继电保护专业课程设计正文.doc
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1、引言电力系统继电保护作为电气工程及其自动化专业一门重要课程,重要涉及课堂讲学、课程设计等几种重要某些。在完毕了理论学习基本上,为了进一步加深对理论知识理解,本专业特安排了本次课程设计。电能是当代社会中最重要、也是最以便能源。而发电厂正是把其她形式能量转换成电能,电能通过变压器和不同电压级别输电线路输送并被分派给顾客,再通过各种用电设备转换成适合顾客需要其她形式能量。在输送电能过程中,电力系统但愿线路有比较好可靠性,因而在电力系统受到外界干扰时,保护线路各种继电装置应当有比较可靠、及时保护动作,从而切断故障点极大限度减少电力系统供电范畴。电力系统继电保护就是为达到这个目而设立。其中短路电流计算和
2、电气设备选取是本设计重点。通过本次线路保护设计可以巩固咱们本学期所学电力系统继电保护这一课程理论知识,能提高咱们提出问题、思考问题、解决问题能力。1 110KV线路继电保护和自动装置配备1.1 保护装置配备1.1.1主保护配备由系统可知110KV线路配备有众联保护,全线路上任意点故障都能迅速切除。保证系统稳定安全运营。1.1.2后备保护配备考虑保护性能优越性:110线路应当配距离保护,但是距离保护复杂并且价格昂贵,维护困难。考虑经济优越性:可以尝试配三段式电流保护,同步由于系统是环网运营,相称于双电源运营一定要加方向元件。在110KV级别电力网络中,三段式电流保护也许在系统最小运营方式下没有保
3、护范畴,如果系统在最小运营方式下运营几率不大状况下,并且资金不够状况下可以尝试三段式电流保护,基本可以保证系统正常运营。考虑系统运营方式:110KV高压输电网络应当属于大接地电力系统,需要配备零序保护。如上考虑到环网运营,也要加方向元件。保证保护不误动作。结论:继电保护保护装置配备不是一层不变,要考虑系统运营状况、经济状况、人员技能、环境影响等等状况,但是电力系统继电保护基本任务不变:1.自动、迅速、有选取将故障元件冲系统中切除。2.反映电力设备不正常运营状态,并依照运营维护条件,动作于发出信号或跳闸。1.2 自动装置配备1.2.1 简述电力系统自动装置是指在电力网中发生故障或异常时起控制作用
4、设备,重要涉及自动重叠闸、备用电源自动投入装置、低频减载和失压解列装置等设备,电网中自动装置型号多、逻辑千变万化,在实际运营中会暴露某些问题。电网中自动装置配备,需要咱们进行全面考虑。1.2.2系统安全自动装置配备配备重叠闸:在电力系统故障中,打多数故障是输电线路故障。运营经验表白大多数线路故障是“瞬时性”故障,此时,如果把断开线路在合上,就能恢复正常供电。结论:如图所示:该系统为110KV输电线路系统,按照规定,每一种断路器都应当装有ARD装置,并与继电保护后加速配合形成重叠闸后加速保护,保证电力系统最大限度正常供电。配备备用电源自动投入装置:当线路或用电设备发生故障时,可以自动迅速、精确把
5、备用电源投入用电设备中或把设备切换到备用电源上,不至于让顾客断电一种装置。结论:如图所示:该系统为110KV输电线路系统,依照系统规定,如果B变电站或C变电站中两台变压器,为了保证负荷可以长时间正常运营,应当加入AAT装置。配备低频、低压减载装置:它在电力系统发生事故浮现功率缺额使电网频率、电压急剧下降时,自动切除某些负荷,防止系统频率、电压崩溃,使系统恢复正常,保证电网安全稳定运营和对重要顾客持续供电。结论:如图所示:该系统为110KV输电线路系统,依照本地系统运营状况和系统规定,为了保证系统可以稳定运营,防止系统频率、电压崩溃应当在变电站B、C、D中配备低频、低压减载装置。2 110KV线
