電流保護(hù)整定計(jì)算

第一章課程設(shè)計(jì)的目的為了進(jìn)一步加深對(duì)理論知識(shí)的理解，本專業(yè)特安排了本次課程設(shè)計(jì)。電能是現(xiàn)代社會(huì)中最重要、最方便的能源。在輸送電能的過(guò)程中,電力系統(tǒng)希望線路有比較好的可靠性,因此在電力系統(tǒng)受到外界干擾時(shí),保護(hù)線路的各種繼電裝置應(yīng)該有比較可靠的、及時(shí)的保護(hù)動(dòng)作,從而切斷故障點(diǎn)，極大限度的降低電力系統(tǒng)的停電范圍。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)就是為達(dá)到這個(gè)目的而設(shè)置的。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)與配置是否合理直接影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，如果設(shè)計(jì)與配置不合理，保護(hù)將可能誤動(dòng)或拒動(dòng)，從而擴(kuò)大事故停電范圍，有時(shí)還可能造成人身和設(shè)備安全事故。因此，合理地選擇保護(hù)方式和正確地整定計(jì)算，對(duì)保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有非常重要的意義。通過(guò)此次線路保護(hù)的設(shè)計(jì)可以鞏固我們本學(xué)期所學(xué)的《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》這一課程的理論知識(shí)，能提高我們提出問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。第二章保護(hù)方案的可行性分析選擇保護(hù)方式時(shí)，希望能全面滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求。力求采用最簡(jiǎn)單的保護(hù)裝置來(lái)滿足系統(tǒng)的要求。只有簡(jiǎn)單的保護(hù)裝置不能達(dá)到目的時(shí)，才考慮采用較復(fù)雜的保護(hù)裝置。對(duì)于35KV的單側(cè)電源供電網(wǎng)常采取三段式電流保護(hù)的保護(hù)方式。由于WL1段位于單側(cè)電源的最靠近電源側(cè)，所以必須進(jìn)行=1\*ROMANI、=2\*ROMANII、=3\*ROMANIII段保護(hù);對(duì)WL2段只進(jìn)行=1\*ROMANI、=3\*ROMANIII段保護(hù)。WL2段由于=2\*ROMANII段不能保護(hù)下一段，只能保護(hù)本條線路全長(zhǎng)。因此對(duì)WL2段進(jìn)行=3\*ROMANIII段保護(hù)作為WL2段主保護(hù)拒動(dòng)的近后備和WL3段的線路保障和斷路器拒動(dòng)的遠(yuǎn)后備。對(duì)WL3段只進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)作為主保護(hù)，而WL2段=3\*ROMANIII段為其遠(yuǎn)后備保護(hù)。第三章電網(wǎng)的電流保護(hù)原理電網(wǎng)發(fā)生短路時(shí)電流增加、電壓降低，繼電保護(hù)裝置就是主要利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電氣量的變化，構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作的原理的，也有其他的物理量，繼電保護(hù)裝置一般都包括測(cè)量部分(和定值調(diào)整部分)、邏輯部分、執(zhí)行部分利用故障點(diǎn)的電流增加、電壓降低可構(gòu)成電流電壓保護(hù)，電流保護(hù)主要包括：無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)，限時(shí)電流速斷保護(hù)和定時(shí)限過(guò)流保護(hù)（三段式電流保護(hù)）。1.電流速斷保護(hù)（電流保護(hù)I段）：根據(jù)繼電器保護(hù)速動(dòng)性的要求，保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障的時(shí)間，必須滿足穩(wěn)定和保證重要用戶供電的可靠性，原則上總是越快越好，因此力求裝設(shè)快速動(dòng)作的繼電保護(hù)，電流速斷保護(hù)就是這樣的保護(hù)不可能保護(hù)線路的全長(zhǎng)。2.