雙側(cè)電源的35KV線路繼電保護(hù)課程設(shè)計

1、目 錄1 引言1 1.1 課程設(shè)計的目的1 1.2 設(shè)計任務(wù)1 1.3 對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求12 短路電流和電流保護(hù)的整定計算2 2.1設(shè)計內(nèi)容和要求2 2.2 線路的阻抗計算2 2.3 選出線路電流互感器變比3 2.4 系統(tǒng)中各點短路電流計算43 整定計算5 3.1 線路XL-1A段整定計算5 3.2 線路XL-4段整定計算64 繼電器的規(guī)格型號8 4.1 斷路器參數(shù)選擇8 4.2 電壓互感器的參數(shù)選擇8 4.3 電流互感器的參數(shù)選擇9 4.4 繼電器的選擇10 4.5 保護(hù)屏的設(shè)備表105 繼電保護(hù)展開圖11 5.1 XL-1繼電保護(hù)展開圖11 5.2 XL-4繼電保護(hù)展開圖126

2、 總結(jié)12 附錄 屏面布置圖12 參考文獻(xiàn)131 引言1.1 課程設(shè)計的目的繼電保護(hù)課程設(shè)計是配合電力系統(tǒng)繼電保護(hù)理論教學(xué)而設(shè)置的一門實踐性課程。通過本課程設(shè)計，使學(xué)生掌握和應(yīng)用電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計、整定計算、資料整理查詢和電氣繪圖等使用方法。在此過程中培養(yǎng)學(xué)生對各門專業(yè)課程整體觀的綜合能力，通過較為完整的工程實踐基本訓(xùn)練，為全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)及增強工作適應(yīng)能力打下一定的基礎(chǔ)。本課程主要設(shè)計35KV線路繼電保護(hù)的原理、配置及整定計算，給今后繼電保護(hù)的工作打下良好的基礎(chǔ)。1.2 設(shè)計任務(wù)（1）選出線路XL1A側(cè)，XL4線路電流互感器變比。 （2）選出線路XL1A側(cè)，XL4線路保護(hù)方案并作出

3、整定計算。 （3）選出所需繼電器的規(guī)格 、型號。 （4）繪制出XL1，XL4繼電保護(hù)展開圖。 （5）變電所A母線的兩條引出線XL1，XL4共用一塊保護(hù)屏，并按中心線對稱布置,繪制出屏面布置圖及設(shè)備表。 （6）寫出說明書。1.3 對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求1）選擇性。繼電保護(hù)動作的選擇性是指保護(hù)裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。2）速動性。繼電保護(hù)的速動性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)以盡可能快的速度切除故障設(shè)備。故障后,為防止并列運行的系統(tǒng)失步,減少用戶在電壓降低情況下工作的時間及故障元件損壞程度，應(yīng)盡量地快速切除故障。3）靈敏性。繼

4、電保護(hù)的靈敏性是指保護(hù)裝置對于其應(yīng)保護(hù)的范圍內(nèi)發(fā)生故障的反應(yīng)能力。4）可靠性。繼電保護(hù)的可靠性是指保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)正常運行時不誤動;再規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時，應(yīng)可靠動作;而在不屬于該保護(hù)動作的其他任何情況下，應(yīng)可靠的不動作。（主保護(hù)對動作快速性要求相對較高；后備保護(hù)對靈敏性要求相對較高。）2 短路電流和電流保護(hù)的整定計算2.1設(shè)計內(nèi)容和要求原始資料：某雙側(cè)電源的35KV線路網(wǎng)絡(luò)接線（如下圖）： 圖2.1網(wǎng)絡(luò)接線圖已知：（1）、電廠為3臺3´6000KW、電壓等級為6、3KV的有自動電壓調(diào)節(jié)器的汽輪發(fā)電機，功率因數(shù)cosj=0.8，X d=0.125, X2 =0.15, 升壓站

5、為2臺容量各為10MVA的變壓器Ud =7.5%，各線路的長度XL1為20KM；XL2為50KM；XL3為25KM；XL4為14KM；XL5為40KM（2）、電廠最大運行方式為3臺發(fā)電機、2臺變壓器運行方式，最小運行方式為2臺發(fā)電機、2臺變壓器運行方式；XL1線路最大負(fù)荷功率為10MW，XL4線路最大負(fù)荷功率為6MW。（3）、各可靠系數(shù)設(shè)為：KIrel =1.2，KIIrel =1.1，KIIIrel =1.2，XL1線路自起動系數(shù)KMs =1.1，XL4線路自起動系數(shù)KMs =1.2，XL5線路過流保護(hù)的動作時限為1.6秒, XL3線路C側(cè)過流保護(hù)的動作時限為1.0秒，保護(hù)操作電源為直流22

