繼電保護(hù)整定計(jì)算課程設(shè)計(jì)

1、 課程設(shè)計(jì)報(bào)告名 稱(chēng)： 繼電保護(hù)定值計(jì)算 院 系： 電氣與電子工程學(xué)院 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)周數(shù)： 2周 成 績(jī)： 日期：年 月日 課程 課程設(shè)計(jì)（綜合實(shí)驗(yàn)）報(bào)告一、課程設(shè)計(jì)(綜合實(shí)驗(yàn))的目的與要求1. 課程設(shè)計(jì)的目的1.1 鞏固電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理課程的理論知識(shí)，掌握運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力。1.2 通過(guò)對(duì)國(guó)家行業(yè)頒布的有關(guān)技術(shù)規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)，建立正確的設(shè)計(jì)思想，理解我國(guó)現(xiàn)行的技術(shù)政策。1.3 初步掌握繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、步驟和方法。1.4 提高計(jì)算、制圖和編寫(xiě)技術(shù)文件的技能。2. 對(duì)課程設(shè)計(jì)的要求1.1 理論聯(lián)系實(shí)際。對(duì)書(shū)本理論知識(shí)的運(yùn)用和

2、對(duì)規(guī)程、規(guī)范的執(zhí)行必須考慮到任務(wù)書(shū)所規(guī)定的實(shí)際情況，切忌機(jī)械地搬套。1.2 獨(dú)立思考。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，既要盡可能參考有關(guān)資料和主動(dòng)爭(zhēng)取教師的指導(dǎo)，也可以在同學(xué)之間展開(kāi)討論，但必須堅(jiān)持獨(dú)立思考，獨(dú)自完成設(shè)計(jì)成果。1.3 認(rèn)真細(xì)致。在課程設(shè)計(jì)中應(yīng)養(yǎng)成認(rèn)真細(xì)致的工作作風(fēng)，克服馬虎潦草不負(fù)責(zé)的弊病，為今后的工作崗位上擔(dān)當(dāng)建設(shè)任務(wù)打好基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）正文1. 某一水電站網(wǎng)絡(luò)如圖4所示。 已知：a. 發(fā)電機(jī)為水輪立式機(jī)組，功率因數(shù)為0.8、額定電壓6.3kV、次暫態(tài)電抗為0.2，負(fù)序阻抗為0.24； b. 水電站的最大發(fā)電容量為2×5000kW，最小發(fā)電容量為5000kW，正常運(yùn)行方式發(fā)

3、電容量為2×5000kW； c. 平行線路L1、L2同時(shí)運(yùn)行為正常運(yùn)行方式； d. 變壓器的短路電壓均為10，接線方式為Yd-11，變比為38.5/6.3kV。 e. 負(fù)荷自起動(dòng)系數(shù)為1.3 ； f. 保護(hù)動(dòng)作是限級(jí)差t 0.5s ； g. 線路正序電抗每公里均為 0.4 ，零序電抗為3倍正序電抗； 圖4試求：（注：由于電壓互感器和電流互感器的變比未知，計(jì)算結(jié)果均為一次值）a. 確定水電站發(fā)電機(jī)、變壓器相間短路主保護(hù)、后備保護(hù)的配置方式； (一) 對(duì)于水電站發(fā)電機(jī)，相間短路保護(hù)的主保護(hù)采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，后備保護(hù)應(yīng)配置低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)和阻抗

4、保護(hù)。發(fā)電機(jī)主保護(hù)采用比率制動(dòng)式縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，整定計(jì)算如下：1) 計(jì)算發(fā)電機(jī)額定電流一次側(cè)額定電流2) 確定最小動(dòng)作電流取0.2倍額定電流，動(dòng)作值為114.6A3) 制動(dòng)特性拐點(diǎn)電流4) 確定制動(dòng)特性曲線斜率K機(jī)端保護(hù)區(qū)外三相短路時(shí)流過(guò)發(fā)電機(jī)的最大短路電流差動(dòng)回路最大不平衡電流最大動(dòng)作電流則5) 靈敏度校驗(yàn)按發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)斷開(kāi)且機(jī)端保護(hù)區(qū)內(nèi)兩相短路時(shí)的短路電流校核流入差動(dòng)回路的電流制動(dòng)電流相應(yīng)的動(dòng)作電流靈敏系數(shù)，滿足要求。6) 差動(dòng)速斷動(dòng)作電流(二) 對(duì)于變壓器，相間短路的主保護(hù)采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，并配置復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)或低電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)。b. 確定6QF斷路器的保護(hù)配置

