繼電保護課程設計---110kv線路繼電保護及其二次回路設計

1、<p><b>　　繼電保護課程設計</b></p><p>　　專業(yè)班級：電氣工程及其自動化</p><p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　學 號：</b></p><p><b>　　任課教師：</b>

2、</p><p>　　日 期：2010年1月10日</p><p>　　110KV線路繼電保護及其二次回路設計</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　設計說明書………………………………………………………………………………2</p><p>　　距離保護的配置及保護裝置

3、的類型…………………………………………3</p><p>　　1.1距離保護的配置……………………………………………………………………3</p><p>　　1.2保護裝置的類型……………………………………………………………………3</p><p>　　110KV線路保護電流互感器好電壓互感器型號的選擇………………………4</p><p>　

4、　2.1電流互感器的選擇…………………………………………………………………4</p><p>　　電壓互感器的選擇…………………………………………………………………4</p><p>　　第3章 電網(wǎng)各個元件參數(shù)計算及符合電流計算……………………………………5</p><p>　　3.1基準值選擇…………………………………………………………………………5</p

5、><p>　　3.2電網(wǎng)各元件等值電抗計算…………………………………………………………5</p><p>　　3.2.1輸電線路等值電抗計算…………………………………………………………5</p><p>　　3.2.2變壓器等值電抗計算……………………………………………………………5</p><p>　　3.2.3發(fā)電機等值電抗計算…………………

6、…………………………………………5</p><p>　　3.2.4線路5運行方式下流過斷路器的最大負荷電流………………………………6</p><p>　　3.2.5電力系統(tǒng)阻抗圖…………………………………………………………………6</p><p>　　第4章 斷路器5距離保護的整定計算和校驗…………………………………………7</p><p>

7、　　4.1 距離保護Ⅰ段的整定計算…………………………………………………………7</p><p>　　4.2 距離保護Ⅱ段的整定計算和校驗………………………………………………7</p><p>　　4.3 距離保護Ⅲ段的整定計算和校驗………………………………………………8</p><p>　　第5章 保護裝置的原理接線圖………………………………………………………9&

8、lt;/p><p>　　總結……………………………………………………………………………………10</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………………11</p><p><b>　　設計說明書</b></p><p><b>　　一、原始資料：</b></p

9、><p>　　二、設計的目的和要求</p><p><b>　　（一）設計的目的</b></p><p>　　1.在鞏固《電力系統(tǒng)繼電保護》課程所學理論知識的基礎上，鍛煉運用所學知識分析和解決生產(chǎn)實際問題的能力。</p><p>　　2.初步掌握繼電保護設計的內(nèi)容、步驟和方法。</p><p>　　3

10、.提高計算、制圖和編寫技術文件的技能。</p><p>　?。ǘφn程設計的要求</p><p>　　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)行必須考慮到任務書所規(guī)定的實際情況，切忌機械地搬套。</p><p>　　2.獨立思考。在課程設計過程中，既要盡可能參考有關資料和主動爭取教師的指導，也可以在同學之間展開討論，但必須堅持獨立思考，獨自完成設計

11、成果。</p><p>　　3.認真細致。在課程設計中應養(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設計任務打好基礎。</p><p>　　4.按照任務規(guī)定的內(nèi)容和進度完成。</p><p><b>　　三、設計的內(nèi)容</b></p><p>　　1．選擇線路距離保護的配置（說明保護作用）及保

12、護裝置的類型（說明理由）。</p><p>　　2．選擇110kV線路保護用電流互感器和電壓互感器型號。</p><p>　　3．線路相間保護的整定計算、靈敏度校驗。</p><p>　　4．繪制一套保護裝置的原理接線圖（CAD畫圖）。 </p><p>　　5．設計總結（總結完善、有歸納性、有感想、有結論）。</p><

13、p>　　第1章 距離保護的配置及保護裝置的類型</p><p>　　1.1 距離保護的配置</p><p>　　1、繼電保護：能反映電力系統(tǒng)中電氣設備發(fā)生故障和不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。</p><p><b>　　2、作用</b></p><p>　　(1)自動、迅速、有選擇性地

