2022年电力系统继电保护课程设计方案3 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 前言电力系统继电爱护作为电气工程及其自动化专业的一门主要课程 , 主要包括课堂讲学、课程设计等几个主要部分;在完成了理论的学习的基础上,为了进一步加深对理论学问的懂得,本专业特支配了本次课程设计;电能是现代社会中最重要、也是最便利的能源;而发电厂正是把其他形式的能量转换成电能,电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被安排给用户,再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其他形式的能量;在输送电能的过程中 ,电力系统期望线路有比较好的牢靠性 ,因此在电力系统受到外界干扰时 ,爱护线路的各种继电装置应当有比较牢靠的、准时的爱护动作,从而切断故障点
2、极大限度的降低电力系统供电范畴;电力系统继电爱护就是为达到这个目的而设置的;本 次设计的任务主要包括了六大部分,分别为运行方式的挑选、电网各个元件参 数及负荷电流运算、短路电流运算、继电爱护距离爱护的整定运算和校验、继 电爱护零序电流爱护的整定运算和校验、对所挑选的爱护装置进行综合评判;其中短路电流的运算和电气设备的挑选是本设计的重点;通过此次线路爱护的 设计可以巩固我们本学期所学的电力系统继电爱护这一课程的理论学问,能提高我们提出问题、摸索问题、解决问题的才能;1 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1
3、1.1,正常发电 34561.2 1 2 各开关爱护配置方案,运算配置各线路的爱护及运算出各爱护的二次动作 3 4设计一套电压二次回路断线闭锁装置,二次断线时闭锁,故障时开放; 51.3配置原理图等);2 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 110KV线路继电爱护课程设计摘要 :为给 110KV 单电源环形电网进行继电爱护设计,第一挑选过电流保 护,对电网进行短路电流运算,包括适中电流的正序、负序、零序电流的短路 运算,整定电流爱护的整定值;在过电流爱护不满意的情形下,相间故障挑选距离爱护,接地故障挑选零序
4、电流爱护,同时对距离爱护、零序电流爱护进行 整定运算,并用 AUOCAD 绘制出爱护配置原理图;关键词 :继电爱护、短路电流、整定运算1 运行方式的挑选1.1 运行方式的挑选原就1.1.1 发电机、变压器运行方式挑选的原就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,就挑选其中两台容量较大机组同时停用的方式;对水电厂,仍应依据水库运行方式挑选;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;1.1.2 变压器中性点接地挑选原就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
5、性点必需接地;3T 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,在操作时应暂时将变压器中性点接地,操作完毕后 再断开,这种情形不按接地运行考虑;1.1.3 线路运行方式挑选原就1一个发电厂、变电站线线上接有多条线路,一般考虑挑选一条线路检 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;3 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.1.4 流过爱护的最大、电小短路电流运算方式的挑选1相间爱护对单侧电源的辐射形网络,流过爱护的最大短路电流显现在最大运行方式;而最小短路电流,就显现在最小运行
6、方式;对于双电源的网络,一般 可按单侧电源的方法挑选;零序电流爱护 对于单侧电源的辐射形网络,流过爱护的最大零序短路电流与最小零序电 流,其挑选方法可参照相间短路中所述,只需留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;1.1.5 选取流过爱护的最大负荷电流的原就选取流过爱护的最大负荷电流的原就如下:1备用电源自动投入引起的增加负荷;2并联运行线路的削减,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;1.2 本次设计的详细运行方式的挑选电力系统运行方式的变化,直
