kv電網(wǎng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)

1、35kv電網(wǎng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)摘要本次課程設(shè)計(jì)的題目是35KV電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)距離保護(hù)。主要任務(wù)是為保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行,需要對(duì)電網(wǎng)配置完善的繼電保護(hù)裝置.根據(jù)該電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、電壓等級(jí)、線路長(zhǎng)度、運(yùn)行方式以及負(fù)荷性質(zhì)的要求，給35KV的輸電線路設(shè)計(jì)合適的繼電保護(hù)。根據(jù)給定的相關(guān)數(shù)據(jù)，首先設(shè)計(jì)了輸電線路圖，然后進(jìn)行整定計(jì)算。根據(jù)對(duì)距離保護(hù)I，II， III段保護(hù)的整定計(jì)算，熟悉距離保護(hù)的基本原理。根據(jù)這次設(shè)計(jì)總結(jié)距離保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)。并對(duì)這次設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)。關(guān)鍵詞：35kv繼電保護(hù)、整定計(jì)算、故障分析、短路電流計(jì)算第一章 概論21.1繼電保護(hù)的基本概念2第二章 距離保護(hù)的要求32.1 電力系統(tǒng)距離保護(hù)3距離

2、保護(hù)概念及適用范圍3距離保護(hù)的時(shí)限特性32.2 阻抗繼電器4第三章 距離保護(hù)的計(jì)算53.1 系統(tǒng)電路圖53.2 短路電流計(jì)算53.3 距離保護(hù)的整定83.4本設(shè)計(jì)的具體計(jì)算13距離保護(hù)I段的整定計(jì)算13距離保護(hù)II段的整定計(jì)算和校驗(yàn)13距離保護(hù)III段的整定計(jì)算和校驗(yàn)14第四章 距離保護(hù)的評(píng)價(jià)154.1距離保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍15第五章 設(shè)計(jì)心得16參考文獻(xiàn)17第一章 概論1.1繼電保護(hù)的基本概念 在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，外界因素（如雷擊、鳥害等）、內(nèi)部因素（絕緣老化，損壞等）及操作等，都可能引起各種故障及不正常運(yùn)行的狀態(tài)出現(xiàn)，常見的故障有：?jiǎn)蜗嘟拥兀蝗嘟拥?；兩相接地；相間短路；短路等。 電力系

3、統(tǒng)非正常運(yùn)行狀態(tài)有：過負(fù)荷，過電壓，非全相運(yùn)行，振蕩，次同步諧振，同步發(fā)電機(jī)短時(shí)失磁異步運(yùn)行等。 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障和不正常運(yùn)行情況時(shí)，用于快速切除故障，消除不正常狀況的重要自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備。電力系統(tǒng)發(fā)生故障或危及其安全運(yùn)行的事件時(shí)，他們能及時(shí)發(fā)出告警信號(hào)，或直接發(fā)出跳閘命令以終止事件。 繼電保護(hù)的基本任務(wù)： （1）自動(dòng)迅速，有選擇的跳開特定的斷路器（2）反映電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài) 電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的基本要求 ：速動(dòng)性，選擇性，靈敏性,可靠性。第二章 距離保護(hù)的要求2.1 電力系統(tǒng)距離保護(hù)距離保護(hù)概念及適用范圍距離保護(hù)是反應(yīng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離（或

4、阻抗）。并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。該裝置的主要元件為距離（阻抗）繼電器，它可根據(jù)其端子上所加的電壓和電流測(cè)知保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)間的阻抗值，此阻抗稱為繼電器的測(cè)量阻抗。當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處近時(shí)，其測(cè)量阻抗小，動(dòng)作時(shí)間短；當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處遠(yuǎn)時(shí)，其測(cè)量阻抗增大，動(dòng)作時(shí)間增長(zhǎng)，這樣就保證了保護(hù)有選擇性地切除故障線路。 用電壓與電流的比值(即阻抗)構(gòu)成的繼電保護(hù)，又稱阻抗保護(hù)，阻抗元件的阻抗值是接入該元件的電壓與 電流的比值：U/I=Z，也就是短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處的阻抗值。因線路的阻抗值與距離成正比，所以叫距離保護(hù)或阻抗保護(hù)。距離保護(hù)分為接地距離保護(hù)和相間距離保護(hù)等。 距離保護(hù)分的

