電力系統(tǒng)繼電保護課程設(shè)計

1、<p>　　電力系統(tǒng)繼電保護課程設(shè)計</p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p><p>　　班 級： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p>

2、<p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2012 年7 月 7日</p><p><b>　　1設(shè)計原始資料</b></p><p><b>　　1.1具體題目</b></p><p>　　系統(tǒng)接線圖如下圖，發(fā)電機以發(fā)電機-變壓器組方式接入系統(tǒng)，開機方

3、式為兩側(cè)各開1臺機，變壓器T6 1臺運行。參數(shù)為：</p><p><b>　　線路阻抗 。</b></p><p><b>　　系統(tǒng)接線圖</b></p><p>　　試對1、2進行零序保護的設(shè)計。</p><p><b>　　1.2要完成的內(nèi)容</b></p&g

4、t;<p>　?、?請畫出所有元件全運行時三序等值網(wǎng)絡(luò)圖，并標注參數(shù)；</p><p>　?、?分別求出1、2零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的定值，并校驗靈敏度；</p><p>　?、?保護1、2零序Ⅰ、Ⅱ是否需要方向元件；</p><p>　　2分析要設(shè)計的課題內(nèi)容（保護方式的確定）</p><p><b>　　2.1設(shè)計規(guī)程&

5、lt;/b></p><p>　　繼電保護裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求，110~220kV有效接地電力網(wǎng)線路，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)反應(yīng)接地短路和相間短路的保護裝置。</p><p>　　(1)對于接地短路：</p><p>　　① 裝設(shè)帶方向和不帶方向的階段式零序電流保護；</p><p>　?、?零序電流保護不能滿足要求

6、時，可裝設(shè)接地距離保護，并應(yīng)裝設(shè)一段或兩段零序電流保護作為后備保護。</p><p>　　(2) 對于相間短路：</p><p>　　① 單側(cè)電源單回線路，應(yīng)裝設(shè)三相多段式電流或電壓保護，如不能滿足要求，則應(yīng)裝設(shè)距離保護；</p><p>　　② 雙側(cè)電源線路宜裝設(shè)階段式距離保護。</p><p>　　2.2本設(shè)計的保護配置</p>

7、;<p>　　2.2.1主保護配置</p><p>　　電力系統(tǒng)正常運行時是三相對稱的，其零序、負序電流值理論上是零。多數(shù)的短路故障是不對稱的，其零、負序電流電壓會很大，利用故障的不對稱性可以找到正常與故障的區(qū)別，并且這種差別是零與很大值得比較，差異更為明顯。所以零序電流保護被廣泛的應(yīng)用在110kV及以上電壓等級的電網(wǎng)中。</p><p>　　2.2.2后備保護配置</

8、p><p>　　距離保護是利用短路發(fā)生時電壓、電流同時變化的特征，測量電壓與電流的比值，該比值反應(yīng)故障點到保護安裝處的距離，如果短路點距離小于整定值，則保護裝置動作。</p><p>　　在保護1、2、3和4處配備三段式距離保護，選用接地距離保護接線方式和相間距離保護接線方式。</p><p>　　3短路電流及殘壓計算</p><p>　　3.1

9、等效電路的建立</p><p>　　將本題中的系統(tǒng)簡化成三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)，即正序網(wǎng)絡(luò)如圖1所示；負序網(wǎng)絡(luò)如圖2所示；零序網(wǎng)絡(luò)，圖3所示。</p><p><b>　　圖1 正序網(wǎng)絡(luò)</b></p><p><b>　　圖2 負序網(wǎng)絡(luò)</b></p><p><b>　　圖3 零序網(wǎng)絡(luò)&l

10、t;/b></p><p>　　3.2保護短路點的選取</p><p>　　母線A處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護2的最大零序電流。</p><p>　　母線B處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護1和4的最大零序電流。</p><p>　　母線C處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護3的最大零

11、序電流。</p><p>　　3.3短路電流的計算</p><p><b>　　整理線路參數(shù)</b></p><p>　　(1)B母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時的等值網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　單相接地短路時，故障端口正序阻抗為</p><p>　　故障端口負序阻抗為 &

12、lt;/p><p>　　故障端口零序阻抗為 </p><p>　　則最大短路零序電流，</p><p>　　單相接地短路時==1.5443(kA)</p><p>　　兩相接地短路時==1.6192(kA)</p><p>　　(2)A母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時的等值網(wǎng)絡(luò)。故障端口正序阻抗為</p>

13、<p>　　故障端口負序阻抗為 </p><p>　　故障端口零序阻抗為 則最大短路零序電流，</p><p>　　單相接地短路時 </p><p>　　兩相接地短路時 </p><p>　　(3) C母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時的等值網(wǎng)絡(luò)。單相接地短路時，故障端口正序

14、阻抗為</p><p>　　故障端口負序阻抗為 </p><p><b>　　故障端口零序阻抗為</b></p><p>　　則最大短路零序電流，</p><p>　　單相接地短路時 </p><p><b>　　兩相接地短路時</b>&l