5、方式，計(jì)算它們的動(dòng)作定值、動(dòng)作時(shí)限，并進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)；電流速斷保護(hù)定值計(jì)算如下：系統(tǒng)等值電路的參數(shù)標(biāo)么值，選取 ，各部分等值參數(shù)如下：發(fā)電機(jī) 變壓器輸電線路系統(tǒng)等值阻抗圖如下：無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)按躲過(guò)本線路末端發(fā)生短路時(shí)的最大短路電流整定。最大短路電流動(dòng)作定值電流速斷保護(hù)保護(hù)范圍校驗(yàn)：保護(hù)范圍校驗(yàn)不滿足要求因?yàn)樵摫Ｗo(hù)位于保護(hù)的最后一級(jí)，且因?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行方式變化大，一般的電流保護(hù)均無(wú)法滿足要求，故采用距離保護(hù)。配置距離保護(hù)段和段，整定計(jì)算如下：距離保護(hù)段為無(wú)時(shí)限的速動(dòng)段，整定阻抗距離保護(hù)段按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定距離保護(hù)段整定值距離保護(hù)段靈敏度校驗(yàn)靈敏度滿足要求距離保護(hù)段動(dòng)作時(shí)間：c.

6、確定平行線路L1、L2的的1QF、3QF相間短路主保護(hù)和后備保護(hù)，計(jì)算它們的動(dòng)作定值、動(dòng)作時(shí)限，并進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)；因?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行方式變化大，一般的電流保護(hù)均無(wú)法滿足要求，故采用距離保護(hù)。由于距離保護(hù)段在霜回線并列運(yùn)行時(shí)線路末端短路時(shí)易誤動(dòng)，故配置距離保護(hù)段和段。以1QF為例，整定計(jì)算如下：距離保護(hù)段為無(wú)時(shí)限的速動(dòng)段，整定阻抗距離保護(hù)段按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定距離保護(hù)段整定值距離保護(hù)段靈敏度校驗(yàn)靈敏度滿足要求距離保護(hù)段動(dòng)作時(shí)間：3QF的整定計(jì)算過(guò)程和結(jié)果與1QF相同d. 假設(shè)平行線路L1、L2兩側(cè)配置有三相重合閘，計(jì)算三相重合閘裝置的整定值。三相重合閘時(shí)間e. 繼電保護(hù)6QF的接線圖及展

7、開(kāi)圖。 2.已知一配電網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。已知：a. 系統(tǒng)中各變壓器參數(shù)如圖所示，忽略變壓器電阻；b. 變壓器T1與T2之間的電纜L1參數(shù)：，,母線LA與LE之間的電纜L2參數(shù)：，,。c. 變壓器T1、T2參數(shù)如圖中所示，其中變壓器T1中性線阻抗Z0=20W。d. 高壓母線HA以上部分的在10kV電壓等級(jí)下系統(tǒng)阻抗為：， e. 低壓0.4kV開(kāi)關(guān)CB510下級(jí)直接與負(fù)荷相連，400A為其額定電流。低壓開(kāi)關(guān)CB504、CB505也是如此。試求：a. 電力系統(tǒng)中各斷路器所配置的電流三段式保護(hù)進(jìn)行定值整定，進(jìn)行靈敏性校驗(yàn)；(一) 短路計(jì)算系統(tǒng)各部分的等值阻抗標(biāo)么值，選取基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓為平均電壓高壓母

