繼電保護(hù)定值計(jì)算課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

繼電保護(hù)定值計(jì)算課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

一、課程設(shè)計(jì)的目的、要求和依據(jù)

（一）課程設(shè)計(jì)的目的

1.鞏固《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》課程的理論知識(shí)，掌握運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析

和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.通過(guò)對(duì)國(guó)家行業(yè)頒布的有關(guān)技術(shù)規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)，建立正確的設(shè)計(jì)

思想，理解我國(guó)現(xiàn)行的技術(shù)政策。

3.初步掌握繼電保十設(shè)計(jì)的內(nèi)容、步驟和方法。

4.提高計(jì)算、制圖和編寫技術(shù)文件的技能。

（二）對(duì)課程設(shè)計(jì)的要求

1.理論聯(lián)系實(shí)際。對(duì)書本理論知識(shí)的運(yùn)用和對(duì)規(guī)程、規(guī)范的執(zhí)行必須考慮到

任務(wù)書所規(guī)定的實(shí)際情況，切忌機(jī)械地搬套。

2.獨(dú)立思考。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，既要盡可能參考有關(guān)資料和主動(dòng)爭(zhēng)取教師

的指導(dǎo)，也可以在同學(xué)之間展開討論，但必須堅(jiān)持獨(dú)立思考，獨(dú)自完成設(shè)計(jì)成果。

3.認(rèn)真細(xì)致。在課程設(shè)計(jì)中應(yīng)養(yǎng)成認(rèn)真細(xì)致的工作作風(fēng)，克服馬虎潦草不負(fù)

責(zé)的弊病，為今后的工作崗位上擔(dān)當(dāng)建設(shè)任務(wù)打好基礎(chǔ)。

4.按照任務(wù)書規(guī)定的內(nèi)容和進(jìn)度完成。

（三）課程設(shè)計(jì)所依據(jù)的文件

《電力裝置繼電保護(hù)和汽動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50062—92

《3?UOkV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》

《220?75OkV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》

二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容

（一）相間保護(hù)整定計(jì)算

1.UOkV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路保護(hù)整定計(jì)算

（1）.短路計(jì)算

考慮到35-110kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路保護(hù)可能采用帶方向或不帶方

向的電流電壓保護(hù)，因此在決定保護(hù)方式前，必須較詳細(xì)地計(jì)算各短路點(diǎn)短路時(shí),

流過(guò)有關(guān)保護(hù)的短路電流和保護(hù)安裝處的殘余電壓。然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在滿足

“繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程”和題目給定的要求條件下，盡可能采用簡(jiǎn)單的

保護(hù)方式。計(jì)算短路電流和殘余電壓的步驟及注意事項(xiàng)如下。

a.系統(tǒng)運(yùn)行方式的考慮

除考慮發(fā)電廠發(fā)電容量的最大和最小運(yùn)行方式外，還必須考慮在設(shè)備檢修或

故障切除的情況下，發(fā)生短路時(shí)流過(guò)保護(hù)裝置的短路電流最大和最小的系統(tǒng)運(yùn)行

方式，以便計(jì)算保護(hù)的整定值和保護(hù)靈敏度。在需采用電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)時(shí),

還必須考慮系統(tǒng)的正常運(yùn)行方式。

b.短路點(diǎn)的考慮

求不同保護(hù)的整定值和靈敏度時(shí)'應(yīng)注意短路點(diǎn)的選擇。若要繪制短路電流、

電壓與距離的關(guān)系曲線，每一條線路上的短路點(diǎn)至少要取三點(diǎn)，即線路的始端、

中點(diǎn)和末端三點(diǎn)。

c.短路類型的考慮

相間短路保護(hù)的整定計(jì)算應(yīng)取系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路電流，以作動(dòng)作

電流整定之用；而在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下計(jì)算兩相短路電流，以作計(jì)算靈敏度之

用。的計(jì)算選用三相短路或兩相短路進(jìn)行計(jì)算均可，因?yàn)閷?duì)保護(hù)所取的殘余而

言，三相短路和兩相短路的殘余數(shù)值相同。

若采用電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)，系統(tǒng)運(yùn)行方式應(yīng)采用正常運(yùn)行方式下的短路

