35kv線路保護課程設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p>　　題 目： 35kV線路保護設(shè)計　　</p><p>　　班　　級： 　　　　 </p><p>　　學(xué)生姓名： 　　　　 </p><p>　　學(xué)　　號： 　　　　 &l

2、t;/p><p>　　指導(dǎo)教師： 　　　　 </p><p>　　完成時間： 　　　　 </p><p><b>　　2013年01月</b></p><p>　　《繼電保護》課程設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　一、題目</b&g

3、t;</p><p>　　輸電線路繼電保護設(shè)計</p><p><b>　　二、資料</b></p><p>　　某35kV單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)如下圖1所示，已知：變電所B、C中變壓器連接組別均為Ｙ，d11，且在變壓器上裝設(shè)了差動保護，線路A、B的最大傳輸功率為Ｐmax= 9MW, 功率因數(shù)，系統(tǒng)中的發(fā)電機都裝設(shè)了自動勵磁調(diào)節(jié)器。自起動系數(shù)取1.3

4、，其他參數(shù)如圖所示。</p><p>　　圖1 某35kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)示意圖</p><p><b>　　三、設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　?。?1 ）確定AB線路相間短路的保護方式以及它們的整定值，并校驗靈敏度；同時計算互感器的變比。 </p><p>　?。?2 ）繪制AB線路相間短路保護的原理接線圖（展開

5、式）； </p><p>　?。?3 ）對本網(wǎng)絡(luò)所采用的保護進行評價。 </p><p><b>　　四、提交成果</b></p><p>　　1 、設(shè)計說明書一份（打印左側(cè)裝訂成冊）并提交電子版； </p><p>　　2 、線路保護原理展開圖一份（符合工程制圖的基本標(biāo)準(zhǔn)，比如圖幅、邊框、標(biāo)題欄等）； </p&g

6、t;<p><b>　　2012年12月</b></p><p>　　《繼電保護》課程設(shè)計指導(dǎo)書</p><p><b>　　一、任務(wù)</b></p><p>　　完成35kV單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)的繼電保護設(shè)計</p><p><b>　　二、目的</b></p

7、><p>　　1、 通過本課程設(shè)計，使學(xué)生進一步認(rèn)識和掌握電力網(wǎng)絡(luò)繼電保護裝置的工作原理、配置原則，整定計算方法，培養(yǎng)學(xué)生具有熟練閱讀繼電保護裝置原理圖、展開圖、安裝圖的重要技能和進行初步設(shè)計的技能，彌補課堂教學(xué)的不足，使學(xué)生在繼電保護方面的知識得到進一步的鞏固和提高。</p><p>　　2、通過設(shè)計，樹立正確的技術(shù)經(jīng)濟觀，掌握對方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較的方法。</p><p

8、>　　3、學(xué)習(xí)編制計算說明書。</p><p>　　三、設(shè)計步驟及時間安排</p><p>　　3.1 相間短路時線路保護的整定計算步驟</p><p>　?。?短路電流及殘余電壓計算 </p><p>　　考慮到 35 kV單電源網(wǎng)絡(luò)相間短路保護可能電流電壓保護，因此在決定保護方式前，必須較詳細(xì)地計算各短路點短路時，流過有關(guān)保護的短路

9、電流 和保護安裝處的殘余電壓 等參數(shù)。然后根據(jù)計算結(jié)果，在滿足“繼電保護和自動裝置技術(shù)規(guī)程”和題目給定的要求條件下，盡可能采用簡單的保護方式。</p><p>　　計算 和 的步驟及注意事項如下。 </p><p>　　（ 1 ）系統(tǒng)運行方式的考慮 </p><p>　　除考慮發(fā)電廠發(fā)電容量的最大和最小運行方式外，還必須考慮在設(shè)備檢修或故障切除的情況下，發(fā)生短路時流

