2022年kV单电源环形网络相间短路继电保护设计.docx
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1、精品学习资源封面欢迎下载精品学习资源作者: PanHongliang仅供个人学习课程设计任务书题 目:110kV 单电源环形网络相间短路继电爱惜地设计原始资料:网络接线图如附录所示. 各参数说明如下:1. 网络中各线路均接受带方向或不带方向地电流电压爱惜, 全部变压器均接受纵差欢迎下载精品学习资源动爱惜作为主爱惜 , 变压器均为 Y,d11 接线;2. 发电厂地最大发电容量为3 50MW最,小发电容量为 2 50MW;3. 网络地正常运行方式为发电厂发电容量最大且闭环运行;4. 110kV 断路器均接受SW3-110 型断路器 , 它地跳闸时间为 0.07s ;5. 线路 AB、BC、AD和
2、CD 地最大负荷电流分别为230、150、230 和 140A;负荷自启动系数为 1.5 ;6. 各变电所引出线上后备爱惜地动作时间标在图中;7. 线路地正序电抗为;电压互感器地变比为.要求完成地主要任务 : (包括课程设计工作量及其技术要求, 以及说明书撰写等详细要求)1. 选择爱惜1、3、5、7 地爱惜方式以及它们地动作电流、动作电压、灵敏度系数和动作时间;2. 绘出爱惜 5 地原理接线图编写设计说明书;摘要电力系统地飞速进展对继电爱惜不断提出新地要求,电子技术、运算机技术与通信技术地飞速进展又为继电爱惜技术地进展不断地注入了新地活力.因此, 继电爱惜技术得天独厚 ,在 40 余年地时间里
3、完成了进展地4 个历史阶段:继电爱惜地萌芽期、晶体管继电爱惜、集成运算放大器地集成电路爱惜和运算机继电爱惜 .继电爱惜技术将来趋势是向运算机化,网络化 ,智能化 ,爱惜、把握、测量和数据通信一体化地进展 .继电爱惜地原理是利用被爱惜线路或设备故障前后某些突变地物理量为信号量,当突变量到达确定值时 ,起动规律把握环节 ,发出相应地跳闸脉冲或信号 .对电力系统继电爱惜地基本性能要求是有选择性,速动性 ,灵敏性 ,牢靠性 .这次课程设计以最常见地110KV 电网线路爱惜设计为例进行分析设计 ,要求对整个电力系统及其自动化专业方面地课程有综合地明白.特别是对继电爱惜、电力系统、电路、发电厂地电气部分有
4、确定地争论.重点进行了电路地化简 , 短路电流地求法 ,继电爱惜中电流爱惜、距离爱惜地详细运算.欢迎下载精品学习资源关键字:继电爱惜 ,电流爱惜 ,距离爱惜1.系统初始条件 51.1. 主接线图 51.2. 相关参数 52. 三段式电流爱惜整定运算 62.1. 运算网络参数 62.2. 最大短路电流运算和整定运算 62.2.1. K1 点发生三相短路 6(2)爱惜 8QF地整定 72.2.2. K2 点发生三相短路 9(2)爱惜 6QF地整定 92.2.3. K3 点发生三相短路 11(2)爱惜 4QF地整定 112.2.4爱惜 2QF 地整定 123. 距离爱惜整定运算 123.1 运算网络
5、参数 123.2 整定值运算 133.2.1 8QF距离爱惜整定值运算 133.2.2 6QF地距离爱惜整定 143.2.3 4QF地距离爱惜整定 15 4.电网地爱惜装置和自动装置设计154.1 爱惜装置配置 154.2 自动装置配置 164.3 电流、电压互感器选择 175 电压互感器二次回路断线闭锁装置195.1 闭锁装置作用 195.2 闭锁装置设计 19 6.爱惜 4 接线图 206.1 4QF原理图 20欢迎下载精品学习资源6.2 4QF接线图 216.3 4QF开放图 错误!未定义书签;6.4 4QF屏幕布置图 错误!未定义书签;总结 21参考文献 211. 系统初始条件1.1.
