繼電保護(hù)課程設(shè)計--110kv單電源電網(wǎng)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　繼電保護(hù)技術(shù)在如今的電力系統(tǒng)中有著十分重要的作用，它的原理是利用被保護(hù)線路或設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信號量，當(dāng)突變量到達(dá)一定值時，起動邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號。對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本性能要求是有選擇性，速動性，靈敏性，可靠性。</p><p>　　本次課程設(shè)計，要求我們對11

2、0kv單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計。在設(shè)計過程中，先是對電網(wǎng)中的各個原件參數(shù)進(jìn)行了計算，輸電線路的等值電抗的計算，變壓器和發(fā)電機(jī)的等值電抗的計算。然后對一些保護(hù)點(diǎn)進(jìn)行了整定計算，距離保護(hù)的整定值計算，以及靈敏度的校驗(yàn)。最后，對電網(wǎng)的保護(hù)裝置和自動裝置進(jìn)行了設(shè)計。</p><p>　　關(guān)鍵字： 繼電保護(hù)；距離保護(hù)；靈敏度 </p><p><b>　　ABSTRACT</

3、b></p><p>　　The relay protection technology has a very important role in the power system nowadays, its principle is to use before and after the protected line or equipment failure of certain mutant physi

4、cal quantity for semaphores, when the process variable reaches a certain value, starting the logic control system, a tripping pulse corresponding punching or signal. The basic requirements on the performance of relay pro

5、tection of power system is selective, rapidity, sensitivity, reliability.</p><p>　　The curriculum design, to request us to carry on the design of relay protection for 110kV single power supply loop network.

6、In the design process, first of all the original parameters in the grid are calculated, the calculation of equivalent reactance of transmission line, the calculation of the equivalent reactance of transformer and generat

7、or. Then som. Then some points for the setting calculation of protection, distance protection setting value calculation, the calibration and sensitivity. Fi</p><p>　　Keywords ：Relay protection；Distance prote

8、ction ；Sensitivity</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　我們都知道，電能是目前世界各國能源消費(fèi)的主要形式之一。電能作為一種特殊的商品，不能大量儲存，它的生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售和消費(fèi)是同時完成的。用戶對電能需求的不斷增長，只有通過電力工業(yè)本身的基本建設(shè)以不斷擴(kuò)大電力系統(tǒng)的規(guī)模才能滿足。要滿足國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的需要，電力工業(yè)必須

9、要先行，因此做好電力工程建設(shè)的前期工作，落實(shí)發(fā)、送、變電本體工程的建設(shè)條件，協(xié)調(diào)其建設(shè)進(jìn)度，優(yōu)化其次設(shè)計方案，其意義尤為重大。電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計正是電力工程前期工作的重要部分，而電力系統(tǒng)繼電保護(hù)更是重中之重。</p><p>　　它對電力系統(tǒng)安全運(yùn)行起著極為重要的作用，特別是現(xiàn)代的超高壓、大容量的系統(tǒng)中，對繼電保護(hù)提出了更高的要求，重點(diǎn)是提高其速動性。繼電保護(hù)工作的種類多種多樣，諸如設(shè)計、制造、調(diào)試、安裝、運(yùn)行等等

10、。繼電保護(hù)整定計算是繼電保護(hù)工作中的一項工作，目的就是為了使所有設(shè)計的電力系統(tǒng)按照其參數(shù)和運(yùn)行的要求，通過計算分析所給出的各項整定值，使全系統(tǒng)中各種繼電保護(hù)有機(jī)協(xié)調(diào)部署，正確地發(fā)揮作用。它是建立在電力系統(tǒng)基礎(chǔ)上的它的構(gòu)成原則和作用必須符合電力系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律，同時，繼電保護(hù)自身在電力系統(tǒng)中也構(gòu)成一個有嚴(yán)密關(guān)系的整體，從而形成了繼電保護(hù)的系統(tǒng)性。</p><p>　　而對繼電保護(hù)方案的評價，是以整體保護(hù)效果的優(yōu)劣來衡

11、量的，并不著眼于某一套繼電保護(hù)的保護(hù)效果。有時以降低某一個保護(hù)裝置的保護(hù)效果來改善整體保護(hù)的保護(hù)效果，也是可取的；但是任何一種保護(hù)裝置的性能都是有限的，或者說任何一種保護(hù)裝置對電力系統(tǒng)的適應(yīng)能力是有限的，當(dāng)電力系統(tǒng)的要求，超出該保護(hù)裝置所能承擔(dān)的最大變化限度時，該保護(hù)裝置便不能完成保護(hù)任務(wù)。進(jìn)一步來講，當(dāng)繼電保護(hù)的配置和選型均難以滿足電力系統(tǒng)的特殊要求時，必須暫時改變電力系統(tǒng)的需要，或采取某些臨時措施加以解決。</p>&