10、過保護裝置的短路電流最大和最小的系統(tǒng)運行方式， 以便計算保護的整定值和保護靈敏度。在需采用電流電壓聯(lián)鎖速斷保護時，還必須考慮系統(tǒng)的正常運行方式。 </p><p>　?。?2 ）短路點的考慮 </p><p>　　求不同保護的整定值和靈敏度時，應(yīng)注意短路點的選擇。若要繪制短路電流、電壓與距離的關(guān)系曲線，每一條線路上的短路點至少要取三點，即線路的始端、中點和末端三個點。 </p>

11、<p>　　（ 3 ）短路類型的考慮 </p><p>　　相間短路保護的整定計算應(yīng)取系統(tǒng)最大運行方式下三相短路電流，以作動作電流整定之用；而在系統(tǒng)最小運行方式下計算兩相短路電流，以作計算靈敏度之用。 的計算選用三相短路或兩相短路進行計算均可，因為對保護所取的殘余而言， 三相短路和兩相短路的殘余數(shù)值相同。若采用電流電壓聯(lián)鎖速斷保護，系統(tǒng)運行方式應(yīng)采用正常運行方式下的短路電流和電壓的數(shù)值作為整定之用。

12、 </p><p>　　（ 4 ） 和 列表 </p><p>　　為了便于整定計算時查考每一點的短路時保護安裝處的 和 ，將計算結(jié)果列成表格。 </p><p>　　流過保護安裝處的短路電流應(yīng)考慮后備保護的計算需要，即列出本線路各短路點短路時流過保護安裝處的短路電流，還要列出相鄰線路各點短路時流過保護安裝處的短路電流。保護安裝處的殘余電壓 列表與短路電流 相似。

13、</p><p>　　計算 和 時，用標(biāo)么值或用有名值均可，可根據(jù)題目的數(shù)據(jù)，用較簡單的方法計算。電壓一律用平均電壓。（35kV電網(wǎng)的平均電壓是37VkV）</p><p>　　2. 保護方式的考慮及整定計算 </p><p>　　采用什么保護方式，主要視其能否滿足規(guī)程的要求。能滿足要求時，所采用的保護就可采用；不能滿足要求時，就必須采取措施使其符合要求或改用其他保

14、護方式。 </p><p>　　選用保護方式時，首先考慮采用最簡單的保護，以便提高保護的可靠性。當(dāng)采用簡單保護不能同時滿足選擇性、靈敏性和速動性要求時，則可采用較復(fù)雜的保護方式。 </p><p>　　選用保護方式時，可先選擇主保護，然后選擇后備保護。通過整定計算，檢驗?zāi)芊駶M足靈敏性和速動性的要求。 在用動作電流、電壓或動作時間能保證選擇性時，不要采用方向元件以簡化保護。 后備保護的動作電

15、流 必須配合，要保證較靠近電源的上一元件保護的動作電流 大于下一元件保護的動作電流 ，且有一定的裕度，以保證選擇性。 </p><p>　　3. 繪制保護原理接線圖 </p><p>　　要求繪制單線原理接線圖及某一線路保護原理展開圖。 </p><p><b>　　4. 說明書編寫</b></p><p>　　說明

16、書一般應(yīng)包含如下內(nèi)容：（排版要求一級標(biāo)題四號黑體，正文宋體小四，行距固定值24磅,參考文獻宋體5號）</p><p><b>　　封面</b></p><p><b>　　摘要和關(guān)鍵詞</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　設(shè)計原理 計算說

17、明 總結(jié) 附錄1 圖紙 參考文獻</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要 …………………………………………………………………………………………4</p><p>　　引 言 …………………………………………………………………………………………4</p><p

18、>　　正 文 …………………………………………………………………………………………4</p><p>　　1．繼電保護概論 …………………………………………………………………………4</p><p>　　1.1繼電保護的作用 …………………………………………………………4</p><p>　　1.2對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求 ……………………………

