110KV单电源环形网络相间接地短路电流保护的设计继电保护专业课程设计.docx

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1、110KV单电源环形网络相间（接地）短路电流保护设计继电保护课程设计任务书IlOKV单电源环形网络相间短路电流保护设计IlOKV单电源环形网络接地短路电流保护设计一、已知条件2x315UE4UK=10.5%PmaX=30Mv3x60.16cos。=0.851260K4=0.129%=10.5%GDoO-CK5M4ZK3O-Cos=0.8TZA1.5S，31.5ZE4士口口的口=10.5%.DIIDIy3D1.-a-SD1.IDD-6DIajdQA4D1.C5Z)Z.O-ao-i.5s,=28MVA*jCos=0.8*j60ze4/tX041.5S，Uk=10.5%31.5AfVA=20MVAI

2、eVO/CoS=0.82Uk=10.5%b=20c=30d=40e=401 .网络中各线路均采用带方向或不带方向电流电压保护，所有变压器均采用纵差动作为主保护，变压器采用-11接线。2 .发电厂最大发电容量为3x60MW,最小发电容量为2x60MW。3 .网络正常运营方式为发电厂容量最大且闭环运营。4 .容许最大故障切除时间为0.95 .110千伏断路器均采用。W2-HO型断路器，它跳闸时间为005S,H段保护动作时间0.4S06 .线路AB、BC、AD和CD最大负荷电流请自行计算，负荷自启动系数为1.5。7 .各变电所引出线上后备保护动作时间如图所示，T=0.5S.8 .线路正序电抗均为0.

3、4C/KM。9 .主保护敏捷系数规定：线路长度200公里以上不不大于1.3,线路长度50200公里不不大于1.4,50公里如下不不大于1.5。10 .后备保护敏捷系数规定：近后备保护不不大于1.3；远后备保护不不大于1.2o三、设计任务1 .拟定保护1、3、5、7保护方式（三段式）、各段保护整定值及敏捷度。2 .绘制保护1接线图（涉及原理图和展开图）。3 .撰写阐明书，涉及短路计算过程（公式及计算举例）、成果和保护方式选取及整定计算成果（阐明计算办法）。四、设计要点1 .短路电流及残压计算，考虑如下几点1.1 运营方式考虑1.2最大负荷电流计算1. 3短路类型考虑1.4曲线绘制2 .保护方式选

4、取和整定计算1.1保护拟定应从线路末端开始设计。1.2优先选取最简朴保护（三段式电流保护），以提高保护可靠性。当不能同步满足选取性、敏捷性和速动性时，可采用较为复杂方式，例如采用电流电压连锁保护或方向保护等。1.3将最后整定成果和敏捷度校验成果列成表格。摘要电力系统飞速发展对继电保护不断提出新规定，电子技术、计算机技术与通信技术飞速发展又为继电保护技术发展不断地注入了新活力。因而，继电保护技术得天独厚，在40余年时间里完毕了发展4个历史阶段：继电保护萌芽期、晶体管继电保护、集成运算放大器集成电路保护和计算机继电保护。继电保护技术将来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一

5、体化发展。继电保护原理是运用被保护线路或设备故障先后某些突变物理量为信号量，当突变量到达一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应跳闸脉冲或信号。对电力系统继电保护基本性能规定是有选取性，速动性，敏捷性，可靠性。这次课程设计以最常用IIOKV电网线路保护设计为例进行分析设计，规定对整个电力系统及其自动化专业方面课程有综合理解。特别是对继电保护、电力系统、电路、发电厂电气某些有一定研究。重点进行了电路化简，短路电流求法，继电保护中电流保护、距离保护详细计算。核心字：继电保护，电流保护，距离保护引言11运营方式选取31.1 运营方式选取原则31.1.1 发电机、变压器运营方式选取原则31.1.2 变压器

6、中性点接地选取原则31.1. 3线路运营方式选取原则31.1.4 流过保护最大、电小短路电流计算方式选取31.1.5 选用流过保护最大负荷电流原则42保护装置选定原则43电网各个元件参数计算及负荷电流计算53.1 计算网络参数63.2 元件等值电抗计算73.2.1输电线路等值电抗计算73. 2.2变压器等值电抗计算74. 2.3发电机等值电抗计算85. 2.4最大负荷电流计算84最大运营方式与最小运营方式选定原则95短路电流计算和残存电压UreS计算96线路保护方式拟定126.1线路保护配备普通原则126.2保护方式拟定及动作值整定126.2.1AB线路IQF整定126.2.2BC线路3QF整

7、定146.2.3BD线路5QF整定166.2.4DA线路7QF整定18设计心得21参照文献221运营方式选取1.1 运营方式选取原则1.1.1 发电机、变压器运营方式选取原则(1)一种发电厂有两台机组时，普通应考虑全停方式，一台检修，另一台故障；当有三台以上机组时，则选取其中两台容量较大机组同步停用方式。对水电厂，还应依照水库运营方式选取。(2)一种发电厂、变电站母线上无论接几台变压器，普通应考虑其中容量最大一台停用。1.1.2 变压器中性点接地选取原则(1)发电厂、变电所低压侧有电源变压器，中性点均要接地。(2)自耦型和有绝缘规定其他变压器，其中性点必要接地。(3)T接于线路上变压器，以不接

8、地运营为宜。(4)为防止操作过电压，在操作时应暂时将变压器中性点接地，操作完毕后再断开，这种状况不按接地运营考虑。1.1.3 线路运营方式选取原则(1)一种发电厂、变电站线线上接有多条线路，普通考虑选取一条线路检修,另一条线路又故障方式。(2)双回路普通不考虑同步停用。1.1.4 流过保护最大、电小短路电流计算方式选取(1)相间保护对单侧电源辐射形网络，流过保护最大短路电流出当前最大运营方式；而最小短路电流，则出当前最小运营方式。对于双电源网络，普通(当取Z1=Z2时)与对侧电源运营方式无关，可按单侧电源办法选取。对于环状网络中线路，流过保护电大短路电流应选用开环运营方式，开环点应选在所整定保

