值選擇2</p><p>　　&

2、#167;2.1.2電網各元件等值電抗計算2</p><p>　　§2.1.3各保護運行方式的選擇3</p><p>　　§2.2運行方式的選擇4</p><p>　　§2.2.1運行方式的選擇原則4</p><p>　　第三章 最大短路電流計算6</p><p>　　

3、67;3.1 等值阻抗圖計算6</p><p>　　§3.2 短路電流的參數(shù)6</p><p>　　第四章 整定計算8</p><p>　　§4.1 AC線路1QF的整定8</p><p>　　§4.2 BA線路3QF的整定9</p><p>　　§4.3

4、CB線路5QF的整定10</p><p>　　§4.4 CD線路7QF的整定11</p><p>　　§4.5 整定參數(shù)13</p><p>　　§4.6 繪制保護5的接線圖13</p><p>　　§4.7 BRD663微機保護裝置15</p><p>　　第五

5、章 對保護的評價18</p><p>　　第六章 設計心得19</p><p>　　參 考 文 獻20</p><p>　　第一章 原始資料</p><p><b>　　圖1.1網絡的接線</b></p><p>　　2.網絡中各線路均采用帶方向或不帶方向的電流電壓保護，所有變壓器

6、均采用縱差動保護作為主保護，變壓器均為Y/ ? -11接線；</p><p>　　3.發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為2×25+25MW，最小發(fā)電容量為2×25MW；</p><p>　　4.網絡的正常運行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大且閉環(huán)運行；</p><p>　　5.允許的最大故障切除時間為0.85S；</p><p>　　6.11

7、0KV斷路器均采用DW2-110型斷路器，它的跳閘時間為0.05-0.08S；</p><p>　　7.線路AB、BC、AC和CD的最大負荷電流分別為230、150、230和140A，負荷自起動系數(shù)Kss＝1.3；</p><p>　　8.各變電所引出線上后備保護的動作時間如圖1-1所示，Δt=0.5S；</p><p>　　8.線路和正序電抗均為0.3Ω/KM；電

8、壓互感器的變比npt=110000/100；</p><p>　　9. 整定斷路器1、3、5、7的相間短路的三段式電流保護；</p><p>　　10.繪制保護3的原理圖和展開圖，并對本網絡所采用的保護進行評價；</p><p>　　11.選擇一種合適的微機保護裝置，敘述其如何實現(xiàn)電流保護的功能。</p><p>　　第二章 設計內容&l

9、t;/p><p>　　§2.1電網各個元件參數(shù)計算及負荷電流計算</p><p>　　§2.1.1基準值選擇</p><p>　　基準功率：SB=100MV·A；基準電壓：UB=115KV；</p><p>　　基準電流：IB=SB/1.732UB=100×1000/1.732×115=0.502

10、KA；</p><p>　　基準電抗：ZB=UB/1.732IB=115×103/1.732×502=132.25Ω；</p><p>　　電壓標幺值：E=E(2)=1.05</p><p>　　§2.1.2電網各元件等值電抗計算</p><p>　　(1)輸電線路等值電抗計算</p><p&

11、gt;　?、倬€路L1正序等值電抗計算：</p><p>　　XL1=X1L1=0.3×60=18Ω</p><p>　　XL1*= XL1/ ZB=18/132.25=0.1362</p><p>　?、诰€路L2正序等值電抗計算：</p><p>　　XL2= X1L2=0.3Ω×40=12Ω</p><

12、;p>　　XL2*= XL2/ ZB=12/132.25=0.0907</p><p>　?、劬€路L3正序等值電抗計算：</p><p>　　XL3= X1L3=0.3×100=30Ω</p><p>　　XL3*=XL3/ ZB=30/132.25=0.2268</p><p>　　④線路L4正序等值電抗計算：</p&

