繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)完整

1、繼電保護(hù)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告評語：考 勤（10）守 紀(jì)（10）設(shè)計(jì)過程（40）設(shè)計(jì)報(bào)告（30）小組答辯（10）總成績（100）專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 電氣1004 姓 名： 王英帥 學(xué) 號： 201009341 指導(dǎo)教師： 趙 峰 蘭州交通大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院2013年7月18日1 設(shè)計(jì)原始資料1.1 具體題目如下圖所示網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)參數(shù)為： kV，、,km，km，km，km，km，線路阻抗0.4/km，、,、，1.2 要完成的任務(wù)我要完成的是對保護(hù)5和保護(hù)3進(jìn)行三段電流保護(hù)的整定設(shè)計(jì)，本次課程設(shè)計(jì)通過對線路的主保護(hù)和后備保護(hù)的整定計(jì)算來滿足對各段電流及時間的要求。2 設(shè)計(jì)的課題內(nèi)

2、容2.1 設(shè)計(jì)規(guī)程根據(jù)規(guī)程要求110kV 線路保護(hù)包括完整的三段相間距離保護(hù)、三段接地距離保護(hù)、三段零序方向過流保護(hù)和低頻率保護(hù)，并配有三相一次重合閘功能、過負(fù)荷告警功能，跳合閘操作回路。在本次課程設(shè)計(jì)中涉及的是三段過流保護(hù)。其中，I段、II段可方向閉鎖，從而保證了保護(hù)的選擇性。2.2 本設(shè)計(jì)保護(hù)配置 主保護(hù)配置 主保護(hù)：反映整個保護(hù)元件上的故障并能最短的延時有選擇的切出故障的保護(hù)。在本設(shè)計(jì)中，I段電流速斷保護(hù)、II段限時電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)。 后備保護(hù)配置后備保護(hù)：主保護(hù)拒動時，用來切除故障的保護(hù)，稱為后備保護(hù)。作為下級主保護(hù)拒動和斷路器拒動時的遠(yuǎn)后備保護(hù)，同時作為本線路主保護(hù)拒動時的近后

3、備保護(hù)，在本次設(shè)計(jì)中，III段定時限過電流保護(hù)作為后備保護(hù)。3 短路電流的計(jì)算3.1 等效電路的建立本次課程設(shè)計(jì)線路等效阻抗如圖1所示。G1G21GX3GX1LZ3LZBCZCDZDEZ圖1 線路的等效阻抗3.2 短路點(diǎn)的選取當(dāng)供電網(wǎng)絡(luò)中任意點(diǎn)發(fā)生三相或兩相短路時，流過短路點(diǎn)與電源線路中的短路電流可近似計(jì)算式為其中，系統(tǒng)等效電源的相電動勢 短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的阻抗 保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的阻抗 短路類型系數(shù)，三相短路取1，兩相短路取3.3 短路電流的計(jì)算 最大方式運(yùn)行下的短路電流在保護(hù)5和保護(hù)3配合時，由于兩處保護(hù)流過的電流不同，所以想要計(jì)算整定一定要考慮最小分支系數(shù)，最小分支系數(shù)為

4、： 對于繼電保護(hù)而言，最大運(yùn)行方式是指在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類型的短路時流過保護(hù)安裝處的電流最大，其對應(yīng)的系統(tǒng)的等值阻抗最小，等效電源最小阻抗值為 在最大方式下,各母線的最大電流為 最小方式短路電流最小運(yùn)行方式是指在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類型的短路時流過保護(hù)安裝處的電流最小，其對應(yīng)系統(tǒng)的等值阻抗最大，等效電源最大阻抗值為在最小方式下，各母線的最小電流為 4 保護(hù)配合與整定計(jì)算4.1 主保護(hù)的整定計(jì)算 動作值保護(hù)3的I段整定電流為保護(hù)5的I段整定電流為保護(hù)3的II段整定電流為保護(hù)5與保護(hù)8配合時，保護(hù)5的II段整定電流為 保護(hù)5與保護(hù)3配合時，由于兩段線路上的電流不同，所以在計(jì)算整定值時應(yīng)考慮到最小分支系

5、數(shù)，此時保護(hù)5的II段整定電流為 動作時間在本次課程設(shè)計(jì)中，為了滿足可靠性，主保護(hù)中的電流速斷保護(hù)要瞬時動作，所以動作時間可認(rèn)為是0s，而定時限過電流保護(hù)應(yīng)延時一定時間后在動作（一般可取0.5s），從而滿足延時后主保護(hù)的能有效的切除故障。各保護(hù)的時限為 靈敏度校驗(yàn)為了能夠保護(hù)本線路的全長，限時電流速斷保護(hù)必須在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下線路末端發(fā)生兩相短路時，具有足夠的反應(yīng)能力，這個靈敏度系數(shù)的含義為保護(hù)3的靈敏度為=0.51.2由于保護(hù)3的靈敏度不符合要求，那就意味著將來真正發(fā)生故障的時候，當(dāng)有不利因素影響保護(hù)可能啟動不了，達(dá)不到保護(hù)線路全長的目的，這是不允許的。為了解決這個問題，通常都是考慮降低限