14、將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無故障部分迅速恢復正常運行。</p><p>　　(2)距離保護可以在多電源復雜網(wǎng)路中保證動作的選擇性。除可以應用于輸電線路的保護外，還可以作為發(fā)電機、變壓器等元件的后備保護。</p><p>　　(3)距離保護與電、電壓保護相比較具有更高的靈敏度、更穩(wěn)定的保護范圍，且受系統(tǒng)運行方式的影響較小。</p><

15、p>　　1.2 保護裝置的類型</p><p><b>　　1、電流保護：</b></p><p>　　A、過電流保護——是按照躲過被保護設備或線路中可能出現(xiàn)的最大負荷電流來整定的。</p><p>　　B、電流速斷保護——是按照被保護設備或線路末端可能出現(xiàn)的最大短路電流或變壓器二次側(cè)發(fā)生三相短路電流而整定的。</p>&l

16、t;p>　　C、過電流保護和電流速斷保護常配合使用，以作為設備或線路的主保護和相鄰線路的備用保護。</p><p><b>　　2、電壓保護</b></p><p>　　A、過電壓保護——防止電壓升高可能導致電氣設備損壞而裝設的。</p><p>　　B、欠電壓保護——防止電壓突然降低致使電氣設備的正常運行受損而設的。</p>

17、<p>　　C、零序電壓保護——為防止變壓器一相絕緣破壞造成單相接地故障的繼電保護。</p><p><b>　　3、距離保護</b></p><p>　　這種保護是主系統(tǒng)的高可靠性、高靈敏度的繼電保護，又稱為阻抗保護，這種保護是按照長線路 故障點不同的阻抗值而整定的。</p><p>　　第2章110KV線路保護電流互感器和電壓

18、互感器型號的選擇</p><p>　　2.1 電流互感器的選擇</p><p>　　1.電流互感器的額定電壓不小于安裝地點的電網(wǎng)電壓。</p><p>　　2.電流互感器的額定電流不小于流過電流互感器的長期最大負荷電流。</p><p>　　110KV電流互感器選擇</p><p>　?。?）U1e=U1g=110kV

19、（2）Igmax=110%I1e</p><p>　　3）預選：LB7-110 ,技術參數(shù)如下表</p><p><b>　　(4)校驗：</b></p><p><b>　?、贌岱€(wěn)定校驗：</b></p><p>　　I(4)2tep=26.4(kA2S) I1e=1200A；Kt=75；t=

20、1s</p><p>　　(I1eKt)2t=(1.2×75)2×1=8100(kA2S) I(4)2tep<(I1eKt)2t</p><p><b>　　符合要求</b></p><p><b>　?、趧臃€(wěn)定校驗：</b></p><p>　　K=135；I1e=1

21、200A；ich=7.83(kA)</p><p><b>　　(kA) </b></p><p><b>　　符合要求</b></p><p>　　2.2電壓互感器的選擇</p><p>　　1.電壓互感器的額定電壓不小于安裝地點電網(wǎng)額定電壓。</p><p>　　2.

22、110KV及以上的電力系統(tǒng)中，電壓互感器的接線方式都是YN，yn0。</p><p>　　選取WVB110-20H，額定變比：</p><p>　　第3章 電網(wǎng)各個元件參數(shù)計算及負荷電流計算</p><p><b>　　3.1 基準值選擇</b></p><p>　　基準功率：SB=100MV·A，基準電壓：V

23、B=115V。基準電流：IB=SB/1.732VB=100×103/1.732×115=0.502KA,基準電抗：ZB=VB/1.732IB=115×103/1.732×502=132.25Ω</p><p>　　3.2 電網(wǎng)各元件等值電抗計算</p><p>　　3.2.1 輸電線路等值電抗計算</p><p>　　(1)線

24、路L1等值電抗計算</p><p>　　正序、負序電抗：XL1=X1L1=0.4×50=20Ω，XL11=XL1/ZB=20/132.25=0.1512</p><p>　　（2）線路L2等值電抗計算</p><p>　　正序、負序電抗：XL2=X1L2=0.4×40=16Ω，XL22=XL2/ZB=16/132.25=0.121</p&g

