電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)： 　 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 　　 </p><p>　　指導(dǎo)教師：

2、 　 </p><p>　　2012 年 7月 4 日</p><p>　　1．設(shè)計(jì)原始資料 </p><p><b>　　1.1題目</b></p><p>　　如下圖所示網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)參數(shù)為：</p><p>　　試對(duì)保護(hù)1,9進(jìn)行三段電流保護(hù)的設(shè)計(jì)。</

3、p><p>　　圖1.1 電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　1.2 要完成的內(nèi)容</p><p>　　(1)選擇線路保護(hù)的配置及保護(hù)裝置的類型；</p><p>　　(2)選擇線路保護(hù)用電流互感器和電壓互感器的型號(hào)；</p><p>　　(3)線路相間保護(hù)的整定計(jì)算、靈敏度校驗(yàn)；（計(jì)算公式、過程、計(jì)算原則詳盡，靈敏度是否滿

4、足規(guī)程要求，若不滿足應(yīng)采取的措施。）；</p><p>　　(4)短路電流計(jì)算（繪制電力系統(tǒng)的阻抗圖，計(jì)算結(jié)果列表）；</p><p>　　(5)繪制一套保護(hù)回路的交流裝置展開圖和直流裝置展開圖；</p><p><b>　　(6)設(shè)計(jì)總結(jié)。</b></p><p><b>　　2.分析課題的內(nèi)容</b

5、></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)規(guī)程</b></p><p>　　1動(dòng)作與跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上滿足可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏性。1.系統(tǒng)運(yùn)行方式對(duì)發(fā)電廠發(fā)電容量的最大和最小運(yùn)行方式的考慮以及發(fā)生短路或故障時(shí)，流過保護(hù)裝置的短路電流的最大和最小運(yùn)行方式的考慮。 </p><p>　　2短路點(diǎn)的選擇在每一條線路上

6、的短路點(diǎn)，至少選擇3個(gè)，即線路的始端，中點(diǎn)和末端。</p><p>　　3短路類型動(dòng)作電流整定時(shí)，相間短路保護(hù)的整定計(jì)算應(yīng)取系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三項(xiàng)短路電流。靈敏度的計(jì)算時(shí)，應(yīng)在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下兩項(xiàng)短路電流。 </p><p>　　2.2 本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的配置</p><p>　　電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置包括測(cè)量部分和定制調(diào)整部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。測(cè)量部分從被保護(hù)對(duì)象輸入

7、有關(guān)信號(hào)，與給定的整定值相比較，決定保護(hù)是否動(dòng)作。根據(jù)測(cè)量部分個(gè)輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，是保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系工作，最后確定保護(hù)應(yīng)有的動(dòng)作行為，由執(zhí)行部分立即或延時(shí)發(fā)出信號(hào)或警報(bào)。</p><p>　　2.2.1 主保護(hù) </p><p>　　本設(shè)計(jì)運(yùn)用三

8、段式電流保護(hù)，經(jīng)靈敏度校驗(yàn)可得某些情況下I段和II段不能作為主保護(hù)，因而在某些保護(hù)中運(yùn)用距離保護(hù)作為主保護(hù)。</p><p><b>　　2.2.2后備保護(hù)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)運(yùn)用III段作為近后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)。</p><p><b>　　3.短路電流的計(jì)算</b></p><p&

9、gt;　　3.1等效電路的建立</p><p><b>　　圖3.1等效電路圖</b></p><p><b>　　3.2短路點(diǎn)的選取</b></p><p>　　選取B.C.D.E點(diǎn)為短路點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。 </p><p>　　3.3

10、短路點(diǎn)的計(jì)算 </p><p><b>　　3.3.1最大方式</b></p><p>　　由題目知，線路的總阻抗的計(jì)算公式為 </p><p>　　Z1:線路單位長(zhǎng)度的阻抗值；</p><p><b>　　L:線路長(zhǎng)度；&l

11、t;/b></p><p>　　將數(shù)據(jù)帶入上式公式可得：</p><p>　　經(jīng)分析得最大運(yùn)行方式即阻抗最小時(shí)，即電流最大，即兩臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)行。</p><p>　　最大運(yùn)行方式下流過保護(hù)元件的最大的短路電流為</p><p>　　對(duì)于保護(hù)1來說,若母線E之后的某處在最大運(yùn)行方式方式下發(fā)生三相短路，流過保護(hù)1的最大三項(xiàng)短路電流為：<

