繼電保護課程設計報告書

1、包力系統(tǒng)繼電保護原理課程設計班級：2008級生信1班學號： 20085097:學博專業(yè)：電氣工程及其自動化指導老師： 王籾評分：A （優(yōu)），B （良），C（中），D （合格），E（不合格）項目學生自評指導老師評定設計容完整性計算公式準確性計算數(shù)據(jù)正確性繪圖質(zhì)量文檔規(guī)性綜合評定教師簽名（蓋章）：日期：年月日目錄第一節(jié)設計任務書11繼電保護課程設計的目的12、原始數(shù)據(jù)22. 1基砂數(shù)據(jù)22.2系統(tǒng)接線圖33、課程設計要求43. 1需要完成的設計容43.2設計文件容5第二節(jié)饋線保護配置與整定計算6J饋線保護配置62、饋線保護整定計算62.1電流速斷定值計算62.2阻抗I段定值計算62.3阻抗II段定

2、值計算72.4過電流定值計算7第三節(jié)變壓器保護配置與整定計算81、變壓器保護配置82、變壓器電量保護整定計算82. 1差動速斷保護82.2二次諧波制動的比率差動保護82.3三相低電壓過電流保護92.4單相低電壓過電流保護92.5零序過電流保護102.6過負荷保護103、變壓器非電量計算103.1瓦斯保護整定計算103.2主變過熱整定計算10第四節(jié)并聯(lián)電容補償裝置配置與整定計算111、并聯(lián)補償裝置保護配置112、并聯(lián)補償裝置整定計算112. 1電流速斷保護112.2差流保護112.3過電流保護122.4高次諧波過流保護 122.5差壓保護132.6低電壓保護142.7過電壓保護14第五節(jié)B相饋線

3、保護原理接線圖和展開圖151、電流保護152、阻抗保護16第一節(jié) 設計任務書仁堆電保護課程設計的目的1) 能把所學過的理論知識進行綜合運用，從而達到鞏固、加深及擴大專業(yè)知識，并使之 系統(tǒng)化。2) 正確領會和貫徹國家的方針、技術經(jīng)濟政策，培養(yǎng)正確的設計思想，并掌握設計的基 本方法。3) 培養(yǎng)運用所學的理論知識，提離獨立分析和解決問題的能力.掌握實際工程設計中的 一些基本技能。4) 培養(yǎng)作為工程技術人員必須具備的計算、繪圖、使用規(guī)程、手冊、資料及編寫設計說 明書等的技能。2、原始數(shù)據(jù)2. 1基礎數(shù)據(jù)YN,d11牽引變壓器保護變董名稱變量值變量名稱變董值最小運行方式變壓器一次側三相短路 電流(A)1

4、775. 89過電流保護可靠系數(shù)1.2最小運行方式變壓籌二次側三相短路 電流(A)1429. 25低電壓保護可靠系數(shù)1.2最小運疔方式牽引網(wǎng)末端短路電流(A)919. 08過電流保護返回系數(shù)0. 95最小運行方式27. 5KV母線電壓(kV)24低電壓保護返回系數(shù)1.05牽引變壓器容量(MVA)20牽引變壓器過負荷系數(shù)1.5牽引變壓器一次側額定電流(A)104. 98牽引變壓器一次側母線電壓(kV)110牽引變壓器二次側額定電流(A)422. 11變壓器中性點CT變比32牽引變壓器一次側CT接線系數(shù)1.732過負荷保護可靠系數(shù)1.45牽引變壓器二次側CT接線系數(shù)1二次諧波閉鎖條件0. 18牽引

5、變壓器一次側CT變比40重瓦斯保護(M/S)061牽引變壓器二次側CT變比160主變過熱(C)75牽引變壓器一次側PT變比1100主變通風啟動信號(C)55牽引變壓器二次側PT變比275主變通風停止信號(C)45差流迷斷保護可靠系數(shù)1.2牽引變壓器變比420MVA牽引變壓器涌流倍數(shù)5并聯(lián)電容補償裝置保護最小運行方式變壓器二次側兩相短路電流(A)1429.25電容器組涌流倍數(shù)5A相并聯(lián)電容器組容量0 (4并4串連接)1600過電壓保護返回系數(shù)0.95B相并聯(lián)電容器組容量0 (4并4串連接)1600電流迷斷保護可靠系數(shù)1.3變壓器二次側母線額定電壓(kV)27.5過電流保護可靠系數(shù)1.05變壓器二