8、線HA以上部分變壓器T1和T2電纜線路L1和L2系統(tǒng)等值阻抗圖如下：系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下電纜線路L1末端三相短路時(shí)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下電纜線路L1末端兩相短路時(shí)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下變壓器T2末端三相短路時(shí)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下變壓器T2末端兩相短路時(shí)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下電纜線路L2末端三相短路時(shí)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下電纜線路L2末端兩相短路時(shí)(二) 整定計(jì)算電流保護(hù)段整定對(duì)CB107 動(dòng)作電流對(duì)CB108 動(dòng)作電流對(duì)CB503 動(dòng)作電流對(duì)CB506 動(dòng)作電流對(duì)CB504 動(dòng)作電流對(duì)CB505 動(dòng)作電流電流保護(hù)段保護(hù)范圍校驗(yàn)對(duì)CB107 對(duì)CB503 電流保護(hù)段整定對(duì)CB107 動(dòng)作電流對(duì)CB108 動(dòng)作電流對(duì)

9、CB107 動(dòng)作時(shí)間對(duì)CB108 動(dòng)作時(shí)間電流保護(hù)段靈敏度校驗(yàn)對(duì)CB107 對(duì)CB108 電流保護(hù)段整定對(duì)CB107 動(dòng)作電流對(duì)CB108 動(dòng)作電流對(duì)CB503 動(dòng)作電流對(duì)CB506 動(dòng)作電流對(duì)CB504 動(dòng)作電流對(duì)CB505 動(dòng)作電流電流保護(hù)段動(dòng)作時(shí)間整定對(duì)CB107 動(dòng)作時(shí)間對(duì)CB108 動(dòng)作時(shí)間對(duì)CB503 動(dòng)作時(shí)間對(duì)CB506 動(dòng)作時(shí)間對(duì)CB504 動(dòng)作時(shí)間對(duì)CB505 動(dòng)作時(shí)間b. 對(duì)系統(tǒng)中所配置的零序電流保護(hù)進(jìn)行定值整定，進(jìn)行靈敏性校驗(yàn)；根據(jù)系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式，可知在CB107上，可配置零序電流保護(hù)段和段，整定計(jì)算如下：L1線路末端母線發(fā)生接地短路故障時(shí)，各序阻抗分別為：在系統(tǒng)最

10、大運(yùn)行方式下，L1線路末端發(fā)生兩相接地短路故障時(shí)，零序電流在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，L1線路末端發(fā)生單相接地短路故障時(shí)，零序電流零序電流段零序電流段按躲過(guò)L1線路末端三相短路的最大不平衡電流整定零序電流段按本線路末端單相接地短路校驗(yàn)靈敏度靈敏度滿足要求c. 對(duì)配置繼電保護(hù)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，如有缺陷提出改進(jìn)措施。對(duì)CB107，通過(guò)整定計(jì)算可以看出，其電流保護(hù)段在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下對(duì)于相間短路故障不具有保護(hù)范圍且電流保護(hù)段的靈敏系數(shù)不滿足要求，應(yīng)加入低電壓?jiǎn)?dòng)元件，降低動(dòng)作定值，以適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化，提高靈敏度或者采用距離保護(hù)來(lái)替代電流保護(hù)。零序電流保護(hù)作為系統(tǒng)接地短路故障的主保護(hù)，由于受到系統(tǒng)中性點(diǎn)

11、接地方式的影響，在本配電網(wǎng)中，智能應(yīng)用在L1線路中。這樣，零序電流保護(hù)的作用范圍，且無(wú)法和相鄰的線路或變壓器配合。2. 110kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。已知：a. 線路AB、BC、AC的最大負(fù)荷電流分別為230、150、230，負(fù)荷的自起動(dòng)系數(shù)為1.5； b. 網(wǎng)絡(luò)中各線路采用帶方向或不帶方向的電流電壓保護(hù)、零序電流保護(hù)或距離保護(hù)，變壓器采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)，變壓器為，d11 接線； c. 發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為3×50，最小發(fā)電容量為1×50（2臺(tái)發(fā)變組停運(yùn)）； d. 各變電所引出線上的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間如圖示，后備保護(hù)的時(shí)限級(jí)差 t 0.5s ； e. 線路的電