6、時電流速斷的整定值，使之與下級線路的限時電流速斷相配合，所以在滿足靈敏度要求的前提下取=1.2通過計(jì)算可知，降低保護(hù)3的電流整定值為0.81A，這樣其動作時限就應(yīng)該選擇得比下級線路限時速斷的時間在高一個時間段，此時限時電流速斷的動作時限為11.2s，即=1s?？梢姡Ｗo(hù)范圍的伸長，必然將導(dǎo)致動作時限的升高，在這種情況下也可以加裝距離保護(hù)共同構(gòu)成主保護(hù)來滿足要求。當(dāng)保護(hù)5和保護(hù)8配合時靈敏度為 =當(dāng)保護(hù)5和保護(hù)3配合時靈敏度為=由靈敏度校驗(yàn)可知，保護(hù)5的II段靈敏度系數(shù)滿足要求。4.2 后備保護(hù)的整定與計(jì)算由以上分析可知，定時過電流保護(hù)作為后備保護(hù)，當(dāng)主保護(hù)拒動時，后備保護(hù)起作用切除故障，在本次

7、課程設(shè)計(jì)中，通過對保護(hù)3和5的III段電流整定來對后備保護(hù)進(jìn)行整定與計(jì)算。 動作值保護(hù)3的III段電流為 保護(hù)5的III段電流為 其中，為返回系數(shù)，為啟動系數(shù)。 動作時間保護(hù)3的III段時限為 保護(hù)5的III段時限為 靈敏度保護(hù)3作為近后備靈敏度為 =保護(hù)3作為遠(yuǎn)后備靈敏度為 =保護(hù)5作為近后備靈敏度為 =保護(hù)5作為遠(yuǎn)后備靈敏度為 =由計(jì)算可知，后備保護(hù)靈敏度都滿足要求，在本次課設(shè)中，主保護(hù)拒動時，后備保護(hù)完成可以起到作用。5電流互感器的選擇本設(shè)計(jì)中使用較多的是電流互感器，所以對電流互感器的選擇就顯得尤為重要，常用的電流互感器按其安裝方式可分為單獨(dú)安裝的和設(shè)備附屬兩大類，單獨(dú)安裝式電流互感器其

8、結(jié)構(gòu)多為油浸式，設(shè)備附屬式電流互感器其結(jié)構(gòu)多為澆注絕緣式。由于油浸式互感器具有結(jié)構(gòu)簡單，散熱快，傳導(dǎo)均勻，易修復(fù)，價(jià)格與其他形式絕緣的干式互感器相比較低，便于操作等優(yōu)點(diǎn)。所以在本次課程選用油浸式互感器即選LCWB7-220戶外型電流互感器。6 原理圖的繪制在繪制原理圖時可分為保護(hù)測量電路和保護(hù)跳閘電路，分別如圖2和圖3所示。保護(hù)測量電路體現(xiàn)了對電流的采集和測量的過程，滿足了相間短路時對于故障的切除，保護(hù)跳閘回路則主要體現(xiàn)了線路短路時的跳閘過程，原理圖是對三段保護(hù)的跳閘原理進(jìn)行了圖示的解釋。圖2 保護(hù)測量電路圖3 保護(hù)跳閘電路7 結(jié)論由于三段的動作電流和動作時間整定的均不同，各自動作的條件和時間順序也就有了先后。發(fā)生故障時，主保護(hù)先動作，當(dāng)主保護(hù)拒動時，后備保護(hù)動作，保證故障能順利切除。使用I段、II段或III段電流保護(hù)，其優(yōu)點(diǎn)主要有：簡單、可靠，并且在一般情況下也能夠滿足快速切除故障的要求，保護(hù)的缺點(diǎn)：它直接受電網(wǎng)的接線以及電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式的變化的影響，如整定值必須按系統(tǒng)最大運(yùn)行方式來選擇，而靈敏性則必須用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式來校驗(yàn)，這就使它往往不能滿足靈敏系數(shù)或保護(hù)范圍的要求。因此在電網(wǎng)中特別是在35kV及以下較低電壓的網(wǎng)絡(luò)中獲得廣泛的應(yīng)用，在高電壓線路中可與其他保護(hù)相配合，作為一種輔助手段。本次課程設(shè)計(jì)中，通過對保護(hù)3和保護(hù)5的三段整定計(jì)算，運(yùn)用主保護(hù)和后