35kv电网继电保护设计继电保护课程设计.docx

课程设计说明书系 部： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 新疆工程学院课程设计评定意见设计题目 35kv电网继电保护设计 系 部 专业班级 学生姓名 学生学号 评定意见：评定成绩： 指导教师（签名）： 年 月 日（此页背书）评定意见参考提纲：1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。2、学生的勤勉态度。3、设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。新疆工程学院_系(部)课程设计任务书 学年一学期年月日专业班级课程名称电力系统继电保护设计题目35KV电网继电保护设计指导教师起止时间周数设计地点设计目的：1在巩固电力系统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电力系统故障问题。2通过设计使学生初步掌握继电保护设计的内容、步骤和方法。本课程主要设计35kV线路、变压器继电保护的原理、配置及整定计算，给今后继电保护的工作打下良好的基础。设计任务：1.35KV电网继电保护接线图和主要参数2.发电机、变压器运行方式选择的原则3.短路电流计算4.35KV电网继电保护配置设计设计进度与要求：设计进度：1 第一天：选题，收集资料，完成开题报2 第二天：完成35kv线路网络接线图的绘制 3 第三、四、五天：完成电网各元件参数计算及负荷电流计算4 第六、七、八天：完成短路电流计算和继电保护整定计算和校验5 第九天：设计初审6 第十、十一天：修改初稿，打印终稿。7 第十二天：课程设计答辩。 要 求：1发电机、变压器运行方式的选择；2电网各元件参数计算及负荷电流计算；3短路电流计算；4继电保护的整定计算和校验主要参考书及参考资料： 1谷水清电力系统继电保护M北京：中国电力出版社，20052贺家礼电力系统继电保护M北京：中国电力出版社，2004 3能源部西北电力设计院电力工程电气设计手册（电气二次部分）北京：中国电力出版社，19824方大千实用继电保护技术M北京：人民邮电出版社，2003 5崔家佩等电力系统继电保护及安全自动装置整定计算M北京：水利电力出版社，1993 实践教学科科长（签名） 系（部）主任（签名） 摘 要本次继电保护设计是35KV线路继电保护的配置及整定计算设计。本文首先介绍了此次设计要点，根据给定35KV线路网络的接线图及参数，进行短路电流进行整定计算，制定出反应其输电线路上相间短路、接地短路故障的继电保护配置方案。通过对所配置的继电保护进行整定计算和校验，论证继电保护配置的正确性。关键词: 短路电流 整定计算 输电线路继电保护 目 录1.原始资料11.1 35KV电网接线图11.2 主要参数13 2.1 运行方式的选择原则 32.2 本次设计的运行方式的选择 43.短路电流计算53.1 d5点三相短路电流计算53.2 d5点两相短路电流计算8144.35KV电网继电保护配置设计154.1 对保护5进行整定计算15174.3 对保护1进行整定计算194.4 对保护2进行整定计算204.5 对保护4进行整定计算224.6 对保护6进行整定计算2426总 结28致  谢29参考文献301.原始资料1.1 35KV电网接线图某县有1#和2#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。1#电站还以一回35KV联络线经110KV中心变电所与省电网连接。35KV电网的接线图示意如下：图1.1 35KV电网接线图1.2主要参数表1-1 发电机参数额定容量KW额定电压KV功率因数暂态电抗标么电抗30006308024000 6308024表1-2 主变压器参数额定容量KVA额定电压KV接线组别短路电压标么电抗7500Y，dll110000Y，dll10000Y，dll20000Yn,yno,dllX*2=0表1-3 输电线路参数名称导线型号长度（KM）电抗标么值有名值（）1#-中线LGJ12040161#-城线LGJ1201042#-城线LGJ12030122.1 运行方式的选择原则2.1.1 发电机、变压器运行方式选择的原则1.一个发电厂有两台机组时，一般应考虑全停方式，一台检修，另一台故障；当有三台以上机组时，则选择其中两台容量较大机组同时停用的方式。