繼電保護定值計算課程設(shè)計指導(dǎo)書

繼電保護定值計算課程設(shè)計指導(dǎo)書

一、課程設(shè)計的目的、要求和依據(jù)

（一）課程設(shè)計的目的

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

和解決生產(chǎn)實際問題的能力。

2.通過對國家行業(yè)頒布的有關(guān)技術(shù)規(guī)程、規(guī)范和標準學(xué)習，建立正確的設(shè)計

思想，理解我國現(xiàn)行的技術(shù)政策。

3.初步掌握繼電保十設(shè)計的內(nèi)容、步驟和方法。

4.提高計算、制圖和編寫技術(shù)文件的技能。

（二）對課程設(shè)計的要求

1.理論聯(lián)系實際。對書本理論知識的運用和對規(guī)程、規(guī)范的執(zhí)行必須考慮到

任務(wù)書所規(guī)定的實際情況，切忌機械地搬套。

2.獨立思考。在課程設(shè)計過程中，既要盡可能參考有關(guān)資料和主動爭取教師

的指導(dǎo)，也可以在同學(xué)之間展開討論，但必須堅持獨立思考，獨自完成設(shè)計成果。

3.認真細致。在課程設(shè)計中應(yīng)養(yǎng)成認真細致的工作作風，克服馬虎潦草不負

責的弊病，為今后的工作崗位上擔當建設(shè)任務(wù)打好基礎(chǔ)。

4.按照任務(wù)書規(guī)定的內(nèi)容和進度完成。

（三）課程設(shè)計所依據(jù)的文件

《電力裝置繼電保護和汽動裝置設(shè)計規(guī)范》GB50062—92

《3?UOkV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程》

《220?75OkV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程》

二、課程設(shè)計的內(nèi)容

（一）相間保護整定計算

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

（1）.短路計算

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

向的電流電壓保護，因此在決定保護方式前，必須較詳細地計算各短路點短路時,

流過有關(guān)保護的短路電流和保護安裝處的殘余電壓。然后根據(jù)計算結(jié)果，在滿足

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

保護方式。計算短路電流和殘余電壓的步驟及注意事項如下。

a.系統(tǒng)運行方式的考慮

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)生短路時流過保護裝置的短路電流最大和最小的系統(tǒng)運行

方式，以便計算保護的整定值和保護靈敏度。在需采用電流電壓聯(lián)鎖速斷保護時,

還必須考慮系統(tǒng)的正常運行方式。

b.短路點的考慮

求不同保護的整定值和靈敏度時'應(yīng)注意短路點的選擇。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至少要取三點，即線路的始端、

中點和末端三點。

c.短路類型的考慮

相間短路保護的整定計算應(yīng)取系統(tǒng)最大運行方式下三相短路電流，以作動作

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

用。的計算選用三相短路或兩相短路進行計算均可，因為對保護所取的殘余而

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，系統(tǒng)運行方式應(yīng)采用正常運行方式下的短路

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

為了便于整定計算時杳考每一點的短路時保護安裝處的短路電流和殘余電

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

要，即列出本線路各短路點短路時流過保護安裝處的短路電流，還要列出相鄰線

路各點短路時流過保護安裝處的短路電流。保護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，用標么值或用有名值均可，可根據(jù)題目的數(shù)據(jù)，

用較簡單的方法計算。電壓一律用平均電壓。

(2).保護方式的考慮及整定計算

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

的保護原理就可采用；不能滿足要求時，就必須采取措施使其符合要求或改用其

他保護方式。選用保護配置方式時，首先考慮采月最簡單的保護，以便提高保護

的可靠性。當采用簡單保護不能同時滿足選擇性、靈敏性和速動性要求時，則可

采用較復(fù)雜的保護方式。

選用保護配置方式時，可先選擇主保護，然后選擇后備保護。通過整定L算,

檢驗?zāi)芊駶M足靈敏性和速動性的要求。

當采用的保護不能很好地滿足選擇性或速動性的要求時，允許采用自動重合

閘來校正選擇性或加速保護動作。

當靈敏度不能滿足要求時，在滿足速動性的前提下，可考慮利用保護的相繼

動作，以提高保護的靈敏性。

在用動作電流、電壓或動作時間能保證選擇性時，不要采用方向元件以簡化

保護。

后備保護的動作電流必須配合，要保證較靠近電源的上一元件保護的動作

電流大于下一元件保寸的動作電流，且有一定的裕度，以保證選擇性。

（3）.繪制保護原理接線圖

要求繪制單線原理接線圖及某一線路保護原理展開圖。

（4）.說明書

說明竹應(yīng)有下列內(nèi)容：

a.題目

b.短路電流和殘余電壓計算結(jié)果，計算結(jié)果用表格列出。必須說明系統(tǒng)運行

方式、短路點與短路類型的決定原則或依據(jù)，以及計算時考慮的其他因素。

c.保護方式的選擇及整定計算結(jié)果

要求說明選用保護方式的原則，各保護的整定計算條件，并用表格列出整定

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

d.對保護的評價

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

靈敏性和速動性、可靠性四個方面來評價所采用保護的質(zhì)量。當某一方面不能滿

足要求時，要分析它可能產(chǎn)生的后果，并提出補救措施。

（二）時間安排

1.短路計算...........................3天

2.保護配置方式選擇及整定計算........3天

3.繪制接線圖.........................1天

4.整理說明書.........................1天

5.課程設(shè)計考核......................2天

最后兩天答辯，答辯地點：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)電機為水輪立式機組，功率因數(shù)為（）.8、額定電壓6.3kV、次暫態(tài)電抗

為02,負序阻抗為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

行方式發(fā)電容量為2X5000kW：

c.平行線路LI、L2同時運行為正常運行方式；

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.負荷自起動系數(shù)為1.3;

f.保護動作是限級差=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、變壓器相間短路主保護、后備保護的配置方式；

b.確定6QF斷路器的保護配置方式，計算它們的動作定值、動作時限，并

進行靈敏度校驗；

c.確定平行線路LI、L2的的1QF、3QF相間短路主保護和后備保護，計算

它們的動作定值、動作時限，并進行靈敏度校驗；

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

定值。

e.繼電保護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電壓等級下系統(tǒng)阻抗為：

Xs./M.max=2.00,X5,

e.低壓0.4kV開關(guān)CB510下級直接與負荷相連，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進行定值整定，進行靈敏性

校驗；

b.對系統(tǒng)中所配置的零序電流保護進行定值整定，進行靈敏性校驗；

c.對配置繼電保護方案進行評價，如有缺陷提出改進措施。

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的最大負荷電流分別為230A、150A、230A,負荷

的自起動系數(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、零序電流保護或距

離保護，變壓器采用縱聯(lián)差動保護作為主保護，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

發(fā)變組停運）；

d.各變電所引出線上的后備保護動作時間如圖示，后備保護的時限級差△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1、3、5（或2、4、6）的保護配置方式，以及它們的動

作定值和動作時限；

b.保護3（或4）的繼電保護接線圖及展開圖；

c.對本網(wǎng)絡(luò)所采用的保護進行評價。

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.