6、路继电保护整定计2.1 系统条件:110k单电源环形网络如图所示,已知:(1)线路AB、BC、CA最大负荷电流分别为230、200、250,负荷自起动系数;(2)网络中各线路采用带方向或不带方向电流保护,变压器采用纵联差动保护作为主保护,变压器为,d11接线;(3) 发电厂最大发电容量为350,最小发电容量为250(发变组停运);(4)各变电所引出线上后备保护动作时间如图示,后备保护时限级差t0.5s;(5)线路电抗每公里均为0.4;(6)电压互感器变比,AB、AC线路电流互感器变比,其他参数如图所示。(把线路AC改为40km) 试拟定:(1)保护1、3、5(或2、4、6)保护方式,以及各保护
7、二次动作值,校验保护敏捷系数; (2)画出保护3(或4)原理接线图2.2 三段式电流保护整定计算1.计算网络参数:选用基准功率B=100MVA和基准电压为VB=115Vav电路图等值图2.2.1 计算BC线路其最大运营方式短路电流 CA线路断开,C端发生短路故障,各序网图如下所示正序负序零序 正序阻抗=0.371=零序阻抗故障点C:三相 化为有名值 两相 化为有名值 单相 化为有名值 两相接地: 化为有名值:2.2.2计算BC线路其最小运营方式短路电流各序网络图如下所示正序 零序转化为星形图化简如下:正序阻抗:=零序阻抗:故障点C短路电流计算如下: 三相 有名值 两相 有名值 单相 有名值 两
8、相接地 = 4.062 有名值:2.3.1计算CA线路其最大运营方式短路电流各序网图如下所示:正序零序正序阻抗:=0.371=零序阻抗:故障点A短路电流计算如下: 三相: 化为有名值 两相 化为有名值 单相 化为有名值 两相接地: = 9.08A 化为有名值: 零序: 计算流过保护安装处短路电流: 分派系数:单相接地: 两相接地:2.3.2计算CA线路其最小运营方式短路电流各序网图如下所示:正序零序正序阻抗:=零序阻抗:故障点A短路电流计算如下: 三相 化为有名值 两相 化为有名值 单相 化为有名值 两相接地 化为有名值: 计算流过保护安装处短路电流: 分派系数: 单相接地 两相接地 2.4.
9、1计算AB线路其最大运营方式短路电流各序网图如下所示:正序零序正序阻抗:=零序阻抗:故障点B短路电流计算如下:三相短路:=3.984 A;有名值 =916.33 A; 两相短路: =,有名值=793.57 A; 单相短路:=,有名值=1040.72 A; 两相接地:=4.33 A,有名值=996.10A; 计算流过保护安装处短路电流: 分派系数: =0.543;单相:=0.5431040.72=565.11A;两相:=0.543996.10=540.88A2.4.2计算AB线路其最小运营方式短路电流各序网图如下所示:正序零序正序阻抗:=零序阻抗:故障点B短路电流计算如下: 三相短路:=3.57
10、1A;化为有名值=821.43A; 两相短路:=3.093;化为有名值=711.40A; 单相短路:=4.237,化为有名值=974.58A 两相接地短路:=4.043A,有名值=929.92A; 计算流过保护安装处短路电流: 分派系数: 单相接地短路:=0.562974.58=547.71A; 两相接地短路:=0.562=522.62A2.3 距离保护整定计算2.3.1电力网相间距离保护整定计算环节(1)相间距离保护第段整定计算1)相间距离保护第段整定值重要是要躲过本线路末端相间故障。设线路AB首端断路器为1QF,Z则线路AB断路器1QF处相间距离保护第段整定值为: (4-1)式中:AB线路
11、首端断路器1QF处相间距离保护第段整定值; 相间距离保护第段可靠系数,取0.85; 被保护线路AB正序阻抗。 2)相间距离保护第段动作时间为: 3)相间距离保护第段敏捷度用范畴表达,即为被保护线路全长80%85% (2) 相间距离保护段整定计算1) 按与相邻线路距离保护I段配合整定 (4-2)式中, 被保护线路AB阻抗; 相邻线路相间距离保护I段动作阻抗; 相间距离保护第段可靠系数,取0.80.85; 相间距离保护第段可靠系数,取0.8; 分支系数最小值,为相邻线路第段距离保护范畴末端短路时流过故障线电流之比最小值。 2)与相邻变压器纵差保护配合 (4-3)式中, =0.7 相邻变压器正序阻抗