19、……………4</p><p>　　2. 35KV線路繼電保護的配置 …………………………………………………5</p><p>　　3.電網(wǎng)相間短路的電流保護……………………………………………………………5</p><p>　　3.1互感器變比……………………………………………………………………6</p><p>　　3.2瞬時電流速斷保護……

20、………………………………………………………………6</p><p>　　3.3限時電流速斷電流保護………………………………………………………9</p><p>　　3.4定時限過電流保護……………………………………………………………9</p><p>　　3.5電流三段保護小結(jié) ……………………………………………………………9</p><p>

21、;　　總 結(jié) ………………………………………………………………………………………… 10</p><p>　　參考資料 ………………………………………………………………………………………10</p><p>　　附 圖 …………………………………………………………………………………………… 10</p><p><b>　　摘 要</b&g

22、t;</p><p>　　電力系統(tǒng)繼電保護是反映電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)而動作于斷路器跳閘或發(fā)生信號的一種自動裝置。電力系統(tǒng)繼電保護的基本作用是：全系統(tǒng)范圍內(nèi)，按指定分區(qū)實時地檢測各種故障和不正常運行狀態(tài)，快速及時地采取故障隔離或告警信號等措施，以求最大限度地維持系統(tǒng)的穩(wěn)定、保持供電的連續(xù)性、保障人身的安全、防止或減輕設(shè)備的損壞。隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機

23、技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力。</p><p>　　本次設(shè)計的題目是輸電線路繼電保護設(shè)計。主要任務(wù)是完成35kV單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)的繼電保護設(shè)計。</p><p>　　關(guān)鍵詞：35kV線路繼電保護、整定計算、故障分析、設(shè)計原理 </p><p><b>　　前言</b></p><p&g

24、t;　　電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、供電、配電、用電等設(shè)備和技術(shù)組成的一個將一次能源轉(zhuǎn)換為電能的統(tǒng)一系統(tǒng)。電能是現(xiàn)代社會中最重要、也最為方便的能源。而發(fā)電廠正是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能，電能經(jīng)過變壓器和不同電壓等級的輸電線路輸送并被分配給用戶，再通過各種用電設(shè)備轉(zhuǎn)換為適合用戶需要的其他形式的能量。再輸送電能的過程中，電力系統(tǒng)希望線路有比較好的可靠性，因此在電力系統(tǒng)受到外界干擾時，保護線路的各種繼電裝置應(yīng)該有比較可靠的、及時的保護動作

25、，從而切斷故障點極大限度的降低電力系統(tǒng)供電范圍。電力系統(tǒng)繼電保護就是為達到這個目的而設(shè)置的。本次設(shè)計的任務(wù)主要包括:繼電保護運行凡是的選擇、電網(wǎng)各個元件參數(shù)及符合電流計算、短路電流計算、繼電保護距離保護的整定計算和校正、繼電保護零序電流整定計算和校正、對所選擇的保護裝置進行綜合評價。</p><p><b>　　正文</b></p><p><b>　　1、

26、繼電保護概論</b></p><p>　　1.1繼電保護的作用</p><p>　　1.1.1繼電保護的概念及任務(wù)</p><p>　　電力系統(tǒng)繼電保護是反映電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)而動作于斷路器跳閘或發(fā)生信號的一種自動裝置。</p><p>　　繼電保護的基本任務(wù)是：電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動、快速、有選擇地將故

27、障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，保證非故障設(shè)備繼續(xù)運行，盡量縮小停電范圍;電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常運行狀態(tài)時，根據(jù)運行維護的要求能自動、及時、有選擇地發(fā)出告警信號或者減負(fù)荷、跳閘。</p><p>　　1.2對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求</p><p><b>　　1.2.1選擇性</b></p><p>　　繼電保護動作的選擇性是指保護裝置動作時，僅將故障元