限時(shí)電流速斷（電流保護(hù)Ⅱ段）：由于無(wú)時(shí)限電流速斷不能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，因此考慮增加一段新的保護(hù)用來(lái)切除本線路的上速斷范圍以外的故障，同時(shí)也能作為速斷的后備，這就是限時(shí)速斷，稱為II段電流保護(hù)，由于要求限時(shí)電流速斷保護(hù)必須保護(hù)線路的全長(zhǎng)，因此它的保護(hù)范圍必然要延伸到下一條線路中去，這樣當(dāng)下一條線路出口處發(fā)生短路使，它就會(huì)誤動(dòng)作，為了保證動(dòng)作的選擇性，就必須使保護(hù)的動(dòng)作有一定的時(shí)限，此時(shí)限的大小與其延伸的范圍有關(guān)，為盡量縮小時(shí)限，首先規(guī)定其整定計(jì)算原則為限時(shí)電流的速斷的保護(hù)范圍不超過(guò)下條線路電流速斷的保護(hù)范圍；同時(shí)動(dòng)作時(shí)限比下一條電流速斷保護(hù)高出一個(gè)△t的時(shí)間段。3定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)（電流保護(hù)Ⅲ段）。雖然無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)可以無(wú)時(shí)限的切除故障電路，但它不能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，限時(shí)電流保護(hù)雖然可以較小的切除線路全長(zhǎng)上任意一點(diǎn)的故障，但它不能做相鄰線路故障的后備，因此引入定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，又稱三段電流保護(hù)，它是指啟動(dòng)電流按照躲過(guò)最大負(fù)荷電流來(lái)整定的一種保護(hù)裝置。第四章三段式電流保護(hù)整定計(jì)算選三段式電流保護(hù)作AB線路的保護(hù)方案，具體方案實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算如下：4.1對(duì)P1進(jìn)行整定（WL1段）I段整定計(jì)算無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)為了保證其保護(hù)的選擇性一般情況下只保護(hù)被保護(hù)線路的一部分，對(duì)于單側(cè)電源供電線路，在每回線路的電源側(cè)均裝設(shè)電流速斷保護(hù)，在輸電線路上發(fā)生短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)安裝地點(diǎn)的短路電流計(jì)算式為如下所示，對(duì)于AB段線路===A其中Ex=，—輸電線路的額定線電壓。為保證選擇性，保護(hù)裝置的啟動(dòng)電流應(yīng)按躲開(kāi)下一條線路出口處（B點(diǎn)短路時(shí)，通過(guò)保護(hù)的最大短路電流（最打運(yùn)行方式下的三相短路電流）來(lái)整定。即從而P2后發(fā)生各種短路時(shí)，保護(hù)P1不動(dòng)作，即（1）起動(dòng)電流（?。?）保護(hù)范圍（靈敏度）校驗(yàn)按規(guī)定，在最小運(yùn)行方式下，速斷按保護(hù)的范圍的相對(duì)值時(shí)，為合乎要求，即當(dāng)系統(tǒng)為最大運(yùn)行方式三相短路時(shí)保護(hù)范圍最大，當(dāng)系統(tǒng)為最小運(yùn)行方式兩相短路保護(hù)范圍最小，因此求保護(hù)范圍是考慮最小運(yùn)行方式：==其中代人上式得保護(hù)范圍：==18.1km則=>15%滿足要求。（3）動(dòng)作時(shí)限t=0.5=2\*ROMANII段整定計(jì)算：由于無(wú)時(shí)限電流速斷不能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，因此考慮增加一段新的保護(hù)，用來(lái)切除本線路的上速斷范圍以外的故障，同時(shí)也能作為無(wú)時(shí)限速斷保護(hù)的后備保護(hù)，這就是限時(shí)電流速斷保護(hù)。稱為II段電流保護(hù)，由于要求限時(shí)電流速斷保護(hù)必須保護(hù)線路的全長(zhǎng)，因此它的保護(hù)范圍必然要延伸到下一條線路中去，這樣當(dāng)下一條線路出口處發(fā)生短路使，它就會(huì)誤動(dòng)作，為了保證動(dòng)作的選擇性，就必須使保護(hù)的動(dòng)作有一定的時(shí)限，此時(shí)限的大小與其延伸的范圍有關(guān)，為盡量縮小時(shí)限，首先規(guī)定其整定計(jì)算原則為限時(shí)電流的速斷的保護(hù)范圍不超過(guò)下條線路電流速斷的保護(hù)范圍；同時(shí)動(dòng)作時(shí)限比下一條電流速斷保護(hù)高出一個(gè)△t的時(shí)間段。流過(guò)下一條線路保護(hù)安裝地點(diǎn)的短路電流為===(1)起動(dòng)電流動(dòng)作電流按躲過(guò)下一條線路的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流進(jìn)行整定，則而；則=1.21.1590.855=779.9286A(2)靈敏度效驗(yàn)保護(hù)安裝的靈敏性，是指在它的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。其高低用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。