25、t;<p>　?。?）線路L3等值電抗計算</p><p>　　正序、負序電抗：XL3=X1L3=0.4×90=36Ω，XL33=XL3/ZB=36/132.25=0.2722</p><p>　?。?）線路L4等值電抗計算</p><p>　　正序、負序電抗：XL4=X1L4=0.4×25=10Ω，XL44=XL4/ZB=10/1

26、32.25=0.0756</p><p>　　3.2.2 變壓器等值電抗計算</p><p>　　（1）變壓器T1、T2等值電抗計算</p><p>　　XT1=XT2=（UK%/100）×（VN2×103/SN）≈40.333Ω</p><p>　　XT11=XT22=XT1/ZB=40.333/132.25≈0.305

27、</p><p>　?。?）變壓器T3等值電抗計算</p><p>　　XT3=（UK%/100）×（VN2×103/SN）≈20.175Ω</p><p>　　XT33= XT3/ZB=21.175/132.25≈0.16</p><p>　?。?）變壓器T4、T5、T6、T7等值電抗計算</p><

28、p>　　XT4=XT5=XT6= XT7=（UK%/100）×（VN2×103/SN）≈63.5Ω</p><p>　　XT44=XT55=XT66= XT77= XT3/ZB=63.5/132.25≈0.48</p><p>　　（4）變壓器T8等值電抗計算</p><p>　　XT8=（UK%/100）×（VN2×1

29、03/SN）≈84.7Ω</p><p>　　XT88= XT8/ZB=84.7/132.25≈0.16</p><p>　　3.2.3發(fā)電機等值電抗計算</p><p>　　(1)發(fā)電機G1、G2電抗標幺值計算</p><p>　　XG1* = XG2*=Xd1SB/SG1= Xd1SBCOSφ/PG1=0.132×100

30、5;0.8/25=0.4224</p><p>　　(2)發(fā)電機G3電抗標幺值計算</p><p>　　XG3*=Xd3SB/SG3= Xd3SBCOSφ/PG3=0.129×100×0.8/50=0.2064</p><p>　　3.2.4線路5運行方式下流過斷路器的最大負荷電流</p><p>　　保護5的最大運行方式

31、：F1、F2、F3全投入，斷開線路L1；通過保護5的最大負荷電流為Ifh.max=131A。保護5的最小運行方式：F3停，線路全部運行。</p><p>　　3.2.5電力系統(tǒng)阻抗圖</p><p>　　8個變壓器等值電抗值列表：</p><p>　　電力系統(tǒng)阻抗圖如下：</p><p>　　第4章 斷路器5距離保護的整定計算和校驗</

32、p><p>　　4.1 距離保護Ⅰ段的整定計算</p><p><b>　　1.動作阻抗</b></p><p>　　對輸電線路，按躲過本線路末端短路來整定。取KK′=0.85；</p><p>　　Zdz′=KKZL2=0.85×16=13.6Ω</p><p><b>　　2.

33、動作時限</b></p><p>　　距離保護I段的動作時限是由保護裝置的繼電器固有動作時限決定，人為延時為零，即t′=0s。</p><p>　　4.2距離保護Ⅱ段的整定計算和校驗</p><p><b>　　1.動作阻抗</b></p><p>　?。?）與相鄰線路L1的保護I段配合</p>

34、<p>　　Zdz″=KK″（ZL2+K′Kfh.minZL1）</p><p>　　式中取K′=0.85，KK″=0.8，Kfh.min為保護7的I段末端發(fā)生短路時對保護7而言的最小分支系數(shù)。當保護7的I段末端發(fā)生短路時，分支系數(shù)為Kfh.min=IL3/LL4=1，于是Zdz″=KK″（ZL2+K′Kfh.minZL1）=0.8×（16+0.85×1×20）=26.4

35、Ω</p><p>　?。?）按躲開相鄰變壓器低壓側(cè)出口短路整定</p><p>　　Zdz″=KK″（ZL2+K′Kfh.minZLB）</p><p>　　式中取KK″=0.7，Kfh.min為保護7的I段末端變壓器低壓側(cè)出口短路時對變壓器低壓側(cè)出口而言的最小分支系數(shù)。當保護7的I段末端發(fā)生短路時，分支系數(shù)為Kfh.min=IL3/LL4=0.5</p&g