28、件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。</p><p><b>　　1.2.2速動性</b></p><p>　　繼電保護的速動性是指繼電保護裝置應(yīng)以盡可能快的速度切除故障設(shè)備。故障后,為防止并列運行的系統(tǒng)失步,減少用戶在電壓降低情況下工作的時間及故障元件損壞程度，應(yīng)盡量地快速切除故障。</p><p&g

29、t;<b>　　1.2.3靈敏性</b></p><p>　　繼電保護的靈敏性是指保護裝置對于其應(yīng)保護的范圍內(nèi)發(fā)生故障的反應(yīng)能力。（保護不該動作情況與應(yīng)該動作情況所測電氣量相差越大→靈敏度↑）。</p><p><b>　　1.2.4可靠性</b></p><p>　　繼電保護的可靠性是指保護裝置在電力系統(tǒng)正常運行時不誤動

30、;再規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生故障時，應(yīng)可靠動作;而在不屬于該保護動作的其他任何情況下，應(yīng)可靠的不動作。（主保護對動作快速性要求相對較高；后備保護對靈敏性要求相對較高。）</p><p>　　2、35KV線路繼電保護的配置</p><p>　　1、短路保護采用兩相兩繼電流保護，它是一種階段式電流保護。以第1段、第2段電流速斷保護作為主保護，以第3段過電流保護作為后備保護。</p>

31、<p>　　接地系統(tǒng)中單相接地故障的保護方式之一：零序電流保護</p><p>　　3、重合閘：三相一次重合閘，后加速（>35KV），和前加速(<35KV)。無論本線路發(fā)生何種類型的故障，繼電保護裝置均將三相斷路跳開，重合閘啟動，經(jīng)預(yù)定延時（可整定，一般在0.5S-1.5S間）發(fā)出重合脈沖，將三相斷路器合上。若瞬間故障，重合后成功，繼續(xù)正常運行，若永久故障，不再重合閘。</p>

32、<p>　　3.電網(wǎng)相間短路的電流保護</p><p>　　在電網(wǎng)中35kv及以下的較低電壓的網(wǎng)絡(luò)中主要采用三段式電流保護，最主要的優(yōu)點就是簡單、可靠，并且在一般情況下也能夠滿足快速切除故障的要求。</p><p>　　三段式過流保護包括：　　　　1、瞬時電流速斷保護（簡稱電流速斷保護或電流ⅰ段）　　　　2、限時電流速斷保護（電流ⅱ段）　　　　3、過電流保護（電流ⅲ段）。

33、</p><p>　　電流速斷、限時電流速斷和過電流保護都是反應(yīng)電流增大而動作的保護，它們相互配合構(gòu)成 一整套保護，稱做三段式電流保護，它們的不同是保護范圍不同。三段的區(qū)別主要在于起動電流的選擇原則不同。其中速 斷和限時速斷保護是按照躲開某一點的最大短路電流來整定的，而過電流保護是按照躲開最 大負(fù)荷電流來整定的。　　　　　1、瞬時電流速斷保護：保護范圍小于被保護線路的全長一般設(shè)定為被保護線路的全長的85%　

34、　　　2、限時電流速斷保護：保護范圍是被保護線路的全長或下一回線路的15%　　　　3、過電流保護：保護范圍為被保護線路的全長至下一回線路的全長</p><p>　　3.1互感器變比:短路電流:</p><p><b>　　=165A</b></p><p>　　考慮到三分之一的裕度：I=（1+1/3）*165=220A但在實際中電流不可能為

35、220，所以取300A</p><p>　　所以互感器變化為n=300/5=60</p><p>　　3.2瞬時電流速斷保護</p><p>　　輸電線路發(fā)生短路時，電流突然增大，電壓降低。利用電流突然增大使保護動作而構(gòu)成的保護裝置，稱為電流保護。 </p><p>　　通常輸電線路電流保護采用階段式電流保護，采用三套電流