即不滿足要求，重新選擇與仍不滿足要求，因此需要重新整定?？紤]與相鄰線路的=2\*ROMANII段配合（BC段）=264A，滿足要求。(3)動(dòng)作時(shí)限為了保證選擇性，限時(shí)電流速斷保護(hù)應(yīng)比下一條線路無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限高出一個(gè)時(shí)間階段，即=3\*ROMANIII段整定計(jì)算：定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)反應(yīng)電流增大而動(dòng)作，它要求能保護(hù)本條線路的全長(zhǎng)和下一條線路的全長(zhǎng)。作為本條線路的主保護(hù)據(jù)動(dòng)的近后備，也作為下一條線路保護(hù)和斷路器的遠(yuǎn)后備。其保護(hù)范圍應(yīng)包括下一條線路或設(shè)備的末端。另外，過(guò)電流在最大負(fù)荷時(shí)，保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作。(1)動(dòng)作電流按躲開(kāi)被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流，且在自啟動(dòng)電流下繼電器能可靠返回來(lái)進(jìn)行整定A(2)靈敏度校驗(yàn)要求對(duì)本條及下一條線路或設(shè)備相間故障都能有反應(yīng)，其反應(yīng)能力用靈敏系數(shù)衡量。本條線路的近后備的靈敏系數(shù)規(guī)定為近后備滿足要求。下一條線路遠(yuǎn)后備靈敏系數(shù)規(guī)定為遠(yuǎn)后備滿足要求。(3)整定時(shí)間由于電流=3\*ROMANIII段保護(hù)的范圍很大，為保證動(dòng)作的選擇性，其保護(hù)動(dòng)作延時(shí)應(yīng)比下一條線路的電流=3\*ROMANIII段的動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)一個(gè)時(shí)限階段，即；—下一條線路電流段的動(dòng)作延時(shí)4.2對(duì)P進(jìn)行整定（WL2段）：I段整定計(jì)算(1)啟動(dòng)電流通過(guò)保護(hù)的最大短路電流（最打運(yùn)行方式下的三相短路電流）來(lái)整定A(2)靈敏度（保護(hù)范圍）為保證在最小運(yùn)行方式下，速斷按保護(hù)的范圍的相對(duì)值合乎要求，即保護(hù)范圍=19.2043km％其中(3)動(dòng)作時(shí)限t=0=3\*ROMANIII段整定計(jì)算因?yàn)锳B段的=3\*ROMANIII段保護(hù)不僅保護(hù)其本條線路的全長(zhǎng)，而且保護(hù)BC段的全長(zhǎng)，這與BC段的=2\*ROMANII段的保護(hù)功能相同，從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，不再對(duì)其進(jìn)行II段保護(hù)。直接進(jìn)行=3\*ROMANIII段保護(hù)(1)啟動(dòng)電流(2)靈敏度作為本條線路的近后備：，滿足要求作為下條線路的遠(yuǎn)后備滿足要求。4.3對(duì)P3進(jìn)行整定(WL3段)由于P3保護(hù)的僅僅是線路的末端，故只需對(duì)其進(jìn)行=3\*ROMANIII段定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。(1)啟動(dòng)電流按躲開(kāi)被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流，且在自啟動(dòng)電流下繼電器能可靠返回來(lái)進(jìn)行整定(2)靈敏度作為末端只需考慮作為本條線路的近后備即可，而不考慮遠(yuǎn)后備的靈敏度校驗(yàn)。不滿足，所以只要對(duì)WL3進(jìn)行過(guò)負(fù)荷保護(hù)。對(duì)WL3過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作電流式中——可靠系數(shù)，取1.05；——返回系數(shù)，取0.85；——電流互感器的變比；——電纜線路的額定電流。過(guò)負(fù)荷保護(hù)一般以長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，左右各點(diǎn)短路時(shí)電流大小即整定電流的列表：?jiǎn)挝唬ˋ）WL1WL2WL31029.41590.852201347.2483.42—264709.026_779.93__1616.64310.59—第五章電流互感器變比計(jì)算機(jī)型號(hào)的選擇（1）電流互感器變比因?yàn)锳B線路的啟動(dòng)電流為1616.64A，所以電流互感器的便比為=1616.64/5=323.328（2）電流互感器型號(hào)的選擇：在電力系統(tǒng)中供檢測(cè)儀表和控制回路使用的電流互感器，其二次側(cè)都是5安培。而常用的電力系統(tǒng)中的電流互感器變比有：

