电力系统继电保护课程设计-三段式电流保护设计

电力系统继电保护课程设计-三段式电流保护设计 电力系统继电保护课程设计 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目: 三段式电流保护的设计 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 设计时间: 2012年3月2日 评语: 成绩 自动化与电气工程学院电力系统继电保护课程设计 1 设计原始资料 1.1 具体题目 如下图所示网络，系统参数为:错误～未找到引用源。=115/错误～未找到引用源。kV，Ω、错误～未找到引用源。Ω、错误～未找到引用源。Ω， km、错误～未找到引用源。km、、、，线路阻抗0.4Ω/km,、 ,, ，。 AB 98CDE 1G 21376 G2 45 G3 图1 系统网络图 试对线路BC、CD、DE进行电流保护的设计。 1.2 继电保护的设计任务 (1)选定供电系统各设备的保护方式和各种保护装置的配合方式 (2)进行各种保护装置的整定计算 (3)给出保护装置的原理图和施工接线图 (4)选择所用继电器、保护装置和辅助装置的型号、规格。 (5)对保护的评价。 - 1 - 自动化与电气工程学院电力系统继电保护课程设计 2 题目分析 2.1 设计 规程 煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载 2.1.1 设计的步骤 (1)设计资料的分析与参数计算;选取基准值，计算各元件的阻抗标幺值。 (2)系统运行方式:确定系统运行方式，计算系统最大阻抗和最小阻抗。 (3)短路电流计算:选择短路点，求各短路点最大运行方式下的三相短路电流，最小运行方式时的两相短路电流，求短路电流时要绘制等值电路图。 (4)电流保护整定计算:确定电流保护的动作电流，动作时限并进行灵敏度校验。 (5)继电保护回路展开图:绘制电流保护的直流回路和交流回路展开图。 2.2 线路设计的保护配置 2.2.1 主保护配置 根据分析应选用三段式电流保护，灵敏度校验可得电流速断保护不能作为主保护。因此，主保护应选用三段式距离保护。 2.2.2 后备保护配置 过电流保护作为后备保护和远后备保护。 3 短路电流计算 3.1 等效电路的建立 由已知可得,线路的总阻抗的计算公式为 X,ZL (3.1.1) Z其中:—线路单位长度阻抗; L —线路长度。 将数据代入公式(3.1.1)可得各段线路的线路阻抗分别为: X,X,Z，L,0.4，60,24(,)L1L21 X,Z，L,0.4，40,16(,) L33 X,Z，L,0.4，50,20(,) BCB,C X,Z，L,0.4，30,12(,) CDC,D X,Z，L,0.4，20,8(,) DED,E - 2 - 自动化与电气工程学院电力系统继电保护课程设计 L经分析可知，最大运行方式即阻抗最小时，则有三台发电机运行，线路、 L31 G运行，由题意知、连接在同一母线上，则 G31 X,(X||X，X||X)||(X，X),(6，12)||(10，16),10.6(,)sminG1G2L1L2G3L3 式中 X—最大运行方式下的阻抗值; smin || “” 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示取并联的意思，以后不再解释。 同理，最小运行方式即阻抗值最大，分析可知在只有和运行，相应地有 GL11 X,X，X,15，24,39(,)s.maxG1L1 由此可得最大运行方式等效电路如图2所示，最小运行方式等效电路图如图3所示。 BCDE 10.6Ω20Ω12Ω8Ω132 图2 最大运行方式等效电路图 BCDE 39Ω20Ω12Ω8Ω132 图3 最小运行方式等效电路图 3.2 保护短路点的选取 选取B、C、D、E点为短路点进行计算。 3.3 短路电流的计算 3.3.1 最大方式短路电流计算 在最大运行方式下流过保护元件的最大短路电流的公式为 EE,,I,,K (3.3.1) kZZ，Z,sk 式中 —系统等效电源的相电动势; E, Z —短路点至保护安装处之间的阻抗; k Z—保护安装处到系统等效电源之间的阻抗; s 3 —短路类型系数、三相短路取1，两相短路取。 