電流和電壓的數(shù)值作為整定之用。

d.短路電流和殘余電壓列表

為了便于整定計(jì)算時(shí)杳考每一點(diǎn)的短路時(shí)保護(hù)安裝處的短路電流和殘余電

壓，將計(jì)算結(jié)果列成表格。流過(guò)保護(hù)安裝處的短路電流應(yīng)考慮后備保護(hù)的計(jì)算需

要，即列出本線路各短路點(diǎn)短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的短路電流，還要列出相鄰線

路各點(diǎn)短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的短路電流。保護(hù)安裝處的殘余電壓列表與短路電

流相似。

口算短路電流和殘余電壓時(shí)，用標(biāo)么值或用有名值均可，可根據(jù)題目的數(shù)據(jù)，

用較簡(jiǎn)單的方法計(jì)算。電壓一律用平均電壓。

(2).保護(hù)方式的考慮及整定計(jì)算

配置什么保護(hù)原理，主要視其能否滿足規(guī)程的要求。能滿足要求時(shí)，所配置

的保護(hù)原理就可采用；不能滿足要求時(shí)，就必須采取措施使其符合要求或改用其

他保護(hù)方式。選用保護(hù)配置方式時(shí)，首先考慮采月最簡(jiǎn)單的保護(hù)，以便提高保護(hù)

的可靠性。當(dāng)采用簡(jiǎn)單保護(hù)不能同時(shí)滿足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性要求時(shí)，則可

采用較復(fù)雜的保護(hù)方式。

選用保護(hù)配置方式時(shí)，可先選擇主保護(hù)，然后選擇后備保護(hù)。通過(guò)整定L算,

檢驗(yàn)?zāi)芊駶M足靈敏性和速動(dòng)性的要求。

當(dāng)采用的保護(hù)不能很好地滿足選擇性或速動(dòng)性的要求時(shí)，允許采用自動(dòng)重合

閘來(lái)校正選擇性或加速保護(hù)動(dòng)作。

當(dāng)靈敏度不能滿足要求時(shí)，在滿足速動(dòng)性的前提下，可考慮利用保護(hù)的相繼

動(dòng)作，以提高保護(hù)的靈敏性。

在用動(dòng)作電流、電壓或動(dòng)作時(shí)間能保證選擇性時(shí)，不要采用方向元件以簡(jiǎn)化

保護(hù)。

后備保護(hù)的動(dòng)作電流必須配合，要保證較靠近電源的上一元件保護(hù)的動(dòng)作

電流大于下一元件保寸的動(dòng)作電流，且有一定的裕度，以保證選擇性。

（3）.繪制保護(hù)原理接線圖

要求繪制單線原理接線圖及某一線路保護(hù)原理展開圖。

（4）.說(shuō)明書

說(shuō)明竹應(yīng)有下列內(nèi)容：

a.題目

b.短路電流和殘余電壓計(jì)算結(jié)果，計(jì)算結(jié)果用表格列出。必須說(shuō)明系統(tǒng)運(yùn)行

方式、短路點(diǎn)與短路類型的決定原則或依據(jù)，以及計(jì)算時(shí)考慮的其他因素。

c.保護(hù)方式的選擇及整定計(jì)算結(jié)果

要求說(shuō)明選用保護(hù)方式的原則，各保護(hù)的整定計(jì)算條件，并用表格列出整定

計(jì)算結(jié)果。整定計(jì)算時(shí)所采用的公式及各種系數(shù)的數(shù)值也應(yīng)列出。

d.對(duì)保護(hù)的評(píng)價(jià)

主要根據(jù)“繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程”及題目給定的要求，從選擇性、

靈敏性和速動(dòng)性、可靠性四個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)所采用保護(hù)的質(zhì)量。當(dāng)某一方面不能滿

足要求時(shí)，要分析它可能產(chǎn)生的后果，并提出補(bǔ)救措施。

（二）時(shí)間安排

1.短路計(jì)算...........................3天

2.保護(hù)配置方式選擇及整定計(jì)算........3天

3.繪制接線圖.........................1天

4.整理說(shuō)明書.........................1天

5.課程設(shè)計(jì)考核......................2天

最后兩天答辯，答辯地點(diǎn)：肖仕武、薛安成，J5B309

（三）題目

1.某一水電站網(wǎng)絡(luò)如圖4所示。

已知：

a.發(fā)電機(jī)為水輪立式機(jī)組，功率因數(shù)為（）.8、額定電壓6.3kV、次暫態(tài)電抗

為02,負(fù)序阻抗為024；

b.水電站的最大發(fā)電容量為2X5000kW,最小發(fā)電容量為5000kW,正常運(yùn)