10000/5、5000/5、3000/5、2000/5、1500/5、1000/5、800/5、750/5、600/5、500/5、400/5、350/5、300/5、250/5、200/5、150/5、100/5、75/5、50/5、30/5、20/5等規(guī)格的。

由于線路AB段的最大負(fù)荷電流為1616.64A，選擇2000/5的電流互感器

二次側(cè)電流：

Iset.1.Ⅰ/2000/5=1347.2/400=3.368A

Iset.1.Ⅱ/250/5=779.9286/400=1.95A

Iset.1.Ⅲ/250/5=323.529/400=0.81A

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，選擇電流互感器型號(hào)為：LDC-10.1第六章原理圖的設(shè)計(jì)針對(duì)本次電流繼電保護(hù)，采用不完全星形接線，為保證在不同線路上發(fā)生兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地時(shí)能切除故障，電流互感器必須均裝在同名的兩項(xiàng)上，一般接在A，C相上。三相星形接線需要三個(gè)電流互感器，三個(gè)電流繼電器和四個(gè)二次電纜，相對(duì)于兩項(xiàng)星形接線，其經(jīng)濟(jì)性較差，接線較為復(fù)雜;在中性點(diǎn)直接接地網(wǎng)中，能反映單項(xiàng)接地故障。兩項(xiàng)不完全星形接線不能反映B相接地故障。實(shí)際上，本次的設(shè)計(jì)為中性點(diǎn)不接地，單相接地只是采用正序電流保護(hù)來(lái)切除的，因此，完全星形接線方式的這種優(yōu)越性無(wú)多大意義。綜上所述，由于不完全星形接線較為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)；采用不完全星形接線方式可以保證有三分之二的機(jī)會(huì)之切除一條線路，這一點(diǎn)較完全星形接線優(yōu)越。因此，不完全星形接線方式廣泛應(yīng)用反映相間短路故障的電流保護(hù)。當(dāng)采用兩相不完全星形接線時(shí)，因B相上沒(méi)有電流繼電器，所以不能反映B相的最大電流，故靈敏度只有三相完全星形接線時(shí)的一半，為克服這一點(diǎn)，可在不完全星形接線的中性線上接入一個(gè)電流繼電器，流過(guò)這個(gè)繼電器的電流大小與B相電流相等。使之與三相短路故障的靈敏度相同。這種接線亦稱為二項(xiàng)三繼電器接線。這正是該設(shè)計(jì)的最優(yōu)選擇。設(shè)計(jì)原理圖如圖一所示展開(kāi)圖如圖二所示。各段時(shí)限配合分析由于電流速斷不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，限時(shí)電流速斷又不能作為相鄰元件的后備保護(hù)，因此，為保證迅速而又選擇性地切除故障，常常將電流速斷、限時(shí)電流速斷和過(guò)電流保護(hù)組合在一起，構(gòu)成階段式電流保護(hù)。為具有階段式配合方式的裝置配置情況，當(dāng)全網(wǎng)任何地方發(fā)生短路時(shí)，如果發(fā)生斷路器和保護(hù)裝置拒絕動(dòng)作的情況，則故障都可以在0.5秒內(nèi)時(shí)間給予切除。具體的時(shí)限配合圖如附圖三。第七章結(jié)論電流速斷、限時(shí)電流速斷和過(guò)電流保護(hù)都是反應(yīng)于電流升高而動(dòng)作的保護(hù)裝置。它們之間的區(qū)別主要在于不同的原則來(lái)選擇起動(dòng)電流由于電流速斷不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，限時(shí)電流速斷又不能作為相鄰元件的后備保護(hù)，因此，為保證迅速而又選擇性地切除故障，常常將電流速斷、限時(shí)電流速斷和過(guò)電流保護(hù)組合在一起，構(gòu)成階段式電流保護(hù)。輸電線路并不一定都要裝三段式電流保護(hù)，有時(shí)只裝其中的兩段就可以了。具體應(yīng)用時(shí)，可以只采用速斷加過(guò)電流保護(hù)，或限時(shí)速斷加過(guò)電流保護(hù)，也可以三者同時(shí)采用。無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)按保護(hù)全線路考慮后，此時(shí)，可不裝設(shè)帶時(shí)限電流速斷保護(hù)，只裝設(shè)無(wú)時(shí)限電流速斷和過(guò)電流保護(hù)裝置。又如在很短的線路上，裝設(shè)無(wú)時(shí)限電流速斷往往其保護(hù)區(qū)很短，甚至沒(méi)有保護(hù)區(qū)，這時(shí)就只需裝設(shè)帶時(shí)限電流速斷和過(guò)電流保護(hù)裝置，叫做二段式電流保護(hù)。綜上所述，無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)是以避開(kāi)被保護(hù)線路外部最大短路電流為整定的原則，它是靠動(dòng)作電流的整定獲得選擇性。帶時(shí)限電流速斷保護(hù)則同時(shí)依靠動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間獲得選擇性，并要與下一線路的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)相配合。過(guò)電流保護(hù)以躲開(kāi)線路最大負(fù)荷電流和外部短路切除后電流繼電器能可靠返回為整定原則。它依靠動(dòng)作電流及時(shí)間元件的配合獲得選擇性。第八章設(shè)計(jì)心得體會(huì)這次繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)，使我進(jìn)一步的鞏固了所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)，通過(guò)學(xué)習(xí)我明白了繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中的電力元件(如發(fā)電機(jī)、線路等)或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力