6、次側母線最高電壓（kV）31.5諧戒過電流保護可靠系數(shù)1.2變壓器二次側母線PT變比275差流保護可靠系數(shù)1.3電容器組PT變比275電壓保護可靠系數(shù)1.2A相電容器組CT變比10電流保護返回系數(shù)0.95B相電容器組CT變比10差電壓保護返回系數(shù)0. 95A相電容器組頒定電流（A）38.1電容器組同型系數(shù)1B相電容器組頒定電流（A）38.1低電壓保護返回系數(shù)1.05電容器組額定電壓（kV）42差壓保護靈敬系數(shù)1.5A相饋線保護（下行）牽引網(wǎng)末端最大短路電流（A）1656. 321饋線CT變比126最小運行方式牽引網(wǎng)近端15$處短路電流（A）2295.743牽引變壓器二次側母線PT變比275最小

7、運行方式牽引網(wǎng)末端短路電 流（A）919.08阻抗保護電抗可釜系數(shù)1.2供電臂最大負荷電流（A）1364阻抗保護電阻可套系數(shù)1. 1牽引變壓器二次側母線最低工作電壓（kV）24電流速斷保護可釜系數(shù)1.3供電符長度（km）20. 163阻抗保護電阻偏移值（歐）1牽引網(wǎng)單位阻抗電抗值（歐/千 米）0. 509阻抗保護電抗偏移值（歐）1阻抗保護靈敬角（ ）65阻抗保護PT斷線電流檢測可靠系數(shù)1.2牽引負荷阻抗角（ ）36. 87牽引網(wǎng)單伎阻抗電阻值（歐/千米）0. 23（不計復線牽引網(wǎng)互感）B相饋線保護（上行）牽引網(wǎng)末端最大短路電流（A）1978. 171饋線CT變比80最小運行方式牽引網(wǎng)近端15$

8、處 短路電流（A）2405. 344牽引變壓器二次側疔線PT變比275最小運行方式牽引網(wǎng)末端短路電 流（A）1046. 38狙抗保護電抗可靠系數(shù)1.2供電皆說大負荷電流（A）970袒抗保護電阻可靠系數(shù)1. 1牽引變壓器二次側母線最低工作 電壓（kV）24電流速斷保護可靠系數(shù)1.3供電臂長度（KM）12. 14袒抗保護電阻偏移值（歐）1牽引網(wǎng)單位阻抗電抗值（歐/千 米）0. 509祖抗保護電抗偏移值（歐）1阻抗保護靈敬角（ ）65徂抗保護PT斷線電流檢渕可靠系數(shù)1.2牽引負荷阻抗角（ ）36. 87牽引網(wǎng)單伎阻抗電祖值（歐/千米）0. 23（不計復線牽引網(wǎng)互感）.word資料.llOkV卜卜差動

9、卜卜過流卜卜測量遙控I I 計量纟0000s 12 3iqtatata2 3 4 , -TA u u 112.2系統(tǒng)接線圖零序電流11TA1 過流+卜11TA2差動 丫 A人FI 11 llI12QM人11QFZ29TA5TAs sQ Q8 911 11 sg27.5kVH- 18TA1H- 18TA2人e-moF Q 4 I 11 9 N 、 K1/匕 Q Q c C2rMb + +8sf13qsM -F)Qs10OQ2M&s siai牽引變電所示意圖15TA115TA227. 5kV(B)CHCH21TA121TA2CHC+423TA123TA213QF14QFC+4C+422TA122T

10、A2CTC+424TA12TR12TR225TA24TA24TR14TR2H 26TA注：圖中僅畫出了一臺牽引主變壓器，接在27. 5kV母線的并聯(lián)電容補償裝置圖2給出。27. 5kV(A)圖2并聯(lián)電容補償裟置接線示意圖3、課程設計要求考慮到在六周毎個學生要完成幾個課程設計的任務，工作量較大，又要保證課程設計質(zhì) 量，特作如下安排：3.1需要完成的設計容1）所有學生都必須完成主變、并聯(lián)電容補償裝置、饋線保護的配置方案設計：2）所有學生都必須完成主變、并聯(lián)電容補償裝置、饋線保護的整定計算；3）學號尾數(shù)為0和1的學生必須畫出主變保護的原理接線圖和保護的展開圖，并作相應說明：4）學號尾數(shù)為2和3的學生

11、必須畫出A相饋線保護的原理接線圖和保護的展開圖，并作相應說 明：5）學號尾數(shù)為4和5的學生必須畫出B相饋線保護的原理接線圖和保護的展開圖，并作相應說 明：6）學號尾數(shù)為6和7的學生必須畫出A相并聯(lián)電容補償裝置保護的原理接線圖和保護的展開 圖.并作相應說明；7）學號尾數(shù)為8和9的學生必須畫出B相并聯(lián)電容補償裝置保護的原理接線圖和保護的展開 圖，并作相應說明：注仁 展開圖需包括電流電壓回路接線圖、控制回路接線圖和信號回路接線圖：注2:不要求對電流、電壓互感器的負栽能力進行校驗，不要求畫出屏面布置圖、屏后接線圖和端子排列：注3:僅要求針對一個斷路器畫出控制回路。3.2設計文件容1）設計任務書2）保護