6、0V。（4）、系統(tǒng)最大短路容量為169MVA ,最小短路容量為159MVA。2.2 線路的阻抗計算1、35KV輸電線路長度L1=20Km、L2=50Km、L3=25Km、L4=14Km、L5=40Km。 線路電抗X=0.4/Km 選取基準(zhǔn)值 SB=100MVA Uav=UB=37KV 發(fā)電機的阻抗值：變壓器的阻抗值 各線路的阻抗值：XL1=L1×X=20×0.4=8 XL2=L2×X=50×0.4=20XL3=L3×X=25×0.4=10 XL4=L4×X=14×0.4=5.6 XL5=L4×X=40&#

7、215;0.4=16由 得系統(tǒng)最小阻抗： 系統(tǒng)最大阻抗: 系統(tǒng)最小阻抗標(biāo)么值： 系統(tǒng)最大阻抗標(biāo)么值： 35KV下的電流基準(zhǔn)值: 2.3 選出線路電流互感器變比1、 變壓器一次額定電流35KV側(cè) 6.3kv 側(cè) 2、線路XL-1A側(cè),XL-4線路電流互感器變比 35kv 側(cè)計算變比 N= =57.146 變比選取 300/56.3kv 側(cè)計算變比 N= =190.492 變比選1000/52.4 系統(tǒng)中各點短路電流計算1、當(dāng)A點短路時，系統(tǒng)等效阻抗計算圖如下：圖2.2 A點短路時的等效阻抗計算圖當(dāng)系統(tǒng)在最大運行方式下時：短路點左邊的等效阻抗：短路點右邊的等效阻抗： 系統(tǒng)短路阻抗： 短路電流： 當(dāng)

8、系統(tǒng)在最小運行方式下時： 短路點左邊的等效阻抗：短路點右邊的等效阻抗： 系統(tǒng)短路阻抗： 短路電流： 2、 其他各點的短路阻抗及短路電流計算類似A點，將計算結(jié)果列入下表2-1表2-1 短路計算結(jié)果相關(guān)量ABCD系統(tǒng) 5.211.3112.6010.818.10 7.4311.8613.2812.98 8.6（A）214015661591.813572106.5 (A)1677.41356.51485.71155.61950.53 整定計算3.1 線路XL-1A段整定計算 段保護(hù)1）動作電流。線路AB末端的最大三相短路電流為 保護(hù)的第段動作電流為 2）保護(hù)范圍校驗。根據(jù) 得因此II段保護(hù)，一般取為

9、1.11.2，=1.11.59kA=1.749kA=,不滿足要求。降低整定值為1043.46A,此時靈敏度為1.3，滿足靈敏度要求III段保護(hù)I=5.3>1.31.5,滿足要求。3.2 線路XL-4段整定計算段保護(hù)1）線路AD末端的最大三相短路電流為 保護(hù)的第段動作電流為 2）保護(hù)范圍校驗。根據(jù) 得因此由此可知此段保護(hù)不滿足要求，采用瞬時電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)整定計算和校驗：動作電流 。 保護(hù)范圍校驗。根據(jù)得因此由此可知滿足要求。II段保護(hù)，一般取為1.11.2，=1.12.23kA=2.453kA=,不滿足要求。降低整定值為888.9安培,此時靈敏度為1.3，滿足靈敏度要求III段保護(hù)I

10、=6.9>1.31.5,滿足要求。4 繼電器的規(guī)格型號4.1 斷路器參數(shù)選擇(1)斷路器的額定電壓不小于裝設(shè)電路所在電網(wǎng)的額定電壓。(2)斷路器的額定電流不小于通過斷路器的最大持續(xù)工作電流。(3)斷路器的額定關(guān)合電流不小于短路沖擊電流。(4)斷路器的斷流能力，一般可按斷路器的額定開斷電流Iekd大于或等于斷路器觸頭剛分開時實際開斷的短路電流周期分量有效值Izk來選擇，即IekdIzk。(5)動穩(wěn)定應(yīng)滿足條件為：ichidw。ich三相短路沖擊電流的幅值；idw 設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流（極限電流）峰值。(6)熱穩(wěn)定應(yīng)滿足條件為：Qdt。(7)關(guān)于分合閘時間，對于110KV以上的電網(wǎng)，當(dāng)電

11、力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時，分閘時間不宜大于0.04s，用于電氣制動回路的斷路器，其合閘時間不宜大于0.040.06s 。由于線路上最大的短路電流為，故選型號為ZW7-40.5的斷路器。4.2 電壓互感器的參數(shù)選擇(1)一次電壓U1：1.1UnU10.9 Un.Un為電壓互感器額定一次線電壓，1.1和0.9是允許的一次電壓的波動范圍，即為±10% Un。(2)二次電壓：電壓互感器二次電壓，應(yīng)根據(jù)使用情況，選用所需二次額定電壓U2n如表3-1所示。繞組主二次繞組附加二次繞組高壓側(cè)接入方式接于線電壓上接于相電壓上用于中性點直接接地系統(tǒng)中用于中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中二次額定電壓