K,2 - 3 - 自动化与电气工程学院电力系统继电保护课程设计 (1)对于保护1，其等值电路图如图2所示,母线E最大运行方式下发生三相短路 流过保护1的最大短路电流为 E I,kEmax3.3.2) (X，X，X，XsminBCCDDE 代入数据得: EI,kEmaxX，X，X，XsminBCCDDE 1153,10.6，20，12，8 ,1.312(kA) (2)对于保护2等值电路图如图2所示，母线E最大运行方式下发生三相短路流 过保护2的最大短路电流为 EI, kDmax(3.3.3) X，X，XsminBCCD 代入数据得: EI,kDmaxX，X，XsminBCCD ,1.558(kA) (3)对于保护3等值电路图如图2所示，母线C最大运行方式下发生三相短路流 过保护3的最大短路电流为 E I,kCmax(3.3.4) X，XsminBC 代入数据得: EI,kCmaxX，XsminBC ,2.17(kA) 3.3.2 最小方式短路电流计算 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 - 4 - 自动化与电气工程学院电力系统继电保护课程设计 E3,(3.3.4) I,k.min2Z，Zs.minL式中 —系统等效电源的相电动势; E, Z —保护安装处到系统等效电源之间的阻抗; s,min Z —短路点到保护安装处之间的阻抗。 L 所以带入各点的数据可以计算得到各点的的最小短路电流。 31151I,，，,727.(8A)Emin 239，20，12，83 31151I,，，,809.(8A)Dmin 239，20，123 31151I,，，,974.51(A)Cmin 239，203 4 保护的配合及整定计算 4.1 主保护的整定计算 4.1.1 动作电流的计算 最小保护范围计算式为 E3,II,， set(4.1.1) 2Z，zLsmax1min其中 —系统等效电源的相电动势; E, Z —短路点至保护安装处之间的阻抗; s.max z—线路单位长度的正序阻抗。1 (1)对于保护1，其等值电路图如图2所示，母线E最大运行方式下发生三相短路 流过保护1的最大短路电流为 I,1.312(kA) kEmax 相应的速断定值的计算公式为 - 5 - 自动化与电气工程学院电力系统继电保护课程设计 III,KI (4.1.2) set.1relkEmax 代入数据可得 ??I,K，I,1.2，1.312,1.57(kA) set.1relk.,E.max 由最小保护范围计算式(4.1.1)得 ，，3E 2.5LZ,，,,,minsmaxI2Iset(4.1.3) ，， 代入数据可得 L,,85.9(km)1min 即1处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。 (2)对于保护2等值电路图如图2所示，母线D最大运行方式下发生三相短路流过 保护2的最大短路电流为 I,1.558(kA)kDmax 相应的速断定值为 III,K，I,1.2，1.558,1.87(kA)set2relkDmax 最小保护范围根据式(4.1.3)可得 L,,70.6(km)2min 即2处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。 (3)对于保护3等值电路图如图2所示，母线C最大运行方式下发生三相短路流过 保护3的最大短路电流为 I,2.17(kA) kCmax 相应的速断定值为 ??I,K，I,1.2，2.17,2.603(kA) set.3relk.C.max 最小保护范围根据式(4.1.3)可得 L,,42.3(km)3min 即3处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。 所以，以上计算表明，在运行方式变化很大的情况下，电流速断保护在较小运行方 式下可能没有保护区。根据以上计算可以得到电流速断保护整定结果如表2所示。 表2 电流速断保护整定结果 动作电流(kA) 最小保护范围(km) 是否适用电流速断保护 BC段保护3 2.603 -85.9 否 CD段保护2 1.87 -70.6 否 DE段保护1 1.57 -42.3 否 - 6 - 自动化与电气工程学院电力系统继电保护课程设计 4.1.2 灵敏度校验 限时电流速断定值根据式(4.2.1)可以计算。 ???I,KIsetrelset (4.1.4) ?K其中 —可靠系数，取值为1.15。 rel (1)整定保护2的限时电流速断定值为 ???I,KI,1.15×1.57,1.806(kA) setrelset.1 线路末端(即D处)最小运行方式下发生两相短路时的电流为 3E31153115I,,×,,0.8098(kA)k.D.min2X，X，X239，20，12142s.maxBCCD 所以保护2处的灵敏度系数为 I0.8098?kD..minK,,,0.4484set.2?I1.806set K即不满足?1.2的要求。 sen (2)同理保护3的限时电流速断定值为 ???I,KI,1.15×1.87,2.151(kA)setrelset.3.2 线路末端(即C处)最小运行方式下发生两相短路时的电流为 3E31153115I,,×,,0.9746(kA)k.C.min2X，X239，20118s.maxBC 所以保护3处的灵敏度系数为 I0.9746?kC..min K,,,0.4531set.3?I2.151set K也不满足?1.2的要求。 