7、接影响爱护的性能;因此,在对继电爱护进 行整定计弊之前,第一应当分析运行方式;这里要着重说明继电爱护的最大运 行方式是指电网在某种连接情形下通过爱护的电流值最大,继电爱护的最小运 行方式是指电网在某种连接情形下通过爱护的电流值最小;因此,系统的最大 运行方式不肯定就是爱护的最大运行方式;系统的最小运行方式也不肯定就是4 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 爱护的最小运行方式;现结合本次设计详细说明如下,系统的最大运行方式是全部设备全部投入运行;系统的最小运行方式为发电机G1 和 G2 投入,发电机 G3 停
8、运;对爱护1 而言,其最大运行方式应当是在系统最大运行方式下线路 L1 回路断开,其他 设备全投;爱护 1 的最小运行方式应当是:在系统的最小运行方式下线路L1+L2 与 L3 并联运行;2电网各个元件参数运算及负荷电流运算2.1 基准值挑选基准功率: SB=100MV A,基准电压: V B=115V;基准电流: IB=SB/1. 732 VB=100 10 3/1.732 115=0.502KA;基准电抗: ZB=V B/1. 732 IB=115 10 3/1.732 502=132.25 ;电压标幺值: E=E2=1. 05 2.2 电网各元件等值电抗运算2.2.1 输电线路等值电抗运
9、算1 线路 L1 等值电抗运算 正序以及负序电抗: X L1= X 1L1=0.4 50=20 X L1*= X L1/ ZB=20/132.25=0.1512 零序电抗: X L10= X 0L1= 3X1L 1=3 0.4 50=60 X L10*= X L10/ ZB=60/132.25=0.4537 2 线路 L2 等值电抗运算 正序以及负序电抗: X L2= X 1L2=0.4 40=16 X L2*= X L2/ ZB=16/132.25=0.121 零序电抗: X L20= X 0L2= 3X1L 2=3 0.4 40=48 X L20*= X L20/ ZB=48/132.25
10、=0.363 5 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3 线路 L3 等值电抗运算 正序以及负序电抗: X L3= X 1L3=0.4 90=36X L3*= X L3/ ZB=36/132.25=0.2722 零序电抗: X L30= X 0L3= 3X1L 3=3 0.4 90=108 X L30*= X L30/ ZB=108/132.25=0.81664 线路 L4 等值电抗运算 正序以及负序电抗: X L4= X 1L4=0.4 25=10X L4*= X L4/ ZB=10/132.25=0.0
11、756 零序电抗: X L40= X 0L4= 3X1L 4=3 0.4 25=30XL40*= X L40/ ZB=30/132.25=0.2268 2.2.2 变压器等值电抗运算1 变压器 T1、T2 等值电抗运算XT1= X T2=UK%/100 V N2 10 3/ SN40.333 XT1* = XT2*=X T1/ ZB=40. 333/132.25=0.3050 3 变压器 T4、 T6、等值电抗运算XT4=X T6=U K%/100 V N2 10 3/ SN63.5 XT6* = XT7* = XT4*= X T5*=0.4802 2.2.3 发电机等值电抗运算1发电机 G1
12、、G2 电抗标幺值运算 XG1* = X G2*=X d1SB/ SG1= X d1SB COS / PG1=0.132 100 0. 8/25=0.4224 2发电机 G3 电抗标幺值运算 XG3*=Xd3SB/ SG3= Xd3SB COS / PG3=0.129 100 0. 8/50=0.2064 2.2.4 最大负荷电流运算1 B、C 母线最大负荷电流运算 最大负荷电流运算 拆算到 110KV IfhB max = IfhC max = PfhBmax V av 2 / 1.732 U COS =20 10 3/1.732 115 0.8 0.1255KA;6 / 36 名师归纳总结
13、 - - - - - - -第 6 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.2.5 各线路运行方式下流过断路器的最大负荷电流2 爱护 2 的最大运行方式:发电机Fl、P2、F3全投入,断开 L3 回路;通过爱护2 最大负荷电流为I fhmax13113179341 A;爱护2 的最小运行方式; F3 停,线路全部运行;3 爱护 4 的最大运行方式: Fl、F 2、F3全投,继开线路 L3;通过爱护 4 的最大负荷电流为 I fh max 131 79 210 A;爱护 4 的最小运行方式: F3 停,线路全部运行;6 爱护 6 因正常运行时不行能有正向电流通过,要