12、配置3）保護整定計算4）3. 1要求的保護原理圖5）3. 1要求的保護展開圖第二節(jié) 饋線保護配置與整定計算仁饋線保護配置本課程設計中牽引網(wǎng)采用復線單邊供電方式，考慮到牽引負荷電流比較大且變化國大， 單純的電流保護不能滿足要求，阻抗保護則釆用能耐受過渡電阻的四邊形特性阻抗繼電器。 因此，為了滿足繼電保護可靠性、選擇性、速動性以及靈敏性的要求，在饋線處配備電流速 斷和阻抗I、II段作為主保護，過電流保護作為后被保護。2、饋線保護整定計算2.1電流速斷定值計算I. d = K口狀=1-3x1978.17 = 2571.62A其中：Kk可靠系數(shù)，取1.3：/Dmax 牽引網(wǎng)末端最大短路電流；靈敏度校驗

13、：=2571.62=2405.34不能保護線路全長的15%；其中/rf.minl5%最小運行方式牽引網(wǎng)近端15%處短路電流(A)：保護動作時限：1S2.2阻抗I段定值計算線路邊整定阻抗Zz = O.85LZoZz = 0.85 xl2.14x 0.559Z65 = 5.768Z65其中L供電臂長度；Z()牽引網(wǎng)單位阻抗：(pL 線路阻抗角即阻抗保護靈敏角:負荷邊整定阻抗zf =KK /.max240001.2x970Z36.87 = 20.62Z36.87其中：一靈低母線電壓;供電臂最大負荷電流;Kk可靠系數(shù)，取1.2；保護動作時限：r/=o. is2.3阻抗II段定值計算線路邊整定阻抗Zz

14、= Kk 2L Z0Z= 1.2 x 2 x 12.14 x 0.559Z65 = 16.29Z65其中：Kk可靠系數(shù)，取1.2；負荷邊整定阻抗乙= S 皿 乙 =24（）（）（）么36.87 = 20.62Z36.87 Kk1-2x970其中：各符號含艾同上：保護動作時限：=0. 5 （S）:2.4過電流定值計算/廠 K =1.3x970 = 1261/1其中Kk可靠系數(shù)，取1.3：/max一最大負荷電流：靈敏度校驗：Km =丄壘=1046.38一 1261 = 0.83 1.2不滿足要求：其中din一最小運行方式牽引網(wǎng)末端短路電流：保護動作時限：r/n =1.5S第三節(jié) 變壓器保護配置與整

15、定計算仁變壓器保護配置由于變壓器是非常重要的電氣設備，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)安全運行帶來嚴重 的影響。因此為提鬲繼電保護裝置的可靠性，我們配備了電量保護和非電量保護，在電量保 護中，差動速斷保護、二次諧波制動的比率差動保護為主保護，三相低電壓過電流保護、單 相低電壓過電流保護、零序過電流保護和過負荷保護作為后備保護；在非電量保護中，我們 配備了瓦斯保護和主變過熱保護。2、變壓器電量保護整定計算2. 1差動速斷保護差動速斷保護的整定原則一般按躲過變壓器空載投入?yún)嫉膭畲庞苛髡?，并考慮接線系定值計算：L（f = Kk Gz =K=1.2x5x73x104.98 = 1 090.954其中：K

16、k差流速斷保護可靠系數(shù)；K”勵磁涌流倍數(shù)：K、牽引變壓器一次則CT接線系數(shù)；1775 89一八2 = 141/3xl04.98 = 90.9A2）最小制動電流定值計算：/ZD=/；z=V3xlO4.98 = 181.83A3）比率制動系數(shù)定值計算：K = （K“x斥+AU + M）= l2x（l0x0 1 + 0.08 + 0.08）=0.312其中：Kk可靠系數(shù)，一般取122 :Ktx電流互感器同型系數(shù)，一般取1.0 :Ff電流互感器誤差.取0.1 :At/ 變壓器抽頭引起的誤差，取0.050.1 :Fb二次電流平衡不薪確引是的誤差，一般取0.050.1 :4）二次諧波閉鎖整定原則按照當差電

