电力系统继电保护课程设计概要.docx

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1、电力系统继电保护课程设计概要 电力系统继电保护课程设计 专业: 电气工程及其自动化班级: 姓名: 学号: 指导教师: 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2022 年 7月 4 日 指导教师评语 平时(30 报告(30 修改(40 总成绩 1.设计原始资料 1.1题目 如下图所示网络,系统参数为: 处一至二处保护设计 、同的学生做设计。(说明:可让不进行三段电流保护的,、 线路阻抗9854321,85.05.1,150,200,300300,15.1,2.1K /km,0.4,20,30L , 50 ,40%,611(70,10,15,3/115max max max max I rel D -

2、C 3131=-=-re SS C D D C D C C B III rel II rel E D C B G G K K A I A I A I A I K K km L km km L km L L X X kV E ?试对保护1,9进行三段电流保护的设计。 图1.1 电力系统网络 1.2 要完成的内容 (1选择线路保护的配置及保护装置的类型; (2选择线路保护用电流互感器和电压互感器的型号; (3线路相间保护的整定计算、灵敏度校验;(计算公式、过程、计算原则详尽,灵敏度是否满足规程要求,若不满足应采取的措施。; (4短路电流计算(绘制电力系统的阻抗图,计算结果列表; (5绘制一套保护回

3、路的交流装置展开图和直流装置展开图; (6设计总结。 2.分析课题的内容 2.1设计规程 1动作与跳闸的继电保护,在技术上满足可靠性、选择性、速动性和灵敏性。1.系统运行方式对发电厂发电容量的最大和最小运行方式的考虑以及发生短路或故障时,流过保护装置的短路电流的最大和最小运行方式的考虑。 2短路点的选择在每一条线路上的短路点,至少选择3个,即线路的始端,中点和末端。3短路类型动作电流整定时,相间短路保护的整定计算应取系统最大运行方式下三项短路电流。灵敏度的计算时,应在系统最小运行方式下两项短路电流。 2.2 本设计简单的配置 电网继电保护装置包括测量部分和定制调整部分、逻辑部分和执行部分。测量

4、部分从被保护对象输入有关信号,与给定的整定值相比较,决定保护是否动作。根据测量部分个输出量的大小、性质、出现的顺序或它们的组合,是保护装置按一定的逻辑关系工作,最后确定保护应有的动作行为,由执行部分立即或延时发出信号或警报。 2.2.1 主保护 本设计运用三段式电流保护,经灵敏度校验可得某些情况下I段和II段不能作为主保护,因而在某些保护中运用距离保护作为主保护。 2.2.2后备保护 本设计运用III段作为近后备保护和远后备保护。 3.短路电流的计算 3.1等效电路的建立 图3.1等效电路图 3.2短路点的选取 选取B.C.D.E 点为短路点进行计算。 3.3短路点的计算 3.3.1最大方式

5、由题目知,线路的总阻抗的计算公式为 L Z X 1= Z 1:线路单位长度的阻抗值; L:线路长度; 将数据带入上式公式可得: =-?=92.10%611(704.0111L Z X L =?=16404.0313L Z X L =?=20504.01BC BC L Z X =?=8204.01CD D E L Z X (1经分析得最大运行方式即阻抗最小时,即电流最大,即两台发电机运行。 =+=+=98.121610/92.1015(/(3311min (L G L G S X X X X X (2最大运行方式下流过保护元件的最大的短路电流为 K S K Z Z E K Z E I += ma

6、x ? ? 势;系统等效电源的相电动:?E 的最大等效阻抗;:短路点至保护安装处max S Z 电源之间的阻抗:保护安装处至系统等效:K Z ;,两相短路取 路取短路类型系数,三项短:23 1:?K (3对于保护1来说,若母线E 之后的某处在最大运行方式方式下发生三相短路,流过保护1的最大三项短路电流为: KA X X X X E I DE CD BC S K 253.1min max =+= ? (4对于保护9来说,保护8处发生三相短路时,该处保护9的短路电流为: KA X X E I L G K 56.21 18=+= ? KA X X E I BC S KC 42.22098.123 /