14、是有正向电流通过,肯定是线路发生故障;为此,在爱护 3 和爱护 7 上只需判别电流 功率 的方向即可,故不用分析爱护3 短路电流运算3.1 电网等效电路图3 和爱护 6 的运行方式;由于短路电流运算是电网继电爱护配置设计的基础 ,因此分别考虑最大运行方式三台发电机全部投入 ,系统环网取开网运行 时各线路未端短路的情形 ,最小运行方下 三台中最小的一台投入 ,系统按环网运算 时各线路未端短路的情形;电网等效电路图如图 3.1 所示图 3.1 电网等效电路图3.2 短路电流运算3.2.1d1 点发生短路时流过断路 1 1d1点短路最大运行方式下等值图如图 3.2.1a 7 / 36 名师归纳总结
15、- - - - - - -第 7 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.2.1ad1 点短路时最大运行方式下的等值电路图进一步简化后得图3.2.1b 3.2.1b简化图XGT=X G1+XT1 X G2+X T2/ X G1+XT1+X G2+X T2=0.3637 XGT3=X G3+XT3=0. 2064+0. 1601=0.3665 X L=XL1+X L2+X L3=0. 1512+0. 121+0. 2722=0.5444图 3.2.1b 正序短路电路图其中: XdT=X GT X GT3/ X GT+X GT3=0. 3637 0. 3665/ 0.
16、 3637+0. 3665=0.18255 Xff1=X dT+X L=0. 18255+0. 5444=0.72695 I d1 max*=E/Xff1=1. 05/0.72695 1.4444 I d1 max=I d1max*I B=1.4444 0.502 0.725KA 2最小运行方式两相短路正序短路电流 Xff1=X d1+X T1X L=0. 4224+0. 3050+0.5444=1.2718 Xff12 2=Xff1 Ifa1 2=V f 0/X ff1X ff12 2=V f 0/2X ff1=1.05/2 1.2718=0.4128 If 2 *=1. 732Ifa1 2
17、=1. 732 0.4128=0.7150 If 2=If 2 *IB=0.7150 0.502=0.3589KA 3最大运行方式两相短路零序短路电流 . 8 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 3.2.1c零序短路电路图XTT0=X T10 /2=0. 1525 XT0 =0. 1525 0. 1601/ 0. 1525+0. 0. 1601=0.0781 XTBL0 = 0. 4536+0.0781 0.2401/ 0. 4536+0.0781 +0.2401=0.167 XTL0 =0. 2268
18、+0.6405 0.2401/ 0. 2268+0.6405+0.2401=0.188 XTLB0 = 0. 363+0.167 0.188/ 0. 363+0.167 +0.188 =0.1388 Xff10=X L30+X TLB0 =0.81660.1388=0.9554 Iff10* =E0/X ff10 =1. 05/0.9554=1.099 Iff10=Iff10* IB=1.099 0.502=0.552KA3.2.2d2 发生短路时流过断路 2 1最大运行方式正序短路电流 Xff2=X dT+X L3=0. 18255+0. 2722=0.45475 Id2max*=E/Xff
19、2=1. 05/0.45475 2.309 I d2max=I d2 max*I B=2.309 0.502 1.159KA 2最小运行方式两相短路正序短路电流 X2=X L1+XL2 XL3/ X L1+X L2+X L3=X L3/2=0.1361 Xff2=X d1+X 2=0. 18255+0. 1361=0.31865 If If If3*= E/2X ff1=1.05/2 0.31865=1.6475 3=If3*I B=3.295 0.502=0.827KA 2*=1. 732E/4Xff1=1. 732 1.05/4 0.31865=1.429 流过断路器 1、2、3、4、5
20、和 6 的短路电流为:If 2=If 2 *IB=1.429 0.502=0.7163KA 3最大运行方式两相短路零序短路电流 ,如图 3.2.2示9 / 36 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 3.2.2短路等值电路XBL0 =X L10X TB0 / X L10+XTB0=0. 45360.2401/ 0. 4536+0.2401=0.157 XTL0 = X L40+X T80 X TC0/ X L40+X T80+XTC0=0.188 X LB0 = X L20+X BL0 X TL0 / X L20+
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