12、lt;p>　　第2章 電網(wǎng)各個元件參數(shù)計算及短路電流計算</p><p><b>　　2.1.基準(zhǔn)值選擇</b></p><p><b>　　基準(zhǔn)功率:</b></p><p><b>　　基準(zhǔn)電壓:</b></p><p><b>　　基準(zhǔn)電流:；</b

13、></p><p><b>　　基準(zhǔn)電抗:</b></p><p><b>　　電壓標(biāo)幺值：</b></p><p>　　2.2 輸電線路等值電抗計算</p><p>　　1.線路AB等值電抗計算</p><p><b>　　正序以及負(fù)序電抗：</b&g

14、t;</p><p><b>　　零序電抗：</b></p><p>　　2.線路BC等值電抗計算</p><p><b>　　正序以及負(fù)序電抗：</b></p><p><b>　　零序電抗：</b></p><p>　　3.線路CD等值電抗計算<

15、;/p><p><b>　　正序以及負(fù)序電抗：</b></p><p><b>　　零序電抗：</b></p><p>　　4.線路DA等值電抗計算</p><p><b>　　正序以及負(fù)序電抗：</b></p><p><b>　　零序電抗：&l

16、t;/b></p><p>　　2.3 變壓器等值電抗計算</p><p>　　1.變壓器，等值電抗計算</p><p>　　2.變壓器等值電抗計算</p><p>　　變壓器，，，，等值電抗計算</p><p>　　2.4 發(fā)電機(jī)等值電抗計算</p><p>　　發(fā)電機(jī)，，電抗標(biāo)幺值計算

17、</p><p>　　2.5 各線路運(yùn)行方式</p><p>　　1.保護(hù)1的最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)，，全投入，斷開線路AD；通過保護(hù)1的負(fù)荷電流最大；保護(hù)1的最小運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)停，線路全部運(yùn)行。</p><p>　　2.保護(hù)3的最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)，，全投入，斷開線路AD；通過保護(hù)3的負(fù)荷電流最大。保護(hù)3的最小運(yùn)行方式：停，線路全部運(yùn)行。</p>&

18、lt;p>　　3.保護(hù)6的最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)，，全投入，斷開線路AB；通過保護(hù)6的負(fù)荷電流最大。保護(hù)6的最小運(yùn)行方式：停，線路全部運(yùn)行。</p><p>　　4.保護(hù)8的最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)，，全投入，斷開線路AB；通過保護(hù)8的負(fù)荷電流最大。保護(hù)8的最小運(yùn)行方式：停，線路全部運(yùn)行。</p><p>　　第3章 短路電流計算</p><p>　　3.1 保護(hù)1

19、短路電流計算</p><p>　　為了計算 1QF、3QF、5QF、7QF 的整定值，最大運(yùn)行方式要求 8QF 斷開，這時保護(hù)1最大運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路： </b></p><p><b>　　兩相短路： </b></p><p><b>　　單相接地： &l

20、t;/b></p><p><b>　　兩相接地：</b></p><p>　　保護(hù)1最小運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路： </b></p><p><b>　　兩相短路： </b></p><p><b>　　單相

21、短路：</b></p><p><b>　　兩相接地：</b></p><p><b>　　檢驗(yàn)靈敏度系數(shù)</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)不符合。</b></p><p>　　3.2 保護(hù)3短路電流計算</p><p>　　為

22、了計算 1QF、3QF、5QF、7QF 的整定值，最大運(yùn)行方式要求 8QF 斷開，這時保護(hù)3 最大運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路：</b></p><p>　　兩相短路： = 1.27=1.1，</p><p><b>　　單相短路：</b></p><p><b>　

23、　兩相接地： </b></p><p><b>　　兩相接地：</b></p><p>　　保護(hù)3最小運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路：</b></p><p><b>　　兩相短路：</b></p><p><b&

24、gt;　　單相短路：</b></p><p><b>　　兩相接地： </b></p><p><b>　　單相：</b></p><p><b>　　兩相：</b></p><p><b>　　L</b></p><p&g

25、t;<b>　　靈敏度校驗(yàn)不合格。</b></p><p>　　3.3 保護(hù)6短路電流計算</p><p>　　為了計算 2QF、4QF、6QF、8QF 的整定值，最大運(yùn)行方式要求 1QF 斷開，這時保護(hù)6最大運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路： </b></p><p><b

26、>　　兩相短路： </b></p><p><b>　　單相接地： </b></p><p><b>　　兩相接地：</b></p><p>　　保護(hù)6最小運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路：</b></p><p>&

27、lt;b>　　兩相短路：</b></p><p><b>　　單相短路：</b></p><p><b>　　兩相接地：</b></p><p><b>　　檢驗(yàn)靈敏度系數(shù)</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)不符合。</b>&