6、 主接线图下图为某电力系统主接线 .该系统由某发电厂地三台发电机经三台升压变压器由 A 母线与单侧电源环形网络相连 ,其电能通过电网送至 B、C、D 三个降压变电所给用户供电 .1.2. 相关参数(1) 110KV 网络地接线如以下图 ,部分参数如图中所示(2) 网络中个线路均接受带方向或不带方向地电流电压爱惜,全部变压器均接受纵差爱惜作为主爱惜 ,变压器均为 Y,d11 接线(3) 发电厂地最大发电容量为: 3*50MW, 最小容量为2*50MW 4网络地正常运行方式为发电厂发电容量最大且闭环运行(5) 110KV 断路器均接受 SW6-110 型断路器; ta3 地跳闸时间为 0.07s(
7、6) 线路 AB 、 BC、AD 和 CD 地最大负荷电流分别为 230、150、230 和140A;负荷自启动系数 Kss=1.5(7) 各变电所引出线上后备爱惜地动作时间如以下图 8线路地正序电抗均为 X1=0.4/km9电压互感器地变比 nTA=110000/100欢迎下载精品学习资源2. 三段式电流爱惜整定运算2.1. 运算网络参数选取基准功率 B=100MVA 和基准电压为 VB =Vav最大运行方式下地最大电源阻抗:最小运行方式下地最大电源阻抗:2.2. 最大短路电流运算和整定运算为运算动作电流 ,应当运算最大运行方式下地三相短路电流,为校验灵敏度要运算最小运行运行方式下两相短路电
8、流.为运算 2OF、4OF、6QF、8QF 地整定值依据如上系统图可知 ,最大运行方式要求 1QF 断开,等值阻抗图如下:图 2.1.2 系统等值电抗图2.2.1. K1 点发生三相短路(1)电力系统网络等值电抗图为:图 2.2.1- K1点短路时等值电抗图最大运行方式时:欢迎下载精品学习资源运算 K1 点短路时地短路电流 , 系统地等效阻抗为:由上面已经运算出 , 基准电流为: , 基准电抗为:;三相短路电流标幺值为:三相短路电流地出名值为 :最小运行方式时:三相短路电流地标幺值为:三相短路电流地出名值为 :( 2)爱惜 8QF地整定对爱惜 8QF 地三段式电流爱惜整定运算, 三段式包括 :
9、 瞬时性电流速断爱惜、限时电流速断爱惜以及定时限电流速断爱惜.下面第一对 8QF进行瞬时性电流速断爱惜地整定:下面对一段爱惜地灵敏度进行校验:欢迎下载精品学习资源代入已知数据得:由于 Lmin0, 因此灵敏度不够 .8QF 地限时电流速断爱惜整定:对 8QF地二段爱惜进行灵敏度校验:, 可知不中意条件因此, 针对上面地情形 , 就 8QF与相邻下一段地二段爱惜相互协作 , 就得到其整定值为:灵敏度校验 :, 仍然不能中意要求 .由于所给条件有限 , 不能连续对 8QF地二段爱惜进行符合灵敏度系数地整定. 8QF地定时限电流整定:由初始条件知道线路 AD地最大负载电流为 230A, 因此有下式:
10、对 8QF地定时限速断爱惜进行灵敏度校验: 近后备: , 中意灵敏度要求 .远后备: , 也中意灵敏性地要求 .欢迎下载精品学习资源总结:对于爱惜8QF 地三段式电流爱惜地整定 , 由上面地运算过程可以看到, 、段爱惜都不能中意灵敏性要求 , 可以猎取更多条件来进行整定, 同时也可以通过其他爱惜来整定 , 例如距离爱惜等;而段爱惜可以中意灵敏性地要求.2.2.2. K2 点发生三相短路(1)电力系统网络等值电抗图如下:图 5-3 K2 点短路时等值电抗图最大运行方式下有:系统地等效阻抗为:三相短路电流标幺值为:而三相短路电流出名值为:最小运行方式下:系统等效阻抗为:三相短路电流地标幺值为:三相
11、短路电流地出名值为 :( 2)爱惜 6QF地整定同 8QF地过程一样对 6QF进行相同地整定运算 .第一进行瞬时性电流速断爱惜 :欢迎下载精品学习资源灵敏度校验:因此段爱惜不中意灵敏度要求.对 6QF进行限时速断爱惜 :灵敏性校验:, 不中意灵敏性要求 .由于缺乏必要地条件 , 不能对 6QF进行与相邻下一段地二段爱惜进行协作地整定运算 .定时限电流速断爱惜:由初始条件可知线路 CD最大负荷电流为 120A,因此进行下面地整定:对 8QF地定时限速断爱惜分别进行近后备和远后备地灵敏度校验: 近后备灵敏度校验 :远后备灵敏度校验:总结: 通过上面地整定运算 , 可以看到 6QF地爱惜中意灵敏度要