13、gt;<p>　　XL4= X1L4=0.3×35=10.5Ω</p><p>　　XL4*= XL4/ ZB=10.5/132.25=0.0794</p><p>　　(2)變壓器等值電抗計算</p><p>　　①變壓器T1、T2、T3等值電抗計算：</p><p>　　XT1=XT2=XT3= (UK%/100)

14、×(UN2×103 /SN)≈38.413Ω</p><p>　　XT1*=XT2*=XT3*=XT1/ZB=38.413/132.25=0.2904</p><p>　?、谧儔浩鱐4、T5等值電抗計算：</p><p>　　XT4*= XT5*=(UK%/100).( UN2×103/SN) =0.5</p><p

15、>　　XT4=XT5= XT4.ZB =0.5×132.25 =66.125</p><p>　?、圩儔浩鱐6、T7等值電抗計算：</p><p>　　XT6*= XT7* =(UK%/100).( UN2×103/SN) =0.3333</p><p>　　XT6= XT7=XT6.ZB=0.3333×132.25=44.078

16、9</p><p>　?、茏儔浩鱐8等值電抗計算：</p><p>　　XT8*= XT8/ZB=(UK%/100).( UN2×103/SN)=0.3175</p><p>　　XT8 = XT8*.ZB =0.3175×132.25=41.989</p><p>　　(3)發(fā)電機等值電抗計算</p>&l

17、t;p>　　①發(fā)電機G1、G2電抗標幺值計算</p><p>　　XG1* = XG2*=XddSB/ SG1= XddSB COSφ/ PG1=0.132×100×0.85/25=0.4488</p><p>　?、诎l(fā)電機G3電抗標幺值計算</p><p>　　XG3*=Xd3SB/ SG3= Xd3SB COSφ/ PG3=0.129&

18、#215;100×0.85/25=0.4386</p><p>　　(4) 最大負荷電流計算</p><p>　?、貰母線最大負荷電流計算</p><p>　　最大負荷電流計算(拆算到110KV)</p><p>　　Ic.max = PBmax Vav2 / 1.732 UB COSφ</p><p>　　

19、=20×103/1.732×115×0.8≈0.1255KA；</p><p>　?、贑母線最大負荷電流計算</p><p>　　IC·max = PCmax Vav2 / 1.732 UB COSφ=30×103/1.732×115×0.8≈0.1882KA</p><p>　　③D母線最大負荷

20、電流計算</p><p>　　最大負荷電流計算(拆算到110KV)</p><p>　　ID ·max = PDmax Vav2 / 1.732 UB COSφ</p><p>　　=25×103/1.732×115×0.8≈0.1567KA</p><p>　　§2.1.3各保護運行方式的選

21、擇</p><p>　　(1)保護1的最大運行方式：發(fā)電機G1、G2、G3全投入，斷開線路L1；保護1的最小運行方式：發(fā)電機G3停，線路全部運行。</p><p>　　(2)保護3因正常運行時不可能有正向電流通過，要是有正向電流通過，一定是線路發(fā)生故障。為此，在保護3上只需判別電流(功率)的方向即可，故不用分析保護3的運行方式。</p><p>　　(3)保護5的最

22、大運行方式：G1、G2、G3全投入，斷開線路L1；保護5的最小運行方式：G3停，線路全部運行。</p><p>　　(4)保護7的最大運行方式：G1、G2、G3全投，線路全部運行</p><p>　　§2.2運行方式的選擇</p><p>　　§2.2.1運行方式的選擇原則</p><p>　　(1)發(fā)電機、變壓器運行方式

23、選擇的原則：</p><p>　?、僖粋€發(fā)電廠有兩臺機組時，一般應考慮全停方式，一臺檢修，另一臺故障；當有三臺以上機組時，則選擇其中兩臺容量較大機組同時停用的方式。對水電廠，還應根據(jù)水庫運行方式選擇。</p><p>　?、谝粋€發(fā)電廠、變電站的母線上無論接幾臺變壓器，一般應考慮其中容量</p><p><b>　　最大的一臺停用。</b><