36、保護共同構(gòu)成三段式電流保護?？梢愿鶕?jù)具體的情況，只采用速斷加過流保護或限時速斷加過流保護，也可以三段同時采用。 </p><p>　　3.2.1 瞬時電流速斷保護的工作原理</p><p>　　瞬時電流速斷保護又稱Ⅰ段電流保護，它是反應(yīng)電流增大而能瞬時動作切除故障的電流保護。</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)電源電勢一定，線路上任一點發(fā)生短路故障時，短路電流的大小與短路

37、點至電源之間的電抗（忽略電阻）及短路類型有關(guān)，三相短路和兩相短路時，流過保護安裝地點的短路電流可用下式表示</p><p>　　式中 ——系統(tǒng)等電源相電勢；</p><p>　　——系統(tǒng)等效電源到保護安裝處之間的電抗；</p><p>　　——線路千米長度的正序電抗；</p><p>　　——短路點至保護安裝處距離。</p>

38、<p><b>　　對K1點：</b></p><p>　　對AB段最大運行方式：</p><p>　　對AB段最小運行方式：</p><p><b>　　對K2點：</b></p><p><b>　　對K3點：</b></p><p>

39、　　3.2.2瞬時電流速斷保護的整定計算</p><p>　　瞬時電流速斷保護1的動作電流應(yīng)按大于本線路末端短路時流過保護安裝處的最大短路電流來整定，即 </p><p>　　式中 —保護1無時限電流速斷保護的動作電流，又稱一次動作電流；</p><p>　　—可靠系數(shù)，考慮到繼電器的整定誤差、短路電流計算誤差和非周期分量的影響等而引入的大于1的系數(shù)，一般取1.

40、2～1.3。</p><p>　　—被保護線路末端末端B母線上三相短路時保護安裝測量到的最大短路電流，一般取次暫態(tài)短路電流周期分量的有效值。</p><p>　　-----為電流互感器的變比</p><p>　　----為電流互感器的接線系數(shù)</p><p>　　對于35KV電路，電流互感器采用兩相星形接線，所以=1。</p>

41、<p>　　瞬時電流速斷保護的靈敏系數(shù)，是用其最小保護范圍來衡量的，規(guī)程規(guī)定，最小保護范圍不應(yīng)小于線路全長的。</p><p>　　在最小保護區(qū)末端發(fā)生短路故障時，動作電流，即</p><p>　　式中 —系統(tǒng)最小運行方式下，最大等值電抗；</p><p>　　— 輸電線路千米正序電抗。</p><p>　　通常規(guī)定，最小保護范圍

42、不應(yīng)小于被保護線路全長。</p><p><b>　　一、Ⅰ段</b></p><p>　　校驗靈敏度：計算AB線15%處短路時最小短路電流：，靈敏度合格。</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　二、Ⅱ段</b></p><p&

43、gt;　　首先計算BC線的Ⅰ段，</p><p><b>　　。</b></p><p>　　校驗靈敏度：計算BC線15%處短路時最小短路電流：，靈敏度合格。</p><p><b>　　。</b></p><p>　?。ㄒ唬┡c變壓器T1的差動保護配合：</p><p>　　

44、（二）與BC線Ⅰ段配合：</p><p>　　選取其中較大者為整定值</p><p>　　校驗靈敏度：計算AB線末端短路時最小短路電流：。</p><p><b>　　靈敏系數(shù)，合格。</b></p><p>　　（一）與變壓器T1的差動保護配合：</p><p>　?。ǘ┡cBC線Ⅰ段配合：&l

45、t;/p><p>　　選取其中較大者為整定值</p><p><b>　　三、Ⅲ段</b></p><p>　　計算AB線最大負(fù)荷電流，</p><p>　　校驗靈敏度：近后備，合格。</p><p>　　計算BC線末端短路時最小短路電流：，遠(yuǎn)后備，合格。</p><p>　　