12、; 相邻变压器另侧母线,如D母线短路时流过变压器短路电流与被保护线电流之比最小值。取所有与相邻元件相间短路保护配共计算值中最小值为整定值。 3) 相间距离保护第段动作时间为: =0.5s 4) 相间距离保护第段敏捷度校验: (4-4) 5) 当不满足敏捷度规定期可与相邻线相间距离保护第段配合。这时有: (4-5)式中, =0.800.85 相邻线路相间距离保护第段整定值。这时,相间距离保护第动作时间为: =+式中, 相邻线路相间距离保护第段动作时间。(3) 相间距离保护段整定计算1)躲过被保护线路最小负荷阻抗采用方向阻抗继电器 (4-6)式中, 相间距离保护第段可靠系数,取1.21.3; 返回
13、系数,取1.151.25: 自起动系数,取1; 电网额定相电压; 最大负荷电流; 阻抗元件最大敏捷角,取。 负荷阻抗角,取。 2)相间距离保护第段动作时间为: 3)相间距离保护第段敏捷度校验: 当作近后备时 (4-7) 当作远后备时 (4-8) 式中, 分支系数最大值。2.3.2.计算网络参数: 2.4距离保护整定计算2.4.1 1QF距离保护整定值计算:距离I段:动作时限:敏捷度校验:,满足敏捷度。距离II段:1)与相邻下级LBC段一段配合:2) 与相邻变压器和速断保护相配合 从上数据中选取最小为距离段动作阻抗即=24.48因K=1.531.3,满足条件保护1距离段动作时限为t=0.5s 距
14、离段: 1)保护1距离段动作阻抗按躲过被保护线路最小负荷阻抗整定,最小负荷阻抗:2)与相邻线路距离保护3第段配合:取最小值得=35.36,K=,满足规定2.4.2 3QF距离保护整定值计算:(同理)I段:,K=85%,满足敏捷度规定,II段:1)与AC配合 2)与相邻变压器T6配合 =76 取以上两个数据最小值,则=27.2 敏捷度校验:K=,满足条件。 III段:1)按躲过被保护线路最小负荷阻抗整定, 最小负荷阻抗: 2)与相邻线路距离保护3第段配合比较以上两个数据取最小值,则=35.9,由于K满足规定,=1.0S。2.4.3 5QF距离保护整定值计算:(同理)I段:. 敏捷度K=85%,满
15、足条件,=0S.II段:1)与AB配合 2)与相邻变压器T1、T2、T3配合 取以上两个数据最小值,则=23.17 敏捷度校验:K=,不满足条件,当=27.88时,K=1.391.3,故取=27.88.=0.5S III段:1)按躲过被保护线路最小负荷阻抗整定: 最小负荷阻抗: 2)与相邻线路距离保护1第段配合: 取以上两个数据最小值,则 =36.58,则K=,满足条件,=1.5S.注意依照设计规定:“系统容许最大故障切除时间为 0.85s”系统最低级别后备保护延时时间都已经超过了了1.5S,如果按照阶梯原则配合,不满足设计规定,因此不需要加装三段保护3对电流保护综合评价3.1 对零序电流保护
16、评价零序电流保护普通由多段构成,普通是四段式,并可根椐运营需要增减段数。为了某些运营状况需要,也可设立两个一段或二段,以改进保护效果。接地距离保护普通是二段式,普通都是以测量下序阻抗为基本原理。接地距离保护保护性能受接地电阻大小影响很大。当线路配备了接地距离保护时,根椐运营需要普通还应配备阶段式零序电流保护。特别是零序电流保护中最小定值保护段,它对检测经较大接地电阻短路故障较为优越。因而,零序电流保护不适当取消,但可恰当减少设立段数。零序电流保护和接地距离保护普通按阶梯特性构成,其整定配合遵循反映同种故障类型保护上下级之间必要互相配合原则,重要考虑与相邻下一级接地保护相配合;当装设接地短路故障
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