24、;/p><p>　　(2)變壓器中性點接地選擇原則</p><p>　　①發(fā)電廠、變電所低壓側有電源的變壓器，中性點均要接地。</p><p>　　②自耦型和有絕緣要求的其它變壓器，其中性點必須接地。</p><p>　　③T接于線路上的變壓器，以不接地運行為宜。</p><p>　?、転榉乐共僮鬟^電壓，在操作時應臨時將變

25、壓器中性點接地，操作完畢后</p><p>　　再斷開，這種情況不按接地運行考慮。</p><p>　　(3)線路運行方式選擇原則</p><p>　　①一個發(fā)電廠、變電站線線上接有多條線路，一般考慮選擇一條線路檢修，另一條線路又故障的方式。</p><p>　?、陔p回路一般不考慮同時停用。</p><p>　?、哿鬟^

26、保護的最大、電小短路電流計算方式的選擇</p><p>　　對單側電源的輻射形網絡，流過保護的最大短路電流出現(xiàn)在最大運行方式；而最小短路電流，則出現(xiàn)在最小運行方式。</p><p>　　對于雙電源的網絡，一般（當取Z1=Z2時）與對側電源的運行方式無關，可按單側電源的方法選擇。</p><p>　　對于環(huán)狀網絡中的線路，流過保護的電大短路電流應選取開環(huán)運行方式，開環(huán)

27、點應選在所整定保護線路的相鄰下一線線路上。而對于電小短路電流，則應選閉環(huán)運行方式，同時再合理停用該保護背后的機組、變壓器及線路。</p><p>　?、苓x取流過保護的最大負荷電流的原則如下：</p><p>　　1)備用電源自動投入引起的增加負荷。</p><p>　　2)并聯(lián)運行線路的減少，負荷的轉移。</p><p>　　3)環(huán)狀網絡的開

28、環(huán)運行，負荷的轉移。</p><p>　　4)對于雙側電源的線路，當一側電源突然切除發(fā)電機,引起另一側增加負荷。</p><p>　　§2.2.2本次設計的具體運行方式的選擇</p><p>　　電力系統(tǒng)運行方式的變化，直接影響保護的性能。因此，在對繼電保護進行整定計弊之前，首先應該分析運行方式。這里要著重說明繼電保護的最大運行方式是指電網在某種連接情況下

29、通過保護的電流值最大，繼電保護的最小運行方式是指電網在某種連接情況下通過保護的電流值最小。因此，系統(tǒng)的最大運行方式不一定就是保護的最大運行方式；系統(tǒng)的最小運行方式也不一定就是保護的最小運行方式。</p><p>　　現(xiàn)結合本次設計具體說明如下，系統(tǒng)的最大運行方式是所有設備全部投入運行；系統(tǒng)的最小運行方式為發(fā)電機G1和G2投入，發(fā)電機G3停運。對保護1而言，其最大運行方式應該是在系統(tǒng)最大運行方式下線路L1回路斷開，

30、其他設備全投；保護1的最小運行方式應該是：在系統(tǒng)的最小運行方式下線路L1+L2與L3并聯(lián)運行。</p><p>　　最大運行方式下的最小電源阻抗：</p><p>　　XS.min=(0.2904+0.4488)‖(0.2904+0.4488)‖(0.2904+0.4386)=0.2453</p><p>　　最小運行方式下的最大電源阻抗：</p>&

31、lt;p>　　XS.max= (0.2904+0.4488)‖(0.2904+0.4488)=0.3696 </p><p>　　第三章 最大短路電流計算</p><p>　　§3.1 等值阻抗圖計算</p><p>　　為計算動作電流，應該計算最大運行方式下的三相短路電流，為檢驗靈敏度要計算最小運行方式下的兩相短路電流。為計算1Q

32、F、3QF、5QF、7QF 的整定值，根據(jù)如上系統(tǒng)圖可知，最大運行方式要求2QF斷開，等值阻抗圖如圖（）</p><p>　　圖3-1最大電流短路計算等值阻抗</p><p><b>　　計算三相短路電流：</b></p><p><b>　　計算兩項短路電流：</b></p><p>　　以K1點