12、抗每公里均為 0.4 ，忽律電阻； f. 電壓互感器的變比110/0.1，AB、AC線路電流互感器變比300/5，其它參數(shù)如圖所示。圖2 試求： a. 確定繼電保護(hù)1、 3、 5（或2、4、6）的保護(hù)配置方式，以及它們的動(dòng)作定值和動(dòng)作時(shí)限；繼電保護(hù)1、3應(yīng)配置三段式距離保護(hù)；繼電保護(hù)5應(yīng)配置距離保護(hù)段和段，整定計(jì)算如下：系統(tǒng)各部分歸算到110kV側(cè)的阻抗有名值線路母線B側(cè)一臺(tái)變壓器母線C側(cè)一臺(tái)變壓器距離保護(hù)段動(dòng)作值整定對(duì)1QF對(duì)3QF對(duì)5QF距離保護(hù)段均為無(wú)時(shí)限動(dòng)作，即動(dòng)作時(shí)限距離保護(hù)段動(dòng)作值整定對(duì)1QF與3QF距離保護(hù)段配合按躲過(guò)母線B處變壓器電壓側(cè)出口短路整定，此處分支系數(shù)綜上，取較小者，

13、即對(duì)3QF與5QF距離保護(hù)段配合按躲過(guò)母線C處變壓器電壓側(cè)出口短路整定，此處分支系數(shù)綜上，取較小者，即距離保護(hù)段動(dòng)作實(shí)現(xiàn)整定對(duì)1QF 對(duì)3QF 距離保護(hù)段靈敏度校驗(yàn)對(duì)1QF滿足要求對(duì)3QF滿足要求距離保護(hù)段動(dòng)作值整定對(duì)1QF，則對(duì)3QF，則對(duì)5QF，則距離保護(hù)段動(dòng)作時(shí)限整定對(duì)1QF對(duì)3QF對(duì)5QF，按躲過(guò)最大振蕩周期整定距離保護(hù)段靈敏度校驗(yàn)對(duì)1QF，線路AB末端短路時(shí)，靈敏系數(shù)為滿足要求相鄰線路BC末端短路時(shí)，靈敏系數(shù)為滿足要求對(duì)3QF，線路AB末端短路時(shí)，靈敏系數(shù)為滿足要求相鄰線路BC末端短路時(shí)，靈敏系數(shù)為滿足要求對(duì)5QF，線路AC末端短路時(shí)，靈敏系數(shù)為滿足要求b. 對(duì)本網(wǎng)絡(luò)所采用的保護(hù)進(jìn)行

14、評(píng)價(jià)。 本網(wǎng)絡(luò)為110kVd單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，系統(tǒng)運(yùn)行方式變化大。為了更好地適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化，本網(wǎng)絡(luò)采用了距離保護(hù)。它的保護(hù)區(qū)穩(wěn)定，靈敏度高。從整定值可以看出，線路兩側(cè)短路器在同一故障時(shí)動(dòng)作時(shí)間不一定相同，這可能不能達(dá)到保護(hù)對(duì)故障快速切除的要求。在需全線快速切除故障的保護(hù)中，距離保護(hù)還需和縱聯(lián)保護(hù)配合。三、課程設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)繼電保護(hù)中采用的電流保護(hù)、零序電流保護(hù)、距離保護(hù)、縱聯(lián)保護(hù)的基本原理有了更深入的理解，基本掌握了繼電保護(hù)整定計(jì)算的基本方法和步驟。繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)原則是滿足繼電保護(hù)的可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏性。在實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，遇到的情況可能更加復(fù)雜，需要靈活的配置保護(hù)方式，以滿足繼電保護(hù)“四性”的要求。當(dāng)保護(hù)不能滿足要求時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)母鼡Q保護(hù)的配置方式。此次課程設(shè)計(jì)，不僅鞏固和拓展了我的繼電保護(hù)知識(shí)，還加強(qiáng)了我分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，使我能更有耐心、更細(xì)心地解決問(wèn)題。在此次課程設(shè)計(jì)，讓我認(rèn)識(shí)到，扎實(shí)的理論知識(shí)必不可少，靈活處理問(wèn)題的能力不可或缺。這些都對(duì)我在將來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中大有裨益。四、參考文獻(xiàn)1 張保會(huì), 尹項(xiàng)根. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù). 中國(guó)電力出版社, 第一版