5、動(dòng)作行為反映保護(hù)安裝處到短路點(diǎn)距離的遠(yuǎn)近。與電流保護(hù)和電壓保護(hù)相比，距離保護(hù)的性能受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較小。距離保護(hù)分為接地距離保護(hù)和相間距離保護(hù)等。距離保護(hù)適用于35kv及以上的電壓等級(jí)電路。距離保護(hù)的時(shí)限特性距離保護(hù)一般都作成三段式，第1段的保護(hù)范圍一般為被保護(hù)線路全長(zhǎng)的8085，動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間。第段的保護(hù)范圍需與下一線路的保護(hù)定值相配合，一般為被保護(hù)線路的全長(zhǎng)及下一線路全長(zhǎng)的3040，其動(dòng)作時(shí)限要與下一線路距離保護(hù)第1段的動(dòng)作時(shí)限相配合，一般為05s左右。第段為后備保護(hù)，其保護(hù)范圍較長(zhǎng)，包括本線路和下一線路的全長(zhǎng)乃至更遠(yuǎn)，其動(dòng)作時(shí)限按階梯原則整定。2.2 阻抗繼電器阻抗

6、繼電器針對(duì)的是線路的阻抗而言，故而分析線路阻抗是非常必要的。通常起動(dòng)元件采用過電流繼電器或阻抗繼電器。為了提高元件的靈敏度,也可采用反應(yīng)負(fù)序電流或零序電流分量的復(fù)合濾過器來作為起動(dòng)元件。第三章 距離保護(hù)的計(jì)算3.1 系統(tǒng)電路圖圖3-13.2 短路電流計(jì)算當(dāng)K2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，短路電流的計(jì)算如下：最大運(yùn)行方式下，K2點(diǎn)短路的等值電路圖 圖3-2-1 等值簡(jiǎn)化電路圖圖3-2-2最大運(yùn)行方式下k2短路時(shí)，A電站、C電站到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗分別為：XAK=5.333/2+0.75=3.417XCK=0.292+0.876+0.75+4/2=3.918A電站、C電站到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：XJSA=3.417

7、(23/0.8)/100=0.256 XJSC=3.918(24/0.8)/100=0.391查運(yùn)算曲線圖，得A、C短路電流標(biāo)幺值為：IA0.2*=3.175 IC0.2*=2.412 有名值為：IAK0.2=3.17515/(37)=0.74KA ICK0.2=2.41210/(37）=0.38KA最小運(yùn)行方式下，K2點(diǎn)短路的等值電路圖圖3-2-3等值簡(jiǎn)化電路圖：圖3-2-4最小運(yùn)行方式下k2短路時(shí)，A電站、C電站到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗分別為XAK=0.75+5.333=6.083XCK=0.292+0.876+0.75+4=5.917計(jì)算電抗為XJSA=6.0833.75/100=0.228

8、XJSC=5.9175/100=0.30查運(yùn)算曲線圖，得A、C短路電流標(biāo)幺值為IB0.2*=3.433 IC0.2*=2.950 有名值為IAK0.2=3.4333.75/(37）=0.201KA ICK0.2=2.9505/(37）=0.23KA按照上述方法，可求得K3、K4、K5、K6、K7、K8點(diǎn)短路時(shí)相應(yīng)的短路電流。3.3 距離保護(hù)的整定 （1）距離I段的整定距離保護(hù)段無延時(shí)的速動(dòng)段它應(yīng)該只反映本線路的故障，下級(jí)出口處發(fā)生短路故障時(shí)應(yīng)可靠不動(dòng)作，所以測(cè)量元件的阻抗整定應(yīng)該躲過本線路末端短路時(shí)的測(cè)量阻抗來整定。即其中1.5, 滿足要求。距離保護(hù)III段的整定計(jì)算和校驗(yàn)(1)動(dòng)作阻抗：按躲