33、發(fā)生三相短路為例:</p><p>　　§3.2 短路電流的參數(shù)</p><p>　　同理得 K2.K3.K4.k5各個短路點短路電流如下表</p><p>　　表3-1.短路點短路電流</p><p>　　第四章 整定計算</p><p>　　保護 1、3、5、7 的等效電路圖如下圖4-1所示：<

34、;/p><p>　　圖4-1.繼電保護的等效電路圖</p><p>　　§4.1 AC線路1QF的整定</p><p><b>　?、偎矔r電流速斷保護</b></p><p>　　線路AC末端的最大三相短路電流</p><p>　　取,則保護 1 的電流保護第 I 段動作電流為</p

35、><p>　　保護范圍的校驗：最小運行方式下，AB線路X處兩相短路的電流為</p><p>　　顯然在最小運行方式下無保護范圍，即靈敏度不符合要求，可采用電流電壓聯(lián)鎖保護來提高保護的靈敏度。</p><p>　?、趲r限電流速斷保護:與保護5的第I段相配合保護5的電流保護第I段動作電流為</p><p><b>　　,</b>

36、;</p><p><b>　　取，則</b></p><p>　　動作時限為靈敏度校驗 </p><p>　　本線路AC末端的最小兩相短路電流故</p><p>　　靈敏度不滿足要求，可與保護5的電流保護第II段相配合。</p><p>　?、鄱〞r限過電流保護的整定計算</p>

37、<p>　　動作電流的整取:Kre =0.85, ,Kss=1.3</p><p><b>　　動作時限為</b></p><p>　　靈敏度校驗：作近后備時，按本線路AB末端的最小兩相短路電流</p><p><b>　　來校驗，即</b></p><p>　　作遠后備時，按相鄰線路CB

38、末端的最小兩相短路電流來校驗</p><p>　　§4.2 BA線路3QF的整定</p><p>　　保護3在網絡的末端，所以不存在與下級保護的配合問題，其速斷保護（第一段）的整定電流按躲過本線路的最大負荷電流來整定，保護線路全長，第二段按過負荷的方式整定，所以不需要第三段。 </p><p><b>　?、偎矔r電流速斷保護</b>

39、</p><p>　　線路AB末端的最大三相短路電，取，則保護</p><p>　　3的電流保護第 I 段動作電流為</p><p>　　保護范圍的校驗：最小運行方式下，AB線路X處兩相短路的電流為：</p><p>　　顯然在最小運行方式下無保護范圍，即靈敏度不符合要求，可采用電流電壓</p><p>　　聯(lián)鎖保護來

40、提高保護的靈敏度。</p><p>　?、谶^負荷保護的整定：</p><p>　　動作電流的整取Kre =0.85, ,Kss=1.3</p><p><b>　　動作時限為</b></p><p>　　靈敏度校驗：作近后備時，按本線路AB末端的最小兩相短路電流</p><p><b>

41、　　來校驗，即</b></p><p>　　§4.3 CB線路5QF的整定 </p><p>　?、偎矔r電流速斷保護 </p><p>　　線路CB末端的最大三相短路電取，則保護5</p><p>　　的電流保護第I段動作電流為.</p><p>　　保護范圍的校驗：最小運行方式下,CD線路 X

42、 處兩相短路的電流為：</p><p>　　Zx= -19，所以，在最小運行方式下無保護范圍，靈敏度不滿足要求，可采用電流電壓聯(lián)鎖保護來提高保護的靈敏度。</p><p>　?、趲r限電流速斷保護:與保護3的第I段相配合</p><p>　　保護3的電流保護第I段動作電流為</p><p><b>　　取，則</b>&l

43、t;/p><p>　　動作時限為靈敏度校驗：本線路CD末端的最小兩相短</p><p><b>　　路電流故</b></p><p>　　顯然靈敏度不滿足要求，可與保護3的電流保護第II段相配合。</p><p>　?、鄱〞r限過電流保護的整定計算,動作電流的整定取</p><p>　　Kre =0.8