7、115min max =+= += ? KA X X X E I CD BC S KD 48.112 2098.123 /115min max =+= += ? KA X X X E I L L G KA 9.116 92.10153 /1152 11max =+= += ? 3.3.2最小方式 (1同理,经分析得最小运行方式即阻抗最大时,即电流最小时,只有G 3和L 3运行时, 在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的公式为 K S K Z Z E I += min min 23 ? 势;系统等效电源的相电动:?E 间的阻抗;短路点至保护安装处之:K Z 电源之间的最小阻抗; 保护安装处

8、到系统等效:min s Z ;,两项短路取 路取短路类型系数,三相短23 1:?K (2对于保护1来说,若母线E 之后的某处在最大运行方式方式下发生三相短路,流过保护1的最大相项短路电流为: KA X X X X E I DE CD BC S K 123 max min =+= ? 3.对于保护9来说,若母线B 或母线A 处在最大运行方式下发生三相短路,流过保护的最大三相短路电流为: KA X X E I L G KB 22.223 1 1min =+=? KA X X X E I L L G KA 37.1233 11min =+=? 4.保护的配合整定计算 4.1主保护整定的设计 4.1.

9、1动作电流 电流速断的动作电流是按躲过最大运行方式下本线路末端三项短路时流过保护的最大短路电流。 限时电流速断的动作电流是按与相邻线路I 段动作电流相配合的原则来整定的。1.对于保护1的I 段来说,等效电路图如图所示,若母线E 之后的某处在最大运行方式方式下发生三相短路,流过保护1的最大三项段路电流为: KA I K 253.1max = KA KA I K I K I rel I 5036.1253.12.1max set =?=相应的速段整定值为 2.对于保护1的II 段整定,需要按与相邻线路I 段动作电流相配合的原则来整定,而保护1没有相邻线路,所以保护1没有II 断整定,即无限时电流速

10、断整定. 3.对于保护9的I 段来说,保护8处发生三相短路时,该处保护9的短路电流为: KA X X E I L G K 56.21 18=+= ? KA KA I K I K I rel I 07.356.22.18set9=?= km L 2.18-min = 即9处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。 4.对于保护9的II 段整定来说,即保护9的限时电流速断整定值与保护3和保护4处的电流速断保护整定值相配合。 (1.与保护3相配合 KA X X E I BC S KC 01.2min max =+= ? KA I K I KC I rel I 42.2max set3= 22 3

11、 3111 12 1 2 =+= I X X X X X X I I I K L G L G L G b 5.02 1 1=b K 所以保护9与保护3配合的限时电流整定值为: KA I K K I I set b II rel II set 3915.1139= (2.与保护4配合 KA X X X E I L L G KA 58.12 11max =+= ? KA I K I KA I rel I set 9.1max 4= 所以保护9与保护4配合的限时电流整定值为: KA I K I I set II rel II set 185 .249= 所以根据以上计算,取两种情况下配合的最大值.

12、KA I II set 18.29= 为其整定值。 4.1.2动作时间 电流速断的动作时间为保护装置的固有动作时间。 限时电流速断的动作时间应比相邻线路保护I 段的时限高一个时限级差t 假设母线E 上过电流保护的时间为0.5S. (1对于保护1来说 1该处电流速断保护没有保护区,所以它没有电流速断动作时间. S t I 01=即. 2该处没有限时电流速断,所以它没有限时电流速断的动作时间. S t t I II 5.0t 11=?+= 所以对于保护1来说,其主保护的动作时间为0.5S (2对于保护9来说 1该处电流速断保护没有保护区,所以它没有电流速断动作时间, S t I 09=即 (2.该处的限时电流速断为 S t t I II 5.2t 89=?+= 4.1.3灵敏度 电流速段的灵敏度校验即求保护范围。 限时电流速段的灵敏度校验是利用最小运行方式下本线路末端发生两相短路时流过的最小电流来校验灵敏度系数的,最小保护范围的计算公式为: min 1max set 23 L Z Z E I S I += ? 动势;:系统等效电源的相电?E 间的阻;:短路点至保护安装之max S Z 阻抗;:线路单位长度的正序1Z 线路最小保护范围;