对水电厂，还应根据水库运行方式选择。2.一个发电厂,变电站的母线上无论接几台变压器，一般应考虑其中容量最大的一台停用。2.1.2 变压器中性点接地选择原则1.发电厂、变电所低压侧有电源的变压器，中性点均要接地。2.自耦型和有绝缘要求的其它变压器，其中性点必须接地。3.T接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。4.为防止操作过电压，在操作时应临时将变压器中性点接地，操作完毕后再断开，这种情况不按接地运行考虑。2.1.3 线路运行方式选择原则1.一个发电厂、变电站线线上接有多条线路，一般考虑选择一条线路检修，另一条线路又故障的方式。2.双回路一般不考虑同时停用。2.1.4 流过保护的最大、电小短路电流计算方式的选择对单侧电源的辐射形网络，流过保护的最大短路电流出现在最大运行方式；而最小短路电流，则出现在最小运行方式。对于双电源的网络，一般（当取Z1=Z2时）与对侧电源的运行方式无关，可按单侧电源的方法选择。对于环状网络中的线路，流过保护的电大短路电流应选取开环运行方式，开环点应选在所整定保护线路的相邻下一线线路上。而对于电小短路电流，则应选闭环运行方式，同时再合理停用该保护背后的机组、变压器及线路。2. 零序电流保护对于单侧电源的辐射形网络，流过保护的最大零序短路电流与最小零序电流，其选择方法可参照相间短路中所述，只需注意变压器接地点的变化。对于双电源的网络及环状网，同样参照相间短路中所述，其重点也是考虑变压器接地点的变化。2.1.5 选取流过保护的最大负荷电流的原则选取流过保护的最大负荷电流的原则如下：1.备用电源自动投入引起的增加负荷。2.并联运行线路的减少，负荷的转移。3.环状网络的开环运行，负荷的转移。4.对于双侧电源的线路，当一侧电源突然切除发电机，引起另一侧增加负荷。2.2 本次设计的具体运行方式的选择电力系统运行方式的变化，直接影响保护的性能。因此，在对继电保护进行整定计算之前，首先应该分析运行方式。这里要着重说明继电保护的最大运行方式是指电网在某种连接情况下通过保护的电流值最大，继电保护的最小运行方式是指电网在某种连接情况下通过保护的电流值最小。因此，系统的最大运行方式不一定就是保护的最大运行方式；系统的最小运行方式也不一定就是保护的最小运行方式。现结合本次设计具体说明如下，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240KA（35KV侧），由1#电站供给110KA,2#电站供给130KA。剩余的110KA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105KA（35KV侧），由1#电站供给40KA,2#电站供给65KA。剩余的15KA经中心变电所送入系统。3.短路电流计算短路是电力系统的严重故障。所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况。本次设计主要以d5点为例进行短路计算。3.1 d5点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1#电站供给110A、2#电站供给130KA。剩余的110A经中心变电所送入系统。根据题意转换出电抗标么值：图 3.1 最大运行方式等值网络图X1=0.225 X2=0.55 X3=0 X4=0.35 X5X6=0 X7=0.35 X8=1.168 X9=0.292 X10=1X11=1 X12=5.33 X13=X14=X15=5.33 X16X17=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：图 3.2 排除城关变电所等值网络图整理合并得：图 3.3 化简网络图X25=3.918 X26整理合并得：图 3.4 化简网络图进一步得到图 3.5 化简网络图X27=0.275 X28合并、星三角等值转换：图 3.6 合并、星三角等值转换网络图 X29=0.5 X30=7.583 X31等值电抗转换：图 3.7 化简网络图X32 X33 X34解：根据题意解得三相短路电流系 统：2#电站： 查表得： 1#电站： 查表得： 3.2 d5点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110KV母线上的系统等值标么电抗为城关变电所总负荷为105A（35KV侧），由1#电站供给40A、2#电站供给65A。