繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)對(duì)線路進(jìn)行三段電流保護(hù)的設(shè)計(jì)可讓不同的學(xué)生做處一至二處保護(hù)設(shè)計(jì)

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)語平時(shí)（30）修改（40）報(bào)告（30）總成績專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院2012年7月7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：E1153kV,Xg115,Xg310,L173.5km,L340km,Lbc50km,LCd30km,Lde20km,線路阻抗0.4Q/km,Krel1-2,KrelKrel1.15,IBCmax0.3kA,ICdmax0.2kA,IDEmax0.15kA,Kss1-5,Kre0.85圖1.1電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)9C試對(duì)線路進(jìn)行三段電流保護(hù)的設(shè)計(jì)?？勺尣煌膶W(xué)生做1、

2、2、3、4、5、&9處一至二處保護(hù)設(shè)計(jì)。1.2要完成的內(nèi)容本文要完成的內(nèi)容是對(duì)線路的電流保護(hù)原理和計(jì)算原則的簡述，并對(duì)線路各參數(shù)進(jìn)行分析及對(duì)保護(hù)3和保護(hù)5進(jìn)行電流保護(hù)的具體整定計(jì)算并注意有關(guān)細(xì)節(jié)。電流保護(hù)是對(duì)于反應(yīng)于短路電流幅值增大而動(dòng)作的電流保護(hù)。2分析課題內(nèi)容2.1規(guī)程(1) 110kV的線路的下列故障，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)設(shè)置: 相間短路 單相接地短路 過負(fù)荷(2) 110kV的線路后備保護(hù)配置宜采用遠(yuǎn)后備方式。(3) 接地短路，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置，并應(yīng)符合下列規(guī)定：宜裝設(shè)帶方向或不帶方向的階段式保護(hù)對(duì)零序電流保護(hù)不能滿足的線路，可裝設(shè)接地距離保護(hù)，并應(yīng)裝設(shè)一段或二段零序電流保護(hù)做

3、后備保護(hù)。2.2本設(shè)計(jì)保護(hù)配置主保護(hù)：相間橫聯(lián)電流速斷保護(hù)和限時(shí)電流速斷保護(hù)不滿足保護(hù)條件。所以本題目裝設(shè)相間距離保護(hù)做主保護(hù)。接于和電流的過電流保護(hù)或相電流保護(hù)應(yīng)做后備保護(hù)。3短路電流的計(jì)算3.1等效短路的建立3.2短路時(shí)阻抗的計(jì)算各個(gè)阻抗的計(jì)算：Xii73.50.429.4,X13400.416,Xbc500.420,Xcd300.412,Xde200.48系統(tǒng)最小運(yùn)行方式對(duì)應(yīng)的等值阻抗最大，則只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)行，相應(yīng)地有：Zs.maxXgiXli1529.444.4系統(tǒng)最大運(yùn)行方式對(duì)應(yīng)的等值阻抗最小，則有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)行，相應(yīng)的有:Zs.minXg1Xl1X©2Xl31529.4

4、101616.44保護(hù)配合與整定計(jì)算4.1主保護(hù)整定計(jì)算公式及校驗(yàn)原則電流保護(hù)的I段保護(hù)：I|K1setk.maxrel(4.1)電流保護(hù)的段保護(hù)：Ik11I1setrelset(4.2)電流保護(hù)的段保護(hù)：IIllKrjKss(4.3)Iset1l.maxKre4.2保護(hù)3的整定計(jì)算4.2.1整定保護(hù)3的I段保護(hù)(1) 動(dòng)作電流動(dòng)作電流(Iset5)大于在最大運(yùn)行方式下母線上三相短路的最大短路1電流，由公式(4.1)計(jì)算式為Ikc.maxXs.minXbc16.41500.41.82(kA)1set31kc.maxKrel1821.22.19(kA)(2) 動(dòng)作時(shí)間第I段實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置