行方式發(fā)電容量為2X5000kW：

c.平行線路LI、L2同時(shí)運(yùn)行為正常運(yùn)行方式；

d.變壓器的短路電壓均為10%,接線方式為Yd-11,變比為38.5/6.3kV。

e.負(fù)荷自起動(dòng)系數(shù)為1.3;

f.保護(hù)動(dòng)作是限級(jí)差=0.5s；

g.線路正序電抗每公里均為0.4（零序電抗為3倍正序電抗；

6300kVA

5QF

6300kVA3產(chǎn)V

城關(guān)交

7/抬蠹大

5000MVQF18kM

7QF

圖4

試求：

a.確定水電站發(fā)電機(jī)、變壓器相間短路主保護(hù)、后備保護(hù)的配置方式；

b.確定6QF斷路器的保護(hù)配置方式，計(jì)算它們的動(dòng)作定值、動(dòng)作時(shí)限，并

進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)；

c.確定平行線路LI、L2的的1QF、3QF相間短路主保護(hù)和后備保護(hù)，計(jì)算

它們的動(dòng)作定值、動(dòng)作時(shí)限，并進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)；

d.假設(shè)平行線路LI、L2兩側(cè)配置有三相重合閘，計(jì)算三相重合閘裝置的整

定值。

e.繼電保護(hù)6QF的接線圖及展開圖。

2.已知一配電網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

已知：

a.系統(tǒng)中各變壓器參數(shù)如圖所示，忽略變壓器電阻；

b.變壓器T1與T2之間的電纜L1參數(shù)：

川=0.153（。/AM）,xl=0.119（Q/^,rO=3H,JvO=3H

母線LA與LE之間的電纜L2參數(shù)：

川二0.163（C/ZM），xl=0.087（。/左M）,r0=3?力，x0=3xl。

c.變壓器Tl、T2參數(shù)如圖中所示，其中變壓器T1中性線阻抗Zo=2OQ.

d.高壓母線HA以上部分的在10kV電壓等級(jí)下系統(tǒng)阻抗為：

Xs./M.max=2.00,X5,

e.低壓0.4kV開關(guān)CB510下級(jí)直接與負(fù)荷相連，400A為其額定電流。低壓

開關(guān)CB504、CB505也是如此。

母線電源HA

3X12溫(18km)L1BKHA10&VSSMi

【CB108

圖1

試求：

a.電力系統(tǒng)中各斷路器所配置的電流三段式保護(hù)進(jìn)行定值整定，進(jìn)行靈敏性

校驗(yàn)；

b.對(duì)系統(tǒng)中所配置的零序電流保護(hù)進(jìn)行定值整定，進(jìn)行靈敏性校驗(yàn)；

c.對(duì)配置繼電保護(hù)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，如有缺陷提出改進(jìn)措施。

3.UOkV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。已知：

a.線路AB、BC、AC的最大負(fù)荷電流分別為230A、150A、230A,負(fù)荷

的自起動(dòng)系數(shù)為1.5；

b.網(wǎng)絡(luò)中各線路采用帶方向或不帶方向的電流電壓保護(hù)、零序電流保護(hù)或距

離保護(hù)，變壓器采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)，變壓器為Y,dll接線；

c.發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為3X50MW,最小發(fā)電容量為1X50MW（2臺(tái)

發(fā)變組停運(yùn)）；

d.各變電所引出線上的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間如圖示，后備保護(hù)的時(shí)限級(jí)差△t

=0.5s；

e.線路的電抗每公里均為0.4忽律電阻；

f.電壓互感器的變比110/0.1,AB、AC線路電流互感器變比300/5,其它參

數(shù)如圖所示。

試求：

a.確定繼電保護(hù)1、3、5（或2、4、6）的保護(hù)配置方式，以及它們的動(dòng)

作定值和動(dòng)作時(shí)限；

b.保護(hù)3（或4）的繼電保護(hù)接線圖及展開圖；

c.對(duì)本網(wǎng)絡(luò)所采用的保護(hù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.圖3所示llOkV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。

60kM40kM

2x31.5M乙4篇Y\G^MVA

%%=10.0⑨04%=10.0X

cos%=0.9cos(pN-0.9cos%=0.9

2x20AfTG42x31.5A^431.5MZ4

%%=10.0^%=10.04%=10.0

2x25MW50MW

P=20MWP=30MW%=25A/T

cos%=085cos%=0.85NN

x；=0.132x；=0.129

已知：

a.