28、lt;/p><p>　　3.4 保護(hù)8短路電流計算</p><p>　　為了計算2QF、4QF、6QF、8QF的整定值，最大運(yùn)行方式要求1QF斷開，這時保護(hù)8最大運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路：</b></p><p><b>　　兩相短路：</b></p><p

29、><b>　　單相接地：</b></p><p><b>　　兩相接地：</b></p><p>　　保護(hù)8最小運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路：</b></p><p><b>　　兩相短路：</b></p><

30、;p><b>　　單相短路：</b></p><p><b>　　兩相接地 ：</b></p><p><b>　　檢驗(yàn)靈敏度系數(shù)</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)不符合。</b></p><p>　　具體各個保護(hù)的短路電流計算結(jié)果如下

31、表：</p><p>　　表3-1 短路電流統(tǒng)計表</p><p>　　第4章 保護(hù)的整定計算</p><p>　　4.1 計算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)</p><p>　　4.2 保護(hù)1的整定計算</p><p>　　1. 1QF距離保護(hù)整定值計算：</p><p><b>　　一段整定阻抗：&l

32、t;/b></p><p>　　2. 1QF距離保護(hù)二段整定：</p><p>　　與相鄰下級段的一段配合，保護(hù)3的一段保護(hù)：</p><p>　　按躲過相鄰變壓器出口短路整定：</p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)：要求</b></p><p><b>　　結(jié)論： <

33、/b></p><p>　　4. 保護(hù)1Ⅲ段距離保護(hù)整定阻抗：</p><p>　　作近后備： 滿足靈敏度校驗(yàn)</p><p>　　作遠(yuǎn)后備：滿足靈敏度校驗(yàn)</p><p>　　4.3 保護(hù)3的整定計算</p><p>　　1. 3QF距離保護(hù)整定值計算：</p><p>　　2. 保護(hù)3

34、的Ⅱ段保護(hù)，與下級相鄰線路保護(hù)配合：</p><p>　　3. 與下級變壓器保護(hù)配合：</p><p>　　圖4-1 保護(hù)3接線圖</p><p>　　4.4 保護(hù)6的整定計算</p><p>　　1. 6QF的二段保護(hù)，與下級相鄰線路保護(hù)配合：</p><p>　　2. 與下級變壓器保護(hù)配合：</p>

35、<p>　　4.5 保護(hù)8的整定計算</p><p>　　1. 8QF距離保護(hù)整定值計算： </p><p>　　2. 與相鄰下級段的一段配合：</p><p>　　3. 按躲過相鄰變壓器出口短路整定：</p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)：要求</b></p><p><

36、;b>　　結(jié)論： </b></p><p>　　4. 保護(hù)8Ⅲ段距離保護(hù)整定阻抗：</p><p>　　作近后備： 滿足靈敏度校驗(yàn)。</p><p>　　作遠(yuǎn)后備：滿足靈敏度校驗(yàn)。</p><p>　　具體各個保護(hù)整定值計算結(jié)果如下表：</p><p>　　表4-1 整定值統(tǒng)計表</p&g

37、t;<p>　　第5章 電網(wǎng)的保護(hù)裝置和自動裝置設(shè)計</p><p>　　5.1 保護(hù)裝置配置</p><p><b>　　1.主保護(hù)的配置</b></p><p>　　由系統(tǒng)可知110KV線路配置有眾聯(lián)保護(hù)，全線路上任意點(diǎn)故障都能快速切除。保證系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。</p><p><b>　　2.

38、后備保護(hù)的配置</b></p><p>　　考慮保護(hù)性能優(yōu)越性：110線路應(yīng)該配距離保護(hù)，但是距離保護(hù)復(fù)雜而且價格昂貴，維護(hù)困難。</p><p>　　考慮經(jīng)濟(jì)的優(yōu)越性：可以嘗試配三段式電流保護(hù)，同時由于系統(tǒng)是環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，相當(dāng)于雙電源運(yùn)行一定要加方向元件。在110KV等級電力網(wǎng)絡(luò)中，三段式電流保護(hù)可能在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下沒有保護(hù)范圍，如果系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下運(yùn)行的幾率不大的情況下

39、，而且資金不夠的情況下可以嘗試三段式電流保護(hù)，基本可以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。</p><p>　　考慮系統(tǒng)的運(yùn)行方式：110KV高壓輸電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該屬于大接地電力系統(tǒng)，需要配置零序保護(hù)。如上考慮到環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，也要加方向元件。保證保護(hù)不誤動作。</p><p>　　繼電保護(hù)保護(hù)裝置的配置不是一層不變的，要考慮系統(tǒng)運(yùn)行情況、經(jīng)濟(jì)狀況、人員技能、環(huán)境影響等等情況，但是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)不變：自動、