5、本身的固有時(shí)間。七5=(0)s(3)長度校驗(yàn)按在最小運(yùn)行方式下兩相短路進(jìn)行校驗(yàn)，電流速斷保護(hù)的最小保護(hù)范圍長度要求大于被保護(hù)線路全長的15%至20%。計(jì)算式最小保護(hù)范圍為3E7-Zs.minL.minZ157-44.4藝廠-45.3(km綜上：保護(hù)3處的電流速斷保護(hù)在最小運(yùn)行方式下沒有保護(hù)區(qū)。4.2.2整定保護(hù)3的U段保護(hù)(1) 動(dòng)作電流限時(shí)電流保護(hù)的保護(hù)范圍不超過下級(jí)線路速斷保護(hù)的范圍，保護(hù)3的U段整定需與保護(hù)2的I段整定值配合，由公式(4.2)得計(jì)算式為:115IkDmaXXs.maxXbcXcd16.42012'(從)Iset2KreiIkDmax1.21.371.65(kA)故

6、Iset3KrelIset2帖1.651.89(kA)(2) 動(dòng)作時(shí)間動(dòng)作時(shí)限比下級(jí)線路的速斷保護(hù)高出一個(gè)時(shí)間階梯。t3=1.5(s)(3) 靈敏度校驗(yàn)保護(hù)線路末端最小兩相短路電流與動(dòng)作電流的比值，計(jì)算式為I3E3IkC.minX2入s.maxXBC2115-/3-0.89(kA)44.420需0.47所以3處保護(hù)的靈敏系數(shù)為Ksen3區(qū)聲Iset3不滿足Kslt31.2的要求，此處應(yīng)加裝距離保護(hù)與電流速斷保護(hù)共同構(gòu)成主保護(hù)。4.2.3整定保護(hù)3的后備保護(hù)(1) 動(dòng)作電流啟動(dòng)電流(is；t5)按照躲開最大負(fù)荷電流來整定，當(dāng)電流的幅值超過最大負(fù)荷電流值時(shí)啟動(dòng)。由公式(4.3)得計(jì)算式為Iset“

7、仏IBC.max°.609(kA)Kre0.85動(dòng)作時(shí)間動(dòng)作時(shí)間比下級(jí)線路的過電流保護(hù)高出一個(gè)時(shí)間階梯t3=2(s)靈敏度校驗(yàn)當(dāng)保護(hù)3作為近后備保護(hù)時(shí)，按最小運(yùn)行方式下本線路末端兩相短路時(shí)的電流進(jìn)行校驗(yàn)。計(jì)算式為I覺D.min2Zs.max乙仝人0.892(kA)244.4201D.minset.21set.308921.471.20.609當(dāng)保護(hù)3作為遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，按最小運(yùn)行方式下相鄰線路末端兩相短路時(shí)的短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。計(jì)算式為D.minZs.maxZBCZCD344.420120.75(kA)Kset2上皿竺51.231.2Iset.30.609由計(jì)算得知3的段保護(hù)滿足近后備和

8、遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度的要求4.3保護(hù)5的整定計(jì)算4.3.1整定保護(hù)5的I段保護(hù)(1)動(dòng)作電流動(dòng)作電流(ls；t)大于在最大運(yùn)行方式下母線上三相短路的最大短路電流，由公式(4.1)計(jì)算式為Ik。max.5115/3XG1ZL1國絲1.49(kA)1529.4Iset.5l；elIk41.21.491.79(kA)(2)動(dòng)作時(shí)間第I段實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置本身的固有時(shí)間t5=0(s)(3)長度校驗(yàn)流過保護(hù)5的電流為:11531.09(kA)44.416遠(yuǎn)小于躲過保護(hù)4處母線三相短路求得的整定值，所以，保護(hù)僅靠定值就能保證反向故障不誤動(dòng)作。Ik5X-VXs.minXL35不必安裝方向元件4.3.2整定保

9、護(hù)5的U段保護(hù)(1)動(dòng)作時(shí)間(鳥5)G1圖4.1G1與Gb構(gòu)成雙端網(wǎng)絡(luò)G3當(dāng)II段與Gi配合時(shí)，為雙端網(wǎng)絡(luò)，如圖3所示，此時(shí)需要加裝方向保護(hù)元件，這樣可以判斷如圖所示短路情況。當(dāng)BF段發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)8的方向?yàn)榫€路流向母線,所以保護(hù)8閉鎖，保護(hù)5和保護(hù)4開放。這樣，就可以讓保護(hù)4動(dòng)作，切斷短路電流，而不至于擴(kuò)大短路范圍當(dāng)II段與保護(hù)3配合時(shí)，限時(shí)電流保護(hù)的保護(hù)范圍不超過下級(jí)線路速斷保護(hù)的范圍，此時(shí)需考慮分支系數(shù)。計(jì)算式為XG1Li*XiXgiLi*XiXg3L3*Xi1529.4i529.420i60.63ils；t；Kre/Iseci.i50.632.i9i.59(kA)Kbr動(dòng)作時(shí)間動(dòng)作時(shí)

10、限比下級(jí)線路的速斷保護(hù)高出一個(gè)時(shí)間階梯t5=2(s)(3) 靈敏度校驗(yàn)保護(hù)線路末端最小兩相短路電流與動(dòng)作電流的比值，計(jì)算式為kBmin2XgiXLi-3115321529.41.29(kA)IIset5IkBminJs；51.391.2滿足要求4.3.3整定保護(hù)5過電流保護(hù)(1)動(dòng)作電流啟動(dòng)電流Iset5按照躲開最大負(fù)荷電流來整定，當(dāng)電流的幅值超過最大負(fù)荷電流值時(shí)啟動(dòng)。計(jì)算式為setKrelKssKreBC.max1.151.50.30.850.609(kA)(2) 動(dòng)作時(shí)間動(dòng)作時(shí)間比下級(jí)線路的過電流保護(hù)高出一個(gè)時(shí)間階梯。t52.5(s)(3) 靈敏度校驗(yàn)當(dāng)保護(hù)5作為近后備保護(hù)時(shí)，按最小運(yùn)行方

11、式下本線路末端兩相短路時(shí)的電流進(jìn)行校驗(yàn)。由公式(4.3)計(jì)算式為Ksen5IBmin：Iset512.16滿足要求。當(dāng)保護(hù)5作為遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，按最小運(yùn)行方式下相鄰線路末端兩相短路時(shí)的短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。由公式（4.3）計(jì)算式為Ksen5LminIs；t549滿足要求。5互感器的選擇保護(hù)用電流互感器，就是將線路上的電流變?yōu)橐欢ù笮〉碾娏?，給繼電器等保護(hù)裝置供電。當(dāng)線路上發(fā)生短路或其它故障，使線路上電流劇增時(shí)，通過電流互感器供給繼電器等保護(hù)裝置的電流也劇增，使繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷故障線路。6原理接線圖圖4三段式電流保護(hù)的原理接線圖7保護(hù)評(píng)價(jià)本設(shè)計(jì)中采用了三段電流保護(hù)作為主保護(hù)保護(hù)3：由于保護(hù)3的II不滿足要求，主保護(hù)為電流速斷保護(hù)和距離保護(hù)。保護(hù)5：由于保護(hù)5的II段要考慮兩種情況，所以保護(hù)9、84應(yīng)該加裝功率方向保護(hù)，因此主保護(hù)是電流速斷保護(hù)和功率方向保護(hù)，后備保護(hù)是過電流保護(hù)。參考文獻(xiàn)1 張保會(huì),尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理M.武漢:中國電力出版社,2009:56-59.2 王廣延,呂繼韶.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與運(yùn)行分析M.中國電力出版社,1998:34-38.3 楊正理潢其新，王士政電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與應(yīng)用M.機(jī)械工業(yè)出版社，2010:60-77.4 劉學(xué)軍.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)M