雙側(cè)電源的35KV線路繼電保護課程設(shè)計報告書

1、.專業(yè)整理 .目錄1 引言 11.1 課程設(shè)計的目的 11.2 設(shè)計任務(wù) 11.3 對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求 12 短路電流和電流保護的整定計算 22.1 設(shè)計容和要求 22.2 線路的阻抗計算 22.3 選出線路電流互感器變比 32.4 系統(tǒng)中各點短路電流計算 43 整定計算 53.1 線路 XL-1A 段整定計算 53.2 線路 XL-4 段整定計算 64 繼電器的規(guī)格型號 84.1 斷路器參數(shù)選擇 84.2 電壓互感器的參數(shù)選擇 84.3 電流互感器的參數(shù)選擇 94.4 繼電器的選擇 104.5 保護屏的設(shè)備表 105 繼電保護展開圖 115.1 XL-1 繼電保護展開圖 115.2

2、 XL-4 繼電保護展開圖 126 總結(jié) 12附錄 屏面布置圖 12參考文獻 13.專業(yè)整理 .1 引言1.1 課程設(shè)計的目的繼電保護課程設(shè)計是配合 電力系統(tǒng)繼電保護 理論教學(xué)而設(shè)置的一門實踐 性課程。通過本課程設(shè)計， 使學(xué)生掌握和應(yīng)用電力系統(tǒng)繼電保護的設(shè)計、 整定計 算、資料整理查詢和電氣繪圖等使用方法。 在此過程中培養(yǎng)學(xué)生對各門專業(yè)課程 整體觀的綜合能力， 通過較為完整的工程實踐基本訓(xùn)練， 為全面提高學(xué)生的綜合 素質(zhì)及增強工作適應(yīng)能力打下一定的基礎(chǔ)。本課程主要設(shè)計35K V線路繼電保護的原理、配置及整定計算，給今后繼電保護的工作打下良好的基礎(chǔ)。1.2 設(shè)計任務(wù)（1）選出線路XL 1A側(cè)，X

3、L 4線路電流互感器變比。（2）選出線路XL 1A側(cè)，XL 4線路保護方案并作出整定計算。（3）選出所需繼電器的規(guī)格 、型號。（4）繪制出XL 1, XL 4繼電保護展開圖。（5）變電所A母線的兩條引出線XL 1，XL 4共用一塊保護屏，并按中心 線對稱布置 , 繪制出屏面布置圖及設(shè)備表。（ 6 ）寫出說明書。1.3 對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求1）選擇性。繼電保護動作的選擇性是指保護裝置動作時，僅將故障元件從 電力系統(tǒng)中切除， 使停電圍盡量縮小， 以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全 運行。2）速動性。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

4、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。3）靈敏性。繼電保護的靈敏性是指保護裝置對于其應(yīng)保護的圍發(fā)生故障的 反應(yīng)能力。4） 可靠性。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 ; 再規(guī)定的保護圍發(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。）2短路電流和電流保護的整定計算2.1設(shè)計容和要求原始資料：某雙側(cè)電源的35KV線路網(wǎng)絡(luò)接線（如下圖）:圖2.1網(wǎng)絡(luò)接線圖已知：（1）、電廠為3臺3' 6000KW電壓等級為6、3K

5、V的有自動電壓調(diào)節(jié)器的 汽輪發(fā)電機，功率因數(shù)cosj=0.8，X d=0.125, X2 =0.15,升壓站為2臺容量各為10MVA的變壓器Ud =7.5%,各線路的長度 XