電力系統(tǒng)繼電保護課程設(shè)計報告

電力系統(tǒng)繼電保護課程設(shè)計報告院系名稱：業(yè)班級：學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：吳杰起止日期：2018.7.2-7.7指導(dǎo)教師評語：簽名：年月日摘要利用大接地電流系統(tǒng)中發(fā)生接地短路時出現(xiàn)的零序電流的特點，可以構(gòu)成反映零序電流大小的多段式零序電流保護。針對題目給的輸電線路進行繼電保護設(shè)計，采用三段式零序電流保護方法，確定出最大，最小運行方式下的等值阻抗。進行了接地短路的最大，最小短路電流的計算。進行了保護1，2，3的電流速斷保護整定計算，并計算各自的最小保護范圍。進行了保護2，3的限時電流速斷保護定值計算，并校驗了靈敏度。進行了保護1，2，3的過電流保護整定計算，確定保護1，2，3過電流保護動作時限，校驗保護1做近后備，保護2，3做遠后備的靈敏度。繪制三段式電流保護原理接線圖。并分析了動作過程。關(guān)鍵詞：繼電保護；零序電流保護；

目錄1緒論 42本設(shè)計的保護配置 52.1主保護配置 52.2后備保護配置 53短路電流及殘壓計算 63.1等效電路圖的建立 63.2保護短路點的選取 63.3短路電流的計算 74保護的配合和整定計算 104.1主保護的整定計算 104.2后備保護的整定計算： 105繼電保護設(shè)備的選擇 125.1電流互感器的選擇 125.2電壓互感器的選擇 136零序保護原理圖 14結(jié)論 15參考文獻 161緒論繼電保護裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分。對保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行，防止事故發(fā)生和擴大起到關(guān)鍵性的作用。由于電力系統(tǒng)的特殊性，電氣故障的發(fā)生是不可避免的，一旦發(fā)生局部電網(wǎng)和設(shè)備事故，而得不到有效的控制，就會造成對電網(wǎng)穩(wěn)定的破壞和大面積的停電事故?，F(xiàn)代化大電網(wǎng)對繼電保護的依賴性更強，對其動作正確率的要求更高。本文采用的是三段式零序電流保護。中性點直接接地，系統(tǒng)發(fā)生接地短路時，將有以下特征：1：系統(tǒng)中出現(xiàn)零序電流，且零序電流的分布與接地點的位置和數(shù)目有關(guān)。2：系統(tǒng)中出現(xiàn)零序電壓，且故障點零序電壓U最高，而變壓器中性點的零序電壓為0，保護安裝處母線A,B的零序電壓取決于變壓器的零序阻抗的大小。3：零序功率在故障處最大，零序功率的方向在故障線路上由線路指向母線。在非故障線路上卻從母線指向線路。4：在故障線路上，故障點的零序電壓和零序電流之間的相差角為Φ0，若取決于線路和變壓器的零序阻抗角Φk02本設(shè)計的保護配置2.1主保護配置電力系統(tǒng)正常運行時是三相對稱的，其零序、負序電流值理論上是零。多數(shù)的故障是不對稱的，其零序、負序電流電壓會很大，利用故障的不對稱性可以找到正常與故障的區(qū)別，并且這種差別是零和一個大數(shù)值的比較，差異較為明顯。所以零序電流保護廣泛使用在110kv及以上電壓等級的電網(wǎng)中。2.2后備保護配置零序過電流保護是零序電流保護的第III段，屬于后備保護，在I段和II段保護動作后仍不能切除故障時才動作。定時限零序過電流保護動作電流按照下列原則進行整定：(1)應(yīng)大于相鄰線路首端（本線路末端）三相短路時所出現(xiàn)的最大零序不平衡電流；(2)應(yīng)大于非全相運行時的零序電流；(3)與相鄰線路的零序電流II段或III段配合整定。應(yīng)選取其中較大者作為整定值。3短路電流及殘壓計算3.1等效電路圖的建立將本題中系統(tǒng)簡化成三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)，即正序網(wǎng)絡(luò)如圖3.1所示；負序網(wǎng)絡(luò)3.2所示，零序網(wǎng)絡(luò)，圖3.3所示。圖3.1正序網(wǎng)絡(luò)圖3.2負序網(wǎng)絡(luò)圖3.3零序網(wǎng)絡(luò)3.2保護短路點的選取母線A處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護2的最大零序電流。母線B處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護1和4的最大零序電流。母線C處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護3的最大零序電流。3.3短路電流的計算整理線路數(shù)據(jù)：LA-B=60X1.AB=X2.AB=ZABXB母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時的等值網(wǎng)絡(luò)：單相接地短路時，故障端口的正序阻抗為：Z3.1B母線正序等效電路圖故障端口的負序阻抗為：Z故障端口的零序阻抗為：

Z3.2B母線零序等效電路圖兩相接地短路時：

I單項接地短路時：IA母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時的等值網(wǎng)絡(luò)：單相接地短路時，故障端口的正序阻抗為：Z3.3A母線正序等效電路圖故障端口的負序阻抗為：Z故障端口的零序阻抗為：

Z3.4A母線零序等效電路圖兩相接地短路時：

I單項接地短路時：IC母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時的等值網(wǎng)絡(luò)：單相接地短路時，故障端口的正序阻抗為：Z3.5C母線正序等效電路圖故障端口的負序阻抗為：Z故障端口的零序阻抗為：