15、t;/p><p>　　4保護的配合及整定計算</p><p>　　4.1主保護的整定計算</p><p>　　4.1.1動作值（如動作電流）</p><p>　?。?）1零序Ⅰ段躲開下一條線路出口處單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流</p><p>　　（2）1零序Ⅱ段與下一條線路Ⅰ段配合，即與3的Ⅰ段配合</p&g

16、t;<p>　　分支系數(shù) </p><p>　　（3）2零序Ⅰ段躲開下一條線路出口處單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流</p><p><b>　　4.1.2動作時間</b></p><p>　　保護1的Ⅰ段和2的Ⅰ段均為零序速斷電流保護，故動作時間均為0s,保護1的Ⅱ段為限時零序電流速斷，比Ⅰ段延遲一個△t,故保護

17、1的Ⅱ段的動作時間為0.5s</p><p>　　4.1.3靈敏度校驗</p><p>　　4.2后備保護的整定計算</p><p>　　4.2.1動作值（如動作電流）</p><p>　　(1)保護1的Ⅲ段保護按躲開末端最大不平衡電流</p><p>　　(2)保護2的Ⅲ段保護按躲開末端最大不平衡電流</p&g

18、t;<p><b>　　4.2.2動作時間</b></p><p>　　保護1的Ⅲ段保護與下段線路配合，動作時間比Ⅱ段的動作時間延遲△t，故動作時間為1s.</p><p>　　4.2.3靈敏度校驗</p><p>　　保護1的Ⅲ段保護,作為近后備保護</p><p><b>　　滿足要求<

19、/b></p><p><b>　　作為遠后備保護</b></p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　保護2的Ⅲ段保護,作為近后備保護</p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　綜上可知：在零序電流保

20、護的配置和保護中，保護1有I段、II段和III段，而保護2只配置I段、III段保護，整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行</p><p>　　段斷,baohu.9541 () ()</p><p>　　5繼電保護設(shè)備的選擇</p><p><b>　　5.1互感器的選擇</b></p>

21、<p>　　5.1.1電流互感器</p><p>　　電流互感器TA是將一次系統(tǒng)大電流轉(zhuǎn)變?yōu)槎蜗到y(tǒng)小電流的設(shè)備。選擇電流互感器時，應(yīng)根據(jù)安裝地點和安裝方式選擇其型式。</p><p>　　(1)種類和型式的選擇。35kV及以上配電裝置宜采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式配電裝置。</p><p>　　(2)一次回路額定電壓和電流的選擇。一次回路額定電壓和應(yīng)

22、滿足：</p><p><b>　　(5.1) </b></p><p>　　一般情況下可按變壓器額定電流的1/3進行選擇。</p><p>　　(3)準確級和額定容量的選擇。對測量精確度要求較大的大容量發(fā)電機、系統(tǒng)干線、發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量等宜用0.2級；裝于重要回路的互感器，準確級采用0.2—0.5級。</p><p>

23、　　(4)熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗。電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過的熱穩(wěn)定電流It來表示熱穩(wěn)定校驗式為</p><p>　　It2t≥Qk (5.2)</p><p>　　≥i或≥ (5.3)</p><p>　　根據(jù)以上分析，選LGBJ-110kV干式電流互感器</

24、p><p>　　6二次展開原理圖的繪制</p><p><b>　　6.1保護測量電路</b></p><p>　　保護1交流測量回路如圖6.1.1直流測量回路如圖6.1.2；保護2交流測量回路如圖6.1.3，直流測回路如圖6.1.4。</p><p>　　圖6.1.1保護1交流測量回路 圖6.1.2 保

25、護1直流測量回路</p><p>　　圖6.1.3 保護2交流測量回路 圖6.1.4 保護2直流測量回路</p><p><b>　　6.2保護跳閘電路</b></p><p>　　保護1跳閘回路如圖6.2.1，保護2跳閘回路如圖6.2.2。</p><p>　　圖6.2.1 保護1跳閘回路&

26、lt;/p><p>　　圖6.2.2 保護2跳閘回路</p><p>　　7保護的評價（結(jié)論）</p><p>　　對零序電流保護的評價：零序電流保護通常由多段組成，一般是四段式，并可根椐運行需要增減段數(shù)。為了某些運行情況的需要，也可設(shè)置兩個一段或二段，以改善保護的效果。接地距離保護的一般是二段式，一般都是以測量下序阻抗為基本原理。接地距離保護的保護性能受接地電阻大小的

27、影響很大。</p><p>　　當線路配置了接地距離保護時，根椐運行需要一般還應(yīng)配置階段式零序電流保護。特別是零序電流保護中最小定值的保護段，它對檢測經(jīng)較大接地電阻的短路故障較為優(yōu)越。因此，零序電流保護不宜取消，但可適當減少設(shè)置的段數(shù)。</p><p>　　零序電流保護和接地距離保護一般按階梯特性構(gòu)成，其整定配合遵循反映同種故障類型的保護上下級之間必須相互配合的原則，主要考慮與相鄰下一級的

28、接地保護相配合；當裝設(shè)接地短路故障的保護時，則一般在同原理的保護之間進行配合整定。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 張保會,尹項根主編.電力系統(tǒng)繼電保護[M].北京:中國電力出版社,2005:92-153.</p><p>　　[2] 譚秀炳,鐵路電力與牽引供電繼電保護[M].城都:西南交通大學(xué)出版社,