40、迅速、有選擇的將故障元件沖系統(tǒng)中切除；反應(yīng)電力設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，動作于發(fā)出信號或跳閘。</p><p>　　5.2 自動裝置配置</p><p>　　電力系統(tǒng)自動裝置是指在電力網(wǎng)中發(fā)生故障或異常時起控制作用的設(shè)備，主要包括自動重合閘、備用電源自動投入裝置、低頻減載和失壓解列裝置等設(shè)備，電網(wǎng)中自動裝置的型號多、邏輯千變?nèi)f化，在實(shí)際運(yùn)行中會暴露一些問題。</p&g

41、t;<p>　　1.配置重合閘：在電力系統(tǒng)故障中，打多數(shù)故障是輸電線路故障。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明大多數(shù)線路故障是“瞬時性”故障，此時，如果把斷開的線路在合上，就能恢復(fù)正常供電。</p><p>　　2.配置備用電源自動投入裝置：當(dāng)線路或用電設(shè)備發(fā)生故障時，能夠自動迅速、準(zhǔn)確的把備用電源投入用電設(shè)備中或把設(shè)備切換到備用電源上，不至于讓用戶斷電的一種裝置。</p><p><b&g

42、t;　　結(jié) 論</b></p><p>　　本課程設(shè)計是對110kv單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計，根據(jù)繼電保護(hù)的四性：可靠性，靈敏性，選擇性，速動性，來進(jìn)行設(shè)計。在本設(shè)計中，對電網(wǎng)中的各個原件的參數(shù)進(jìn)行了計算，計算出了輸電線路的等值電抗，各個變壓器的等值電抗，以及發(fā)電機(jī)的等值電抗，并且對運(yùn)行方式做出了選擇和總結(jié)。同時，對電網(wǎng)之中的短路電流進(jìn)行了計算。當(dāng)母線故障時，對各個保護(hù)點(diǎn)的各種短路電流做出

43、了計算。在此之外，對保護(hù)點(diǎn)的保護(hù)方式進(jìn)行了選擇和整定計算，并且對靈敏度進(jìn)行了校驗(yàn)。最后，還對電網(wǎng)的保護(hù)裝置和自動裝置進(jìn)行了設(shè)計，完成了本次設(shè)計。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在這次課程設(shè)計的撰寫過程中，我得到了許多人的幫助。首先我要感謝我的指導(dǎo)老師**老師在課程設(shè)計上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次課程

44、設(shè)計的主要原因。更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把設(shè)計做得更加完善。</p><p>　　在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識，而且也開闊了視野，提高了自己的設(shè)計能力。通過此次課程設(shè)計，我發(fā)現(xiàn)了我還有很多不足的地方，有很多知識要去了解，也有很多已經(jīng)學(xué)習(xí)過的知識點(diǎn)，我還沒有掌握住。這也激發(fā)了我進(jìn)一步去學(xué)習(xí)的動力。</p><p>　　其次，我要感謝幫助過我的同學(xué)，他們也為我解決

45、了不少我不太明白的設(shè)計上的難題。同時也感謝學(xué)院為我提供的良好的做課程設(shè)計的環(huán)境。</p><p>　　最后再一次感謝所有在設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]尹項根，曾克娥．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與應(yīng)用［M］．華中科技大學(xué)出版社，2001. </p><

46、p>　　[2]許建安，王風(fēng)華．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計算［M］．中國水利水電出版社，2007. </p><p>　　[3]鐘自勤．繼電保護(hù)裝置及二次回路故障檢修典型實(shí)例［M］．機(jī)械工業(yè)出版社，2006. </p><p>　　[4]吳必信．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)同步訓(xùn)練［M］．中國是力出版社，2003． </p><p>　　[5]劉學(xué)軍．繼電保護(hù)原理北京［M］．中

47、國電力出版社，2004． </p><p>　　[6]孫麗華．電力工程基礎(chǔ)［M］．機(jī)械工業(yè)出版社，2005． </p><p>　　[7]劉介才．工廠供電［M］．機(jī)械工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[8]于永源,楊綺雯. 電力系統(tǒng)分析[M]. 北京: 中國電力出版社. 2007.</p><p>　　[9]李光綺. 電力系統(tǒng)暫態(tài)分

48、析[M]. 北京: 中國電力出版社. 2006.</p><p>　　[10]許建安. 繼電保護(hù)整定計算[M]. 北京: 中國水利水電出版社. 2009.</p><p>　　[11]何仰贊. 電力系統(tǒng)分析[M]. 武漢: 華中科技大學(xué)出版社. 2002.</p><p>　　[12]呂繼紹. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計原理[M]. 北京: 水利電力出版社. 2004.&