12、求 , 可以对线路进行爱惜;而、段爱惜不能达到要求 , 由于缺乏必要地运算条件 , 没有连续往下整定 , 而也可以接受距离爱惜等爱惜 .欢迎下载精品学习资源2.2.3. K3 点发生三相短路(1)本电力系统地等值电抗电路如下图所示:图 5-4 K3 点短路时电抗图最大运行方式下有:图 5-3 所示地等效电抗为:就 K3 点发生三相短路时地短路电流为:三相短路电流地出名值为:最小运行方式下:图 5-3 所示地等效电抗为 :所以 K3 点发生三相短路时最小运行方式下短路电流标幺值为:三相短路电流出名值运算为:( 2)爱惜 4QF地整定对于 4QF地瞬时性电流速断爱惜整定有:爱惜 4QF地灵敏性校验
13、:欢迎下载精品学习资源由以上运算知 4QF地段爱惜灵敏性要求不中意 .而对于 4QF 地、段地爱惜 , 由于题目中没有给出详细地数据 , 所以不能进行、段地整定运算 .同时针对于爱惜 4QF,由于正常运行时有正向电流和反向电流流过, 为了增大其工作地牢靠性 , 可以增加一个功率方向继电器 , 以防止线路 XL2 上某一点发生短路时流过 4QF地正向短路电流小于系统正常运行是流过4QF 地反向单电流(注:这里正向电流方向是指由母线流向线路).2.2.4 爱惜 2QF 地整定爱惜 2QF 地整定, 依据图 2-1 地电力系统网络图可以看出 , 当系统正常运行时不行能有正向电流通过 , 因此要是有正
14、向电流通过 , 就线路确定发生故障 . 为此只需要在爱惜 2QF处加一个功率方向继电器就可以实现线路地爱惜, 而不用分析线路地运行方式 .由以上运算可知电流爱惜地段爱惜灵敏度都不能中意要求,在经济条件允许地情形下 ,为了保证电力系统能更好地运行,且考虑电压等级为110KV,所以可以接受距离爱惜 .3. 距离爱惜整定运算3.1 运算网络参数由电力系统网络图有以下参数:欢迎下载精品学习资源3.2 整定值运算3.2.1 8QF 距离爱惜整定值运算1)距离段整定阻抗2)距离段整定阻抗与相邻下级 L3 协作有:按躲过相邻变压器出口短路整定有:取以上两个运算中较小者为段整定值, 因此 8QF地段整定值为:
15、 .进行灵敏度校验有:,不中意灵敏度要求 .由于上述不中意灵敏度条件 ,所以改为相邻下一段地段爱惜相协作.因此6QF 地段整定值为:就依据相邻下一段整定有:欢迎下载精品学习资源,中意要求 .所以延时整定为 :.3.2.2 6QF 地距离爱惜整定同理,6QF 地整定运算过程同 8QF: 1 )距离段整定阻抗2)距离段整定阻抗与相邻下级 L3 协作有:按躲过相邻变压器出口短路整定有:取以上两个运算中较小者为段整定值 , 因此 8QF地段整定值为: .灵敏度校验有: ,不中意灵敏性要求,但由于缺少相邻下一段地段整定值 , 故不能进行校正 .欢迎下载精品学习资源3.2.3 4QF 地距离爱惜整定4QF
16、地段距离整定为:由于 2QF 仅需要加装一个功率方向继电器或者方向阻抗继电器即可, 所以4QF不需要和 2QF地距离爱惜装置协作 ,4QF 仅需要和 T4 地爱惜协作: 灵敏度校验 :,中意灵敏度要求 .同三段式电流爱惜整定 ,2QF 地距离爱惜只需增加一个功率继电器或方向阻抗继电器即可 .4. 电网地爱惜装置和自动装置设计4.1 爱惜装置配置1) 主爱惜地配置由系统可知 110KV 线路配置有众联爱惜 ,全线路上任意点故障都能快速切除 .保证系统稳固安全运行 .2) 后备爱惜地配置考虑爱惜性能优越性: 110 线路应当配距离爱惜 ,但是距离爱惜复杂而且价格昂贵,爱惜困难 .考虑经济地优越性:
17、可以尝试配三段式电流爱惜 ,同时由于系统是环网运行 ,相当于双电源运行确定要加方向元件.在 110KV 等级电力网络中 ,三段式电流爱惜可能在系统最小运行方式下没有爱惜范畴,假如系统在最小运行方式下运行地几率不大地情形下 ,而且资金不够地情形下可以尝试三段式电流爱惜,基本可以保证系统正常运行 .考虑系统地运行方式: 110KV 高压输电网络应当属于大接地电力系统,需要欢迎下载精品学习资源配置零序爱惜 .如上考虑到环网运行 ,也要加方向元件 .保证爱惜不误动作 .继电爱惜爱惜装置地配置不是一层不变地,要考虑系统运行情形、经济状 况、人员技能、环境影响等等情形,但是电力系统继电爱惜地基本任务不变:
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- 2022 kV 电源 环形 网络 相间 短路 保护 设计
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