36、t;<p>　　于是Zdz″=KK″（ZL2+K′Kfh.minZL4）=0.7×（16+0.85×0.5×63.5）=30.09Ω</p><p>　　取以上兩個計算值中最小者為II段整定值，即取Zdz″=26.4Ω</p><p>　　2.動作時間，與相鄰保護7的I段配合，則t4″=t3′+△t=0.5s，它能同時滿足與相鄰線路L4和變壓器保

37、護配合的要求。</p><p><b>　　3.靈敏度校驗</b></p><p>　　Klm= Zdz″/ZL2=26.4/16=1.65>1.5,滿足要求。</p><p>　　4.3距離保護Ⅲ段的整定計算和校驗</p><p>　　1.動作阻抗：按躲開最小負荷阻抗整定</p><p>

38、　　Kzq=1,Kh=1.15, </p><p>　　KK′′′=1.2,If.max=0.1255KA,Zf.min=0.9Ue/1.732If.max=0.9×115/1.732×0.1255=476.2Ω</p><p>　　于是Zdz′′′= Zf.min/ KK′′′Kh Kzq=476.2/1.2×1.15×1=456.36Ω</

39、p><p><b>　　2.動作時間</b></p><p>　　斷路器3的動作時間為：t6′′′= tdz′′′+△t=0+0.5=0.5s</p><p>　　變壓器保護的動作時間為：t′′′= tdz′′′+△t=1.5+0.5=2s</p><p><b>　　3.靈敏度校驗</b></p

40、><p>　?。?）本線路末端短路時的靈敏系數(shù)為：</p><p>　　Klm= Zdz′′′/ZL2=456.36/16=28.5>1.5,滿足要求。</p><p>　?。?）相鄰元件末端短路時的靈敏系數(shù)為：</p><p>　?、傧噜従€路L1末端短路時的靈敏系數(shù)為：最大分支系數(shù)：Kfh.max=1</p><p&g

41、t;　　Klm= Zdz′′′/（ZL2+ Kfh.maxZL4）=456.36/(16+1×20)=12.68>1.2,滿足要求。</p><p>　?、谙噜徸儔浩髂┒硕搪窌r的靈敏系數(shù)為：</p><p>　　最大分支系數(shù)：Kfh.max=（XL1+XL2+XL3）/（XL3+XL2）=（36+16+20）/（20+16）=1.385</p><p&g

42、t;　　Klm= Zdz′′′/（ZL2+ Kfh.maxZL2）=456.36/(16+1.385×63.5)=4.39>1.2,滿足要求。</p><p>　　第5章 保護裝置的原理接線圖</p><p><b>　　總結</b></p><p>　　沒有最完美的保護，只有更完美的保護。</p><p&g

43、t;　　經(jīng)過兩周的奮戰(zhàn)我的繼電保護課程設計終于完成了。在沒有做課程設計以前覺得課程設計只是對所學的《電力系統(tǒng)繼電保護》知識的單純總結，但是通過這次做課程設計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。課程設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程設計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還很多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以

44、后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己專業(yè)知識和綜合素質(zhì)。</p><p>　　這次課程設計也使我們的同學關系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。</p><p>　　總之，知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真

45、的學會了。</p><p>　　在此要感謝我們的指導老師cc老師對我們悉心的指導，感謝老師給我們的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，雖經(jīng)歷了不少艱辛，但獲益匪淺。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程

46、中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次課程設計的最大收獲和財富，使我終身受益。</p><p>　　對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學無止境的道理。我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！</p&

47、gt;<p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　1.韓笑.電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南·繼電保護分冊[M].北京：中國水利水電出版社，2003.</p><p>　　2.高純?nèi)?大型發(fā)電機組繼電保護整定計算與運行技術[M].北京：中國電力出版社，2006.</p><p>　　3.鐘松茂，李火元.電力系統(tǒng)繼