44、5, ,Kss=1.3</p><p><b>　　動作時限為</b></p><p>　　靈敏度校驗 ：作近后備時，按本線路CB末端的最小兩相短路電流來</p><p><b>　　校驗，即</b></p><p><b>　　靈敏度滿足要求。</b></p>

45、<p>　　§4.4 CD線路7QF的整定</p><p>　　保護7在網絡的末端，所以不存在與下級保護的配合問題，其速斷保護（第一段）的整定電流按躲過本線路的最大負荷電流來整定，保護線路全長，第二段按過負荷的方式整定，所以不需要第三段。 </p><p><b>　　①瞬時電流速斷保護</b></p><p>　　線路C

46、D末端的最大三相短路電，取，則保護</p><p>　　3的電流保護第 I 段動作電流為</p><p>　　保護范圍的校驗：最小運行方式下，CD線路X處兩相短路的電流為：</p><p>　　X%=/=62.96%>15%,靈敏度滿足要求。</p><p>　　②過負荷保護的整定：</p><p>　　動作電流

47、的整取Kre =0.85, ,Kss=1.3</p><p><b>　　動作時限為</b></p><p>　　靈敏度校驗：作近后備時，按本線路CD末端的最小兩相短路電流</p><p><b>　　來校驗，即</b></p><p>　　§4.5 整定參數(shù)</p>&l

48、t;p>　　表4-1 整定值參數(shù)表</p><p>　　§4.6 繪制保護5的接線圖</p><p>　　繪出保護3的繼電保護接線圖(包括原理圖和展開圖)</p><p>　　圖4-2三段式電流保護原理接線圖</p><p>　　圖4-3三段式電流保護交流回路圖</p><p>　　圖4-4三段式電流

49、保護直流回路圖</p><p>　　§4.7 BRD663微機保護裝置</p><p><b>　　三段式相間電流保護</b></p><p>　　本裝置設三段式相間電流保護。速斷、過流Ⅰ段、過流Ⅱ段均可以獨立地用控制字選擇，同時還配置了低電壓元件，可構成電流與電壓的閉鎖保護，當任一相電流大于整定值后，判別元件動作。</p>

50、;<p>　　電流保護的閉鎖元件有：低電壓閉鎖、PT斷線閉鎖、方向閉鎖，以上閉鎖都是通過定值設置投退。方向元件采用90°接線方式，方向元件的動作范圍如右圖4-5所示（以Ia為例）。</p><p>　　本裝置電流保護Ⅰ段、Ⅱ段均為三相式配置（完全星形）。 圖4-5：90°接線動作范圍圖</p><p&g

51、t;　　三段式電流保護邏輯圖如圖4-6： </p><p>　　圖4-6：三段式電流保護邏輯圖</p><p><b>　　三段式零序過流保護</b></p><p>　　零序過流保護是針對接地系統(tǒng)而設置，當系統(tǒng)為小電流接地系統(tǒng)時，可以將零序保護設置為動作信號。零序過流保護采用零序電流基波幅值和方向的方法

52、來判別，零序保護動作于跳閘或告警信號，可由控制字進行選擇。</p><p>　　零序過流的方向有大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)之分，在大電流接地系統(tǒng)故障中，零序電流超前零序電壓95º—110º，所以我們設置了70º的靈敏角，如圖5-3所示：</p><p>　　圖4-7：70°靈敏角動作范圍圖</p><p>　　煤礦井下6～

53、10KV電壓等級的中性點不接地或中性點經消弧線圈接地的系統(tǒng)為小電流接地系統(tǒng)，小電流接地系統(tǒng)的方向我們采用了和上圖相反的動作區(qū)。</p><p>　　零序過流的邏輯框圖如圖4-8：</p><p>　　圖4-8：零序過流邏輯圖</p><p>　　第五章 對保護的評價</p><p>　　根據(jù)“繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程”及題目給定的要求