12、/p><p>　　(4)對(duì)于保護(hù)9來說，保護(hù)8處發(fā)生三相短路時(shí)，該處保護(hù)9的短路電流為：</p><p><b>　　3.3.2最小方式</b></p><p>　?。?）同理，經(jīng)分析得最小運(yùn)行方式即阻抗最大時(shí)，即電流最小時(shí)，只有G3和L3運(yùn)行時(shí)，</p><p>　　在最小運(yùn)行方式下流過保護(hù)元件的最小短路電流的公式為<

13、;/p><p>　?。?）對(duì)于保護(hù)1來說,，若母線E之后的某處在最大運(yùn)行方式方式下發(fā)生三相短路，流過保護(hù)1的最大相項(xiàng)短路電流為：</p><p>　　3>.對(duì)于保護(hù)9來說，若母線B或母線A處在最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路，流過保護(hù)的最大三相短路電流為:</p><p>　　4.保護(hù)的配合整定計(jì)算</p><p>　　4.1主保護(hù)整定的設(shè)計(jì)&l

14、t;/p><p><b>　　4.1.1動(dòng)作電流</b></p><p>　　電流速斷的動(dòng)作電流是按躲過最大運(yùn)行方式下本線路末端三項(xiàng)短路時(shí)流過保護(hù)的最大短路電流。</p><p>　　限時(shí)電流速斷的動(dòng)作電流是按與相鄰線路I段動(dòng)作電流相配合的原則來整定的。1>.對(duì)于保護(hù)1的I段來說,等效電路圖如圖所示，若母線E之后的某處在最大運(yùn)行方式方式下發(fā)生

15、三相短路，流過保護(hù)1的最大三項(xiàng)段路電流為：</p><p>　　2>.對(duì)于保護(hù)1的II段整定，需要按與相鄰線路I段動(dòng)作電流相配合的原則來整定，而保護(hù)1沒有相鄰線路，所以保護(hù)1沒有II斷整定，即無限時(shí)電流速斷整定.</p><p>　　3>.對(duì)于保護(hù)9的I段來說,保護(hù)8處發(fā)生三相短路時(shí)，該處保護(hù)9的短路電流為：</p><p>　　即9處的電流速斷保護(hù)在最

16、小運(yùn)行方式下也沒有保護(hù)區(qū)。</p><p>　　4>.對(duì)于保護(hù)9的II段整定來說，即保護(hù)9的限時(shí)電流速斷整定值與保護(hù)3和保護(hù)4處的電流速斷保護(hù)整定值相配合。</p><p>　　(1).與保護(hù)3相配合</p><p>　　所以保護(hù)9與保護(hù)3配合的限時(shí)電流整定值為：</p><p>　　(2).與保護(hù)4配合</p><

17、p>　　所以保護(hù)9與保護(hù)4配合的限時(shí)電流整定值為：</p><p>　　所以根據(jù)以上計(jì)算，取兩種情況下配合的最大值.</p><p><b>　　為其整定值。 </b></p><p><b>　　4.1.2動(dòng)作時(shí)間</b></p><p>　　電流速斷的動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間。

18、</p><p>　　限時(shí)電流速斷的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比相鄰線路保護(hù)I段的時(shí)限高一個(gè)時(shí)限級(jí)差Δt</p><p>　　假設(shè)母線E上過電流保護(hù)的時(shí)間為0.5S.</p><p>　　(1)對(duì)于保護(hù)1來說</p><p>　　1)該處電流速斷保護(hù)沒有保護(hù)區(qū)，所以它沒有電流速斷動(dòng)作時(shí)間.</p><p><b>　　.&l

19、t;/b></p><p>　　2)該處沒有限時(shí)電流速斷，所以它沒有限時(shí)電流速斷的動(dòng)作時(shí)間.</p><p>　　所以對(duì)于保護(hù)1來說，其主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為0.5S</p><p>　　(2)對(duì)于保護(hù)9來說</p><p>　　1)該處電流速斷保護(hù)沒有保護(hù)區(qū)，所以它沒有電流速斷動(dòng)作時(shí)間,</p><p>　　(2)