17、流中二次諧波含董大于整定值時就將差動繼電器閉鎖，以防止 勵磁涌流引起的誤動。定值計算：I2=K I =0.18x5/3x104.98 = 32.73A其中：K二次諧波閉鎖條件；2.3三相低電壓過電流保護（110KV側）1）動作電流整定計算K 2xlO4.98 = 132.61A其中：Kk過電流保護可靠系數(shù):過電流保護返回系數(shù):變壓器一次側額定電流;心論心=存=些需=9.31.3滿;2）動作電壓整定計算其中：Umm110KV側母線最低工作電壓;心低電壓保護可靠系數(shù);心低電壓保護返回系數(shù):2.4單相低電壓過電流保護（27.5KV側）1）動作電流整定計算脇 X422. 533E其中各參量同上:靈敏度

18、校驗：業(yè)打2）動作電壓整定計算T J min皿1醍“90473其中各參量同上；2.5零序過電流保護/ . = 07/. = x0.7xl04.98 = 92.82A / Kh h, 0.952.6過負荷保護Ld = KJ” = 1.45x104.98 = 152.22A其中：Kk過負荷保護可靠系數(shù);3、變壓器非電量計算3.1瓦斯保護整定計算2 = O.Sm/s3.2主變過熱整定計算主變通風啟動信號：r = 55C：主變通風停止信號：T = 45C：第四節(jié)并聯(lián)電容補償裝置配置與整定計算仁并聯(lián)補償裝置保護配置并聯(lián)補償裝置并聯(lián)在27. 5KV母線上，為了保護并聯(lián)補償裝置，防止并聯(lián)補償裝置外部 及部故

19、障對裟置的影響，在電流保護方面配置電流速斷保護、差流保護作為主保護，過電流 保護.鬲次諧波過流保護作為后備保護：在電壓保護方面配置差壓保護作為主保護，過電壓 保護、低電壓保護作為后備保護。2、并聯(lián)補償轂置整定計算2. 1電流速斷保護用于斷路器到電容器連接線短路故障的保護。動作方程!u其中：1 補支路總電流基波分董：I:d電流速斷定值；定值計算：ly = KJg = 1 r 5 X 3匕 1 = 260 7AK 卜0.95其中：Kk可靠系數(shù)，一般取1.3;IYLmiX并補裝置投入時的涌入基波電流，/仏喚（K為電容器組涌流倍數(shù)）Kh返回系數(shù)。八 2）1479 25靈敏度校臉：Km= = =5.48

20、1.5滿足要求；加 Ld 260.7其中：一最小運行方式下變壓器二次側兩相短路電流：動作時間：r/=o. is2.2差流保護用于電容器裝置接地故障的主保護。動作方程：Icd Izd其中：Icd并補支路差流基波分量：Ld差流定值：定值計算4 =瓦 K“ 土上=1.3 x 1 x 0. lx 190.5 = 24.77A 嚴(1 + a/OC) A = 5/,_ =5x38.1 = 190.5A其中：Kk可靠系數(shù)，取1.3；Klx同型系數(shù)，頂流互與底流互同型時取0.5,不同型取1。流互爺大允許誤差，取0.1：人秋并補投入時涌流有效值X。并補裝置電容器容抗;XL并補裝置電抗器感抗;并補裝置額定電流。

21、靈敏度校驗：Km- = 1.541.224.77滿足要求:動作吋限:2.3過電流保護用于電容器組部部分接地故障的保護。動作方程：/切其中：I補支路總電流基波分量;d過電流整定值;“化址仝需江曲其中：In并補裝置額定電流:/*2)1479 25靈敏度校驗：K/青二尿=2】.091.2滿足要求;動作吋限：r/ =o. 5S 2.4高次諧波過流保護諧波過流保護分別由各并補分支的諧波過流保護構成，當任一并補分支滿足諧波過流保 護出口動作條件時，裝置驅(qū)動斷路器跳閘。動作方程：曲扣諄八討+(和7其中：人、人、厶、Ap /u各并補分支電流中3、5、7、9、門次諧波分量諧波過流定值，各并補分支共用一份定值。定

22、值計算：“卜斗齊円如其中：K,可靠系數(shù)，一般取1.2：電容器允許諧波電流值.厶“=15人：動作吋限：/rfni=120S2.5差壓保護差壓保護是一種靈敏度高.保護圍大、不受合閘涌流、鬲次諧波及電壓波動影響的保護 方式。它能檢出電容器的部故障并限制事故擴大。動作方程：ucd uzd其中：%補裝置兩組串聯(lián)電容器之差電壓基波分董：uzri差壓定值；定值計算：確定電容器組中故障電容器端電壓超過1.1倍額定電壓時，熔斷器已切除電 容器的臺數(shù)K。其中：M聯(lián)電容器數(shù)；N串聯(lián)電容器數(shù)；D卜償度，一般取0. 12-0.13：nUX 線最高電壓；J電容器額定電壓；計算差壓：MJ = TN j)(M-K)=u 3i5KVN(M-K)(1-D) + K max計算定值：U吠= = = 2KV式中