9、护线路相邻下一线线路上。而对于电小短路电流，则应选闭环运营方式，同步再合理停用该保护背后机组、变压器及线路。1.1.5 选用流过保护最大负荷电流原则选用流过保护最大负荷电流原则如下：(D备用电源自动投入引起增长负荷。(2)并联运营线路减少，负荷转移。(3)环状网络开环运营，负荷转移。(4)对于双侧电源线路，当一侧电源突然切除发电机，引起另一侧增长负荷。计算整定过程几种注意点:1.单电源环形网络相间短路保护可采用带方向或不带方向电流电压保护，因而在决定保护方式前，必要详细地计算短路点短路时，渡过关于保护短路电流和保护安装处残存电压，然后依照计算成果和题目规定条件下，尽可能采用简朴保护方式。2,系

10、统运营方式考虑除了发电厂发电容量最大和最小运行方式外，还必要考虑在设备检修或故障切除状况下，发生短路时渡过保护装置短路电流最大和最小系统运营方式，以便计算保护整定值敏捷度。3 .在求不同保护整定值和敏捷度时，应当注意短路点选取。4 .后备保护动作电流必要配合，要保证较接近电源上一元件保护动作电流不不大于下一元件保护动作电流，且有一定裕度，以保证选取性。2保护装置选定原则一种继电保护装置好坏，重要是从它选取性、敏捷性、速动性及可靠性等方面衡量。1、选取性电流速断保护只能保护线路一某些，限时电流速断保护只能保护线路全长,但不能作为下一段线路后备保护，因而必要采用定期限过电流保护作为本线路和相邻下一

11、线路后备保护。事实上，电流速断保护I段经常不能通过敏捷度校验，重要是由于系统运营方式变化比较大，在最小运营方式下，保护I段往往没有保护范畴，为此，常使用电流电压联锁保护代替电流速断保护，实现I段2、速动性电流电压保护第一段及第二段共同作为线路主保护，能满足网络主保护速动性规定。而第三段保护则由于越接近电源，动作时间越长，有时动作时间长达好几秒，因而普通状况下只能作为线路后备保护。3、敏捷度电流保护敏捷度因系统运营方式变化而变化。普通状况下能满足敏捷度规定。但在系统运营方式变化很大，线路很短和线路长而负荷重等状况下，其灵敏度也许不容易满足规定，甚至浮现保护范畴为零状况。三段式电流保护主要长处是简

12、朴、可靠，并且普通状况下都能较快切除故障。缺陷是它敏捷度受保护方式和短路类型影响，此外在单侧电源网络中才有选取性。4、可靠性电流保护电路构成，整定计算及调试维修都较为简朴，因而，它是最可靠一种保护。计算整定过程几种注意点：1 .单电源环形网络相间短路保护可采用带方向或不带方向电流电压保护，因而在决定保护方式前，必要详细地计算短路点短路时，渡过关于保护短路电流和保护安装处残存电压，然后依照计算成果和题目规定条件下，尽可能采用简朴保护方式。2 .系统运营方式考虑除了发电厂发电容量最大和最小运行方式外，还必要考虑在设备检修或故障切除状况下，发生短路时渡过保护装置短路电流最大和最小系统运营方式，以便计

13、算保护整定值敏捷度。3 .在求不同保护整定值和敏捷度时，应当注意短路点选取。4 .后备保护动作电流必要配合，要保证较接近电源上一元件保护动作电流不不大于下一元件保护动作电流，且有一定裕度，以保证选取性。3电网各个元件参数计算及负荷电流计算3.1计算网络参数计算短路电流时，各电气量如电流、电压、功率和电抗等数值，可用有名值表达，也可用标么值表达。为了计算以便，在低压系统中宜用有名值计算法,在高压系统中宜用标么值计算法标么值计算法：标么值就是相对值算法，用新选单位进行某物理量衡量，衡量值称标么值。有名值计算法：每个电气参数单位是有名，而不是相对值。在比较简朴网络中计算短路电流也经常采用此办法，在使

14、用此办法计算短路电流时，应特别注意是:必须将各电压级别电气参数都归算到同一电压级别上来。(1)电机参数计算发电机电抗有名值：100SN发电机电抗电抗标幺值：X=X；(%)S“100SN式中X；(%)发电机次暂态电抗；(2)变压器参数计算双绕组变压器电抗有名值:_(状一T1005,v双绕组变压器电抗标幺值：X*二(电T100SN式中(4(%)变压器短路电压比例；UN_发电机额定电压；Ub_基准电压230KV；SB_基准容量100MVA；S-发电机额定容量，单位MVA；3.2元件等值电抗计算基准功率：Sb=100MVA,基准电压：V8=I15Vo基准电流：IB=SB/1.732VB=1001071

15、.732115=0.502KA；基准电抗：Zb=Vb1.732Ib=1151071.732X502=132.25Q；电压标幺值:E=E=1.o53.2.1输电线路等值电抗计算(1)线路AB等值电抗计算：Xab=Xi1.ab=O.4X42=8.8Xab*=XabXSb/Vb=8.8X100/115,=0.067(2)线路BC等值电抗计算：Xbc=Xi1.bc=O.432=12.8Xbc*=XbcZb=12.8/132.25=0.0945(3)线路CD等值电抗计算Xcd=X1U=O.442=16.8XJ=Xcd/Zb=16.8/132.25=0.127(4)线路DA等值电抗计算:Xda=X11.nft=O.442=16.8X