54、，從選擇性、靈敏性、速動性及可靠性四個方面來對本網絡所采用的保護進行評價。</p><p>　　一個繼電保護裝置的好壞，主要是從它的選擇性、靈敏性、速動性及可靠性等方面衡量的。</p><p><b>　　1、選擇性</b></p><p>　　電流速斷保護只能保護線路的一部分， 限時電流速斷保護只能保護線路全長，但不能作為下一段線路的后備保護

55、， 因此必須采用定時限過電流保護作為本線路和相鄰下一線路的后備保護。實際上，電流速斷保護I段常常不能通過靈敏度的校驗，主要是因為系統(tǒng)運行方式變化比較大，在最小運行方式下，保護I段往往沒有保護范圍，為此，常使用電流電壓聯(lián)鎖保護代替電流速斷保護，實現(xiàn)I段的主保護。本設計中，為了保證選擇性，采用了功率方向元件，并通過上下級之間的配合實現(xiàn)了保護的選擇性。</p><p><b>　　2、速動性</b>

56、;</p><p>　　電流電壓保護第一段及第二段共同作為線路的主保護，能滿足網絡主保護的速動性要求。而第三段保護則因為越接近電源，動作時間越長，有時動作時間長達好幾秒，因而一般情況下只能作為線路的后備保護。本設計的主保護動作時間滿足題目要求。</p><p><b>　　3、靈敏度</b></p><p>　　電流保護的靈敏度因系統(tǒng)運行方式的

57、變化而變化。一般情況下能滿足靈敏度要求。但在系統(tǒng)運行方式變化很大，線路很短和線路長而負荷重等情況下，其靈敏度可能不容易滿足要求，甚至出現(xiàn)保護范圍為零的情況。三段式電流保護的主要優(yōu)點是簡單、可靠，并且一般情況下都能較快切除故障。缺點是它的靈敏度受保護方式和短路類型的影響，此外在單側電源網絡中才有選擇性。</p><p><b>　　4、可靠性</b></p><p>　

58、　電流保護的電路構成，整定計算及調試維修都較為簡單，因此，它是最可靠</p><p><b>　　的一種保護。</b></p><p>　　第六章 設計心得</p><p><b>　　設計總結 </b></p><p>　　這次我們做的是繼電保護的課程設計，我們組拿到的題目是關于110Kv單電

59、源電網相間短路保護，在做這次課程設計中我總結出以下幾點：</p><p>　　1理論的學習非常重要</p><p><b>　　2.抓住整體思路</b></p><p>　　3.注意細節(jié)，把握設計的準確性 </p><p>　　4.熟練應用計算機軟件</p><p>　　5.互相合作，取長補短&l

60、t;/p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　在這次課程設計中我不僅將課本上的理論知識得以鞏固，還學到了相應的更多的專業(yè)方面的知識，為我們以后的畢業(yè)設計打下了一定的基礎。在設計過程中我們充分體現(xiàn)了團結協(xié)作的精神，取長補短，將所給任務一一完成。我認為我個人在這次課設中得到了很多的提高，讓自己又上了一個新的臺階。</p><p>

61、<b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　1韓笑 電力工程畢業(yè)設計指南（繼電保護分冊）北京：中國電力出版社 2001</p><p>　　2李光琦 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析（第三版）北京：中國電力出版社 2003</p><p>　　3呂繼紹 電力系統(tǒng)繼電保護設計原理北京：水利電力出版社 2001</p><p>

62、;　　4孫國凱 霍利民 柴玉華 電力系統(tǒng)繼電保護原理 中國水利水電出版社 2001</p><p>　　5何仰贊 電力系統(tǒng)分析（第三版）武漢：華中科技大學出版社 2002</p><p>　　7張保會 電力系統(tǒng)繼電保護（第二版）北京：中國電力出版社 2009</p><p>　　8崔家佩 電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算 北京：中國電力出版社2006</