剩余的15A经中心变电所送入系统。 1、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：图 3.8 两相短路正序等值网络图X1=0.35 X2=0.55 X3=0 X4=0.35 X5=0.55 X6=0 X7=0.35 X8=1.168 X9=0.292 X10=1 X12 X16=0.876 X19=0.75 X20= 4合并得：图 3.9 化简网络图X21=0.275 X22=0.175 X23=5.918 X24整理、合并得图 3.10 化简网络图X25=0.625 X26=8.178 X27整理、合并得图 3.11 化简网络图X28 X29 X302.两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：图 3.12 两相短路负序等值网络图X1=0.35 X2=0.55 X3=0 X4=0.35 X5X6=0 X7=0.35 X8=1.168 X9 X10=1 X12=5.33 X16=0.876 X19=0.75 X20= 4整理、合并得图 3.13 化简网络图X21=0.275 X22=0.175 X23=5.918 X24整理、合并得图 3.14 化简网络图X25 X26整理、合并得 图 3.15 化简网络图X27 X28整理、合并得图 3.16 化简网络图X29=Xf3.合并附加电抗，得出电抗图图 3.17 化简网络图整理、合并得出图 3.18 化简网络图X31 X32 X33解：根据题意解得三相短路电流系统：2#电站： 1#电站： 查表得： 3.3 各个短路点的最大短路电流和最小短路电流数据表根据d5点短路电流计算方法，可以得到其它短路点的最大短路电流和最小短路电流数据，如表3-1所示。表3-1 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D137系统1#电站2#电站D237系统1#电站2#电站D3系统1#电站2#电站D4系统1#电站2#电站D5系统1#电站2#电站D6系统1#电站2#电站D7系统1#电站2#电站D8系统1#电站2#电站4.35kv电网继电保护配置设计根据下图对各保护进行整定：图 4.1 35KV电网继电保护配置设计图分别对单侧电源进行保护的整定：A、对下面单侧电源进行保护整定：图 4.2 单侧电源保护整定图4.1 对保护5进行整定计算图 4.3 对保护5进行整定计算图4.1.1 保护5的段检验：故不满足要求；采用瞬时电流电压联锁速断保护整定计算：电流元件的动作电流： 低电压元件的动作电压： 最大运行方式时的保护区：最小运行方式时的保护区： 故满足要求；4.1.2 保护5的段 (满足要求)故： 4.1.3 保护5的段 灵敏度校验：近后备：远后备：满足要求 图 4.4 对保护3进行整定计算图4.2.1 保护3的段检验：故不满足要求；采用瞬时电流电压联锁速断保护整定计算：电流元件的动作电流：低电压元件的动作电压：最小运行方式时的保护区：故不满足要求,所以不设段；4.2.2 保护3的段检验：故不满足要求；改与保护5的段配合： 检验：故满足要求； 4.2.3 保护3的段 灵敏度校验：近后备：远后备：满足要求 4.3 对保护1进行整定计算图 4.5 对保护1进行整定计算图4.3.1 保护的段 检验： 故满足要求；4.3.2 保护的段检验：故满足要求； 4.3.3 保护1的段 灵敏度校验：近后备：远后备：满足要求 B、对下面单侧电源进行保护整定：图 4.6 单侧电源保护整定图4.4 对保护2进行整定计算图 4.7 对保护2进行整定计算图解：根据题意所得：4.4.1 保护2的段 检验：故不满足要求；采用瞬时电流电压联锁速断保护整定计算：电流元件的动作电流： 低电压元件的动作电压： 最小运行方式时的保护区： 故不满足要求,所以不设段；4.4.2 保护2的段 (满足要求)故： 4.4.3 保护2的段 灵敏度校验：近后备：(取本线路末端)故不满足要求；故采用电压闭锁定时限过电流保护的整定计算： 再检验近后备：满足要求 4.5 对保护4进行整定计算图 4.8 对保护4进行整定计算图解：根据题意所得：4.5.1 保护4的段 检验：故不满足要求；采用瞬时电流电压联锁速断保护整定计算：电流元件的动作电流： 