46、（一）從變壓器T1的負(fù)荷保護開始計算：</p><p>　?。ǘ淖儔浩鱐2的負(fù)荷保護開始計算：</p><p>　　選取其中較大者為整定值</p><p>　　3.3限時電流速斷電流保護 </p><p>　　由于瞬時電流速斷保護不能保護線路全長，當(dāng)被保護線路末端附近短路時，必須由其他的保護來切除。為了滿足速動的要求，保護的動作時間應(yīng)盡可

47、能的短。為此，可增加一套帶時限的電流速斷保護，用以切除瞬時電流速斷保護范圍以外的短路故障，這種帶時限的電流速斷保護范圍以外的短路故障，這種帶限時的電流速斷保護，稱為限時電流速斷保護。要求限時電流速斷保護被保護線路的全長。</p><p>　　由以上分析可知，若要是限時電路速斷保護能夠保護線路全長，其保護范圍必然要延伸到相鄰線路以部分。為滿足選擇性必須給限時電流速斷保護增加一定的時限，此時限既能保證選擇性又能滿足速

48、動性的要求，即盡可能短。鑒于此，可首先考慮使它的保護范圍不超出相鄰線路瞬時電流速斷保護的保護范圍，而動作時限則比相鄰線路的無時限電速斷保護長一個時限級差，用表示?？梢娤迺r電流速斷保護是通過動作值和動作時限來保證選擇性的。</p><p>　　3.4定時限過電流保護：</p><p>　　定時限過電流保護是指按躲過最大負(fù)荷電流整定，并以動作時限保證其選擇性的一種保護。輸電線路正常運行時它不應(yīng)

49、啟動，發(fā)生短路且短路電流大于其動作電流時，保護啟動延時動作于斷路器跳閘。過電流保護不僅能保護本線路的全長，也能保護相鄰線路的全長，是本線路的近后備和相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護。</p><p>　　3.5電流三段保護小結(jié)</p><p>　　使用1段、2段或3段組成的階段式電流保護的主要優(yōu)點是簡單、可靠，并且在一般情況下能夠滿足快速切除故障的要求，因此在35kv及以下的中、低壓網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛應(yīng)

50、用。其缺點是它直接受電網(wǎng)的接線及電力系統(tǒng)運行方式的影響，例如整定值必須按電網(wǎng)最大運行方式整定，而靈敏性必須用電網(wǎng)最小運行方式來校驗，這就難以滿足靈敏系數(shù)和保護范圍的要求。</p><p><b>　　結(jié) 語：</b></p><p>　　結(jié)合本次設(shè)計的要求，參照35kV輸電線路的一些特性，我利用相關(guān)專業(yè)知識為此線路設(shè)計了 一套安全、經(jīng)濟、可靠的繼電保護自動裝置。此設(shè)

51、計滿足線路的選擇性、速動性、靈敏性、可靠性的要求，在設(shè)計過程中，考驗了我們的學(xué)習(xí)成果，同時開拓了我們的思維，學(xué)會用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)去收集有用的信息，在鞏固知識的同時，提高了自身的學(xué)習(xí)實踐能力。</p><p><b>　　參 考 資 料:</b></p><p>　　1、《電力系統(tǒng)繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)范》GB50062─92</p><p>　　2

52、、《小型水利發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》 GBJ71─84</p><p>　　3、《火車發(fā)電廠、變電所二次接線技術(shù)規(guī)定（強電部分）》SDGJ─78</p><p>　　4、《小型水電站機電設(shè)計手冊 電氣二次分冊》 水利電力出版社</p><p>　　5、《電力系統(tǒng)繼電保護》 郭光榮主編</p><p>　　6、《電力工程設(shè)計手冊》

53、水利電力出版社 </p><p>　　7、《電力系統(tǒng)繼電保護與自動裝置技術(shù)規(guī)程》 水利電力出版社</p><p>　　8、《電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整 定計算》 水利電力出版社</p><p><b>　　附 圖：</b></p><p>　　1、三段式電流保護交流回路展開圖</p>