9、開最小負(fù)荷阻抗整定；Kzq=1,=1.15,=0.83， =1.5，I =1.75KAZLmin=0.9Ue/1.732Ifmax=0.935/1.7321.75=10.39=（ ZLmin）/ ( Kzq)=(0.83*10,39) /(1.5*1.15)=5(2)動(dòng)作時(shí)間：斷路器1的動(dòng)作時(shí)間為：= +t=1.5+0.5=2 s斷路器2的動(dòng)作時(shí)間為：t2= +t=2.0+0.5=2.5 s取其中較長(zhǎng)者，于是,斷路器1的動(dòng)作時(shí)間為：t1= +t=2.0+0.5=2.5 s(3)靈敏性校驗(yàn)： 本線路末端短路時(shí)的靈敏系數(shù)為： /Z12=5/0=1.5 ，滿足要求。第四章 距離保護(hù)的評(píng)價(jià)4.1距離保

10、護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍主要優(yōu)點(diǎn)：能滿足多電源復(fù)雜電網(wǎng)對(duì)保護(hù)動(dòng)作選擇性的要求；阻抗繼電器是同時(shí)反應(yīng)電壓的降低和電流的增大而動(dòng)作的，因此距離保護(hù)較電流保護(hù)有較高的靈敏度。其中段距離保護(hù)基本不受運(yùn)行方式的影響，而、段受系統(tǒng)運(yùn)行變化的影響也較電流保護(hù)要小一些，保護(hù)區(qū)域比較穩(wěn)定。主要缺點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)全線瞬動(dòng)。對(duì)雙側(cè)電源線路，將有全線的3040的第段時(shí)限跳閘，這對(duì)穩(wěn)定有較高要求的超高壓遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)來說是不能接受的。阻抗繼電器本身較長(zhǎng)復(fù)雜，還增設(shè)了振蕩閉鎖裝置，電壓斷線閉鎖裝置，因此距離保護(hù)裝置調(diào)試比較麻煩，可靠性也相對(duì)低些。應(yīng)用范圍：對(duì)不要求全線速動(dòng)的線路，可作為主保護(hù)，否則，可作為相間或接地故障的后備保護(hù)

11、。第五章 設(shè)計(jì)心得本次設(shè)計(jì)是針對(duì)35KV輸電線路在雙回路情況下進(jìn)行的分析計(jì)算和整定的。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)首先要設(shè)計(jì)線路圖。然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行距離保護(hù)的整定，并且對(duì)其進(jìn)行靈敏度較驗(yàn)。我認(rèn)為，在這次的課程設(shè)計(jì)中，在收獲知識(shí)的同時(shí)，還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過程中，我通過查找大量資料，與同學(xué)探討，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，通過本次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對(duì)社會(huì)的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。此次課程設(shè)計(jì)能順利的完成與同學(xué)和老師的幫助是分不開的，在對(duì)某些知識(shí)模棱兩可的情況下，多虧有同學(xué)的熱心幫助才可以度過難關(guān)；更與老師的悉心教導(dǎo)分不開，在有解不開的難題時(shí)，多虧老師們的耐心指導(dǎo)才使設(shè)計(jì)能順利進(jìn)行。很感謝學(xué)校和老師給我們安排了這次課程設(shè)計(jì)，讓我真正感受到的是合作的重要，許多時(shí)候都是組員的討論，老師的指導(dǎo)中的一句半句啟發(fā)了我，就出現(xiàn)的讓人欣喜的結(jié)果；理論知識(shí)同樣很重要，有些問題都是由于基礎(chǔ)知識(shí)掌握不好才出現(xiàn)的。在此衷心再次感謝老師的悉心教導(dǎo)和各位同學(xué)的幫助！