Z兩相接地短路時：

I單項接地短路時：I4保護的配合和整定計算4.1主保護的整定計算4.1.1動作值：（1）1處零序1段躲開下一條線路出口處出現(xiàn)的最大零序電流：I（1）1處零序2段與下一條線路1段配合，即與3的一段配合：II4.1.2動作時間:

II4.1.3靈敏度：Ksen.1（1）2處零序1段躲開下一條線路出口處出現(xiàn)的最大零序電流:II4.2后備保護的整定計算：4.2.1動作值：保護1的Ⅲ段保護按躲開末端最大不平衡電流計算：II保護2的Ⅲ段保護按躲開末端最大不平衡電流：II4.2.2動作時間：tt4.2.3靈敏度校驗：零序Ⅲ段保護的作用相當于相間短路的過電流保護。當作為本線路的主保護時，應(yīng)采用最小運行方式下本線路末端兩相短路時的電流進行校驗，要求1.3～1.5；當作為相鄰線路的后備保護時，則應(yīng)采用最小運行方式下相鄰線路末端兩相短路時的電流進行校驗，此時要求1.2。保護1的Ⅲ段保護作為近后備保護:Ksen.1保護1的Ⅲ段保護作為遠后備保護:K保護2的Ⅲ段保護作為近后備保護:Ksen.15繼電保護設(shè)備的選擇互感器分為電流互感器TA和電壓互感器TV，他們既是電力系統(tǒng)中的一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，同時也是隔離原件。他們將一次系統(tǒng)的高電壓，大電流，轉(zhuǎn)化成二次系統(tǒng)的低電壓，小電流，供測量，監(jiān)視，控制和繼電保護使用?；ジ衅鞯木唧w作用是：（1）將一次系統(tǒng)各級電壓均變成100V以下的低電壓，將一次系統(tǒng)各回路電流變成5A以下的小電流。以便于測量儀表和繼電器的小型化，系統(tǒng)化，標準化。（2）將一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)在電氣方面隔離，同時互感器二次側(cè)有一點可靠接地，從而保證了二次設(shè)備和人員的安全。5.1電流互感器的選擇電流互感器的一次回路額定電壓和電流的選擇。電流互感器一次回路額定電壓和電流選擇應(yīng)滿足：UI式中，UN為了確保所供儀表的準確度，互感器的一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能與最大工作電流接近。二次額定電流的選擇電流互感器的二次額定電流有5A和1A兩種。電流互感器的種類和型式選擇在選擇互感器時，應(yīng)根據(jù)安裝地點（屋內(nèi)，屋外）和安裝方式（穿墻式，支持式，裝入式）選擇相適應(yīng)的類別和型式。選用母線型電流互感器時，應(yīng)注意校核窗口的尺寸。電流互感器準確級的選擇為保證測量一起的準確度，互感器的準確級不得低于所供測量儀器的準確級。而為了保證互感器的準確級，互感器二次側(cè)所接實際負載Z21或所消耗的實際容量荷S2應(yīng)不大于該準確級所規(guī)定的額定負載ZN2或額定容量SN2即S或按規(guī)程要求連接導(dǎo)線應(yīng)采用不得小于1.5mm2的銅導(dǎo)線，實際工作中常取2.5mm2的銅線。計算出連接導(dǎo)線的電阻Rwi5.2電壓互感器的選擇（1）電壓互感器一次回路額定電壓選擇為了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的準確級下運行，電壓互感器的一次繞組所接電路網(wǎng)電壓應(yīng)在（1.1-0.9）UN1.1式中，UNi——電壓互感側(cè)一次側(cè)額定電壓。選擇時，滿足（2）電壓互感器二次側(cè)額定電壓的選擇。電壓互感器二次側(cè)額定線間的電壓為100V，要和所接用的儀表和繼電器相適應(yīng)。（3）電壓互感器的種類和型式的選擇電壓互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點和使用條件進行選擇。本題中選用的是電壓互感器型號為JDZJ-3。6零序保護原理圖零序保護原理圖為三段式電流保護。其原理圖如圖6.1所示圖6.1三段式電流保護原理圖結(jié)論

在中性點直接接地系統(tǒng)中，采用專門的零序電流保護，與利用三相星形接線的電流保護來保護單相短路相比較，具有一系列優(yōu)點:(1)相間短路的過電流保護是按躲開最大負荷電流整定，二次起動電流一般為5-7A;而零序過電流保護則按躲開不平衡電流整定，其值一般為2-3A。由于發(fā)生單相接地短路時，故故障相的電流與零序電流3I0(2)相間短路的電流速斷和帶限時電流速斷保護直接受系統(tǒng)運行方式變化的影響很大，而零序電流保護受系統(tǒng)運行方式變化的影響要小得多。而且，由于線路零序阻抗遠較正序阻抗為大，Xn=（2-3.5）X(3)當系統(tǒng)中發(fā)生某些不正常運行狀態(tài)時，如系統(tǒng)振蕩、短時過負荷等，其三相是對稱的，相間短路的電流保護均受它們的影響而可能誤動作，需要采取必要的措施予以防止，而零序電流保護則不受它們的影響。(4)在110kV及以上的高壓和超高壓系統(tǒng)中，單相接地故障約占全部故障的70%-90%，而且其它的故障也往往是由單相接地發(fā)展起來的。零序電流保護的缺點是:(1)對于