sen 可见，由于运行方式变化太大，2、3处的限时电流速断的灵敏度远不能满足要求。 4.2 后备保护的整定计算 4.2.1 动作电流的计算 过电流整定值计算公式为 - 7 - 自动化与电气工程学院电力系统继电保护课程设计 ˊ?IKKI?.maxrelrelssLI,,setKKrere (4.2.1) ?K其中 —可靠系数，取值为1.15; rel —可靠系数，取值为1.5; Kss —可靠系数，取值为0.85。 Kre 所以有 ?KKI1.15×1.5×150?relssD,E.Lmax I,,,2.03×150,304.5(A)set.1K0.85re 同理得 ?I,2.03×200,406(A) set.2 ?I,2.03×300,609(A) set.3 4.2.2 动作时间的计算 假设母线E过电流保护动作时限为0.5s，保护的动作时间为 ?t,0.5，0.5,1(s) 1 ??t,t，0.5,1.5(s) 21 ??t,t，0.5,2(s) 32 4.2.3 灵敏度校验 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 3EI, k.min2Z，Z(4.2.2) s.maxL 所以由灵敏度公式(4.2.4) Ik.min K,sen?(4.2.4) Iset 可知，保护1作为近后备保护的灵敏度应为 - 8 - 自动化与电气工程学院电力系统继电保护课程设计 I727.8?E.min?1.5 K,,,2.39set.1?I304.5set.1 满足近后备保护的要求; 保护2作为远后备保护的灵敏度为 I727.8?E.min?1.2 K,,,1.79set.2?I406set.2 满足作为远后备保护的要求 保护3作为远后备保护的灵敏度为 I809.8?D.min?1.2 K,,,1.33set.3?I609set.3 满足作为远后备保护灵敏度的要求。 5 二次展开原理图的绘制 5.1 三段式电流保护原理接线图 继电保护接线图一般可以用原理接线图和展开图两种形式来表示。原理接线图中的每个功能块，再有电磁型继电器实现时可能是一个独立的原件，但在数字式保护和集成电路式保护中，往往将几个功能块用一个原件实现。如图4所示，每个继电器的线圈和触点都画在一个图形中，所有元件都用设备文字符号表示，如图中KA表示电流继电器，KT表示时间继电器，KS表示时间继电器。原理接线图对整个保护的 工作原理 数字放映机工作原理变压器基本工作原理叉车的结构和工作原理袋收尘器工作原理主动脉球囊反搏护理 能给出一个完整的概念。 KCO QF?1KS?KS?KS? KT?KT????111 KAa?KAc?KAa?KAc?KAa?KAc?KAb? TAaTAc 图4 三段式电流保护原理接线图 - 9 - 自动化与电气工程学院电力系统继电保护课程设计 5.2 保护测量电路 展开图中交流回路和直流回路分开表示，分别如图5和图6 所示。其特点是每个继电器的输出量和输出量根据实际动作的回路情况分别画在途中不同的位置上，但任然用同一个符号标注，一边查对。在展开图中，继电器线圈和出点的链接尽量暗中故障后的动作连接，自左而右，自上而下的排列。 ???TAaTAaTAaTAa ???TAcTAcTAcTAc 交流电流回路 ?KAb 图5 保护交流电流回路图 5.3 保护跳闸电路 wc-wc+ ?KAaIKSKCO?KAc电流速断保护 ?KAa?KT限时电流速断保护?KAc ?KAa??KTKAc过电流保护 ?KAb ??KTKS ??KTKS跳闸回路YRQF KCO 图6 保护直流回路展开图 - 10 - 自动化与电气工程学院电力系统继电保护课程设计 6 保护的评价 根据继电保护在电力系统中所担负的任务，一般情况下，对动作跳闸的继电保护在技术上有四条基本要求:选择性、速动性、灵敏性、可靠性。我们在设计时必须综合考虑这些因素，选择最合理的设计配置 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 110kV多点原系统中按躲过最大运行方式下末端最大短路电流整定的电流速断保护的动作电流值很大，最小运行方式下灵敏度不能满足要求。限时电流速断保护的定值必须与下一级线路电流速断保护的定值相配合，所以其定值也很大，灵敏度也均不能满足要求。过电流整定按照躲过最大负荷电流整定，其动作受运行方式的限制不大，作为近后备和远后备灵敏度都能满足要求，一般采用受运行方式变化影响很小的距离保护。 - 11 - 自动化与电气工程学院电力系统继电保护课程设计 参考文献 [1]吕继绍.电力系统继电保护设计原理.北京:中国水利电力出版社 [2] 谭秀炳(铁路电力与牵引供电系统继电保护[M](成都:西安交通大学出版社，2007. [3] 贺家李，李永丽，董新洲炳(电力系统继电保护原理[M](北京:中国电力出版社,1986( - 12 -