12、（V）100100/100100/3表4-1 電壓互感器二次額定電壓選擇表準(zhǔn)確等級：電壓互感器應(yīng)在哪一級下工作需根據(jù)接入的測量儀表，繼電器和自動裝置等設(shè)備對準(zhǔn)確等級的要求確定。二次負(fù)荷S2：S2Sn。型式的選擇：330kV及以上配電裝置，高容量和準(zhǔn)確度等級滿足要求時，一般采用電容式電壓互感器。在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器組。而對XL-1A側(cè)電壓、電流互感器的選擇因為電壓互感器的變比為： /，電壓互感器的型號：JDJJ-354.3 電流互感器的參數(shù)選擇(1)一次回路電壓：UgUn。 Ug為電流互感器安裝處一次回路工作電壓，Un為電流

13、互感器額定電壓。(2)一次回路電流：Ig.maxI1n。 Ig.max為電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流，I1n為電流互感器原邊額定電流。(3)準(zhǔn)確等級：電流互感器準(zhǔn)確等級的確定與電壓互感器的相同，需先知電流互感器二次回路所按測量儀表的類型及對準(zhǔn)確等級的要求，并按準(zhǔn)確等級要求最高的表計來選擇。(4)二次負(fù)荷S2：S2Sn。(5)熱穩(wěn)定校驗：(KrIe1)2tQdQd為短路熱效應(yīng)；Kr為熱穩(wěn)定倍數(shù)，它等于互感器1s熱穩(wěn)定電流與一次額定電流Ie1之比。(6)動穩(wěn)定校驗：（Kd×Ie1）ich(2) XL-1A側(cè)段保護(hù)的動作電流與電流互感器的二次側(cè)比值為：1.195984908*2/

14、0.005=478.3939632由此可知電流互感器的變比為：300/5電流互感器的型號：LDJ835XL-4電流互感器的選擇，XL-4段保護(hù)的動作電流與電流互感器的二次側(cè)比值為：0.16767416*2/0.005=67.069664由此可知電流互感器的變比為：1000/5電流互感器的型號：LQZ-354.4 繼電器的選擇繼電器額定工作電壓的選擇繼電器額定工作電壓是繼電器最主要的一項技術(shù)參數(shù)。在使用繼電器時，應(yīng)該首先考慮所在電路(即繼電器線圈所在的電路)的工作電壓，繼電器的額定工作電壓應(yīng)等于所在電路的工作電壓。一般所在電路的工作電壓是繼電器額定工作電壓的0.86。注意所在電路的工件電壓千萬不

15、能超過繼電器額定工作電壓，否則繼電器線圈燒毀。線路XL-1A側(cè)的繼電保護(hù)所需繼電器：XL-1B側(cè)短路時，段保護(hù)的二次側(cè)動作電流為： *（5/300）=1.044230626*（5/300）=0.002088461（kA）段保護(hù)的二次側(cè)動作電流為： *（5/300）=0.256168858*（5/300）=0.000512337（kA）所以繼電器選用DL-33,2A, 0.5-2A。XL-4所需繼電器的規(guī)格、型號：XL-4末端短路時，段保護(hù)的二次側(cè)動作電流為： *（5/1000）=0.16767416*（5/1000）=0.000335348（kA）所以繼電器KS2選用MY2K-US、 KM3選

16、用JL14-12Z、KM4選用JL14-12Z。4.5 保護(hù)屏的設(shè)備表 表 4-2 保護(hù)屏的設(shè)備表編號名稱型號規(guī)格代號整定范圍數(shù)量（只）1電流繼電器DL-33 KA0.6安32電壓繼電器K8AB-VS2KV100伏3 3速斷電流繼電器DL-33KA16安34時間繼電器JT3-10KT DC12V 5A15中間繼電器JL14-12ZKM5A 36按鈕LA2S347功率方向繼電器BG-12KAV100V 50HZ38信號燈AD11-25HL69過電流繼電器DL-33KA12A310信號繼電器MY2K-USKSDC12V 5A35 繼電保護(hù)展開圖5.1 XL-1繼電保護(hù)展開圖圖5.1XL-1繼電保護(hù)展開圖5.2 XL-4繼電保護(hù)展開圖圖5.2 XL-4繼電保護(hù)展開圖6 總結(jié)在這一個多星期的課程設(shè)計里，我通過不斷地學(xué)習(xí)探索，專業(yè)理論知識得到了很大的提升，實