20、.該處的限時(shí)電流速斷為</p><p><b>　　4.1.3靈敏度</b></p><p>　　電流速段的靈敏度校驗(yàn)即求保護(hù)范圍。</p><p>　　限時(shí)電流速段的靈敏度校驗(yàn)是利用最小運(yùn)行方式下本線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)流過的最小電流來校驗(yàn)靈敏度系數(shù)的,最小保護(hù)范圍的計(jì)算公式為：</p><p>　　(1)對(duì)于保護(hù)1的

21、最小保護(hù)范圍根據(jù)上式中的公式可得</p><p>　　即1處的電流速斷保護(hù)在最小運(yùn)行方式下沒有保護(hù)區(qū)。</p><p>　　(2)對(duì)于保護(hù)9的最小保護(hù)范圍根據(jù)上式中的公式可得即9處的電流速斷保護(hù)在最小運(yùn)行方式下沒有保護(hù)區(qū)。</p><p>　　對(duì)于保護(hù)9的最小運(yùn)行方式下本線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)流過的電流來校驗(yàn)靈敏系數(shù)。</p><p>　　所

22、以不滿足靈敏度要求，則在保護(hù)4處安裝方向元件，則與保護(hù)3相配合。</p><p>　　4.2設(shè)備保護(hù)整定計(jì)算</p><p><b>　　4.2.1動(dòng)作值</b></p><p>　　(1)對(duì)于保護(hù)1來說，過電流整定值的計(jì)算公式為：</p><p>　　(2)對(duì)于保護(hù)9的近后備來說：</p><p&g

23、t;　　對(duì)于保護(hù)9的遠(yuǎn)后備來說：</p><p><b>　　4.2.2時(shí)間值</b></p><p>　　(1)對(duì)于保護(hù)1來說，假設(shè)母線E流過電流保護(hù)的時(shí)間為0.5S。</p><p>　　(2)對(duì)于保護(hù)9的近后備來說，過電流保護(hù)的時(shí)間為</p><p>　　對(duì)于保護(hù)9的遠(yuǎn)后備來說，過電流的保護(hù)時(shí)間為</p>

24、;<p><b>　　4.2.3靈敏度</b></p><p>　　(1)對(duì)于保護(hù)1來說，其靈敏度系數(shù)為</p><p>　　所以其靈敏度系數(shù)滿足要求。</p><p>　　(2)對(duì)于保護(hù)9來說，由假設(shè)求出的電流值可知其靈敏度系數(shù)滿足要求。</p><p><b>　　5．原理圖連接</b&

25、gt;</p><p>　　三段式電流保護(hù)的原理接線圖如圖5.1所示。</p><p>　　三段式電流保護(hù)的直流回路展開圖如圖5.2所示</p><p>　　三段式電流保護(hù)的交流回路展開圖如圖5.3所示</p><p><b>　　6．保護(hù)評(píng)價(jià)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用了三段電流保

26、護(hù)作為主保護(hù)</p><p>　　保護(hù)1：由于保護(hù)1的I段不滿足要求，而沒有II段，所以主保護(hù)不能設(shè)距離保護(hù)，設(shè)為距離保護(hù)。</p><p>　　保護(hù)9：由于保護(hù)9的II段要考慮兩種情況，所以保護(hù)8、4應(yīng)該加裝功率方向保護(hù)，因此主保護(hù)是電流速斷保護(hù)和功率方向保護(hù)，后備保護(hù)是過電流保護(hù)。</p><p>　　圖 5.1三段式電流保護(hù)的原理接線圖</p>

27、<p>　　圖 5.2 直流展開回路</p><p>　　圖5.3 交流展開回路</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張保會(huì),尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M].武漢:中國(guó)電力出版社,2009:165-183.</p><p>　　[2] 王廣延,呂繼韶.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原

28、理與運(yùn)行分析[M].中國(guó)電力出版社,1998:132-156.</p><p>　　[3] 劉學(xué)軍.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2011:219-238.</p><p>　　[4] 于永源,楊綺雯.電力系統(tǒng)分析(第三版)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2007:35-56.</p><p>　　[5] 許建安主編.繼電保護(hù)整定計(jì)算[M].北京:中國(guó)水