低电压元件的动作电压： 最大运行方式时的保护区：故满足要求；最小运行方式时的保护区：故不满足要求,所以不设段；4.5.2 保护4的段 检验：故不满足要求； 改与保护2的段配合： 检验：故满足要求； 4.5.3 保护4的段 灵敏度校验：近后备：远后备：故均不满足要求采用低电压闭锁定时限过电流保护整定计算： 低电压元件的动作电压: 电流校验：近后备：远后备：故满足要求 4.6 对保护6进行整定计算图 4.9 对保护6进行整定计算图4.6.1 保护6的段 检验：故不满足要求；采用瞬时电流电压联锁速断保护整定计算：电流元件的动作电流： 低电压元件的动作电压： 最大运行方式时的保护区：最小运行方式时的保护区：故不满足要求,所以不设段；4.6.2 保护6的段与保护4的段配合： 检验：故满足要求； 4.6.3 保护6的段 灵敏度校验：近后备：故不满足要求采用低电压闭锁定时限过电流保护整定计算：电流元件的动作电流： 近后备：远后备：低电压元件的动作电压: 故均满足要求4.7方向元件的设置图4.10 方向元件设置图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2和5的时限为2秒，保护3和4的时限为秒，所以，保护2和5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1，当d1点短路时：所以不需要安装方向元件。(2)对于保护3，当d2点短路时：所以不需要安装方向元件。(3)对于保护4，当d3点短路时：所以需要安装方向元件。(4)对于保护6，当d4点短路时：所以需要安装方向元件。4.7.2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123456总 结通过这两周的课程设计，使我得到了很多的经验，并且巩固和加深以及扩大了专业知识面，锻炼综合及灵活运用所学知识的能力，正确使用技术资料的能力。为进一步成为优秀的技术人员奠定基础。在本次课程设计的过程中，总体来说还是比较顺利，但是我们还是遇到了许多问题，这些问题让我充分了解了自己的不足之处，知道了自己还有许多问题需要去学习。我们通过了许多途径去解决问题，通过网络，图书室查阅大量的资料，并在老师同学的帮助之下，最终成功完成了本次设计。虽然本次设计很辛苦，但我们也通过本次设计学到了很多之前不了解的知识。在学习知识的同时还懂得了团队的重要性，一个人的力量终究是有限的，不会的问题需要我们向老师，同学提问。本次设计对我们来说有着重要的意义，为我们将来的学习和工作打下了坚实的基础。致 谢通过努力这次的35KV电网继电保护设计顺利完成了，并最终定稿，看着自己的劳动结晶，内心充满了感激，在此我要感谢我的指导老师对我的悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在课程设计过程中，百忙之中还挤出休息时间给我指点迷津，为我耐心讲解，给我提供大量的资料和教我查阅资料的便捷方法，还经常为我提供各方面的帮助，为我排忧解难。在这次课程设计中许多同学也为我加油、鼓劲，也使我们的同学关系更进一步，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识。所以在此，我向各位老师及同学们表示我最衷心的感谢！在整个课程设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不很好，但是在课程设计过程中所学到的东西是这次设计的最大收获和财富，使我终身受益。我会带着这份求学精神，带着老师和同学们寄予我的厚望，好好地把握机会，在以后的生活、工作岗位上发挥自己最大的优势，实现自己的人生价值。参考文献1谷水清电力系统继电保护M北京：中国电力出版社，20052贺家礼电力系统继电保护M北京：中国电力出版社，2004 3能源部西北电力设计院电力工程电气设计手册（电气二次部分）北京：中国电力出版社，19824方大千实用继电保护技术M北京：人民邮电出版社，2003 5崔家佩等电力系统继电保护及安全自动装置整定计算M北京：水利电力出版社，1993 6卓有乐电力工程电气设计200例M北京：中国电力出版社，2002 7陈德树计算机继电保护原理与技术M北京：水利电力出版社，1992 8陈曾田电力变压器保护M北京：水利电力出版社，1989 9许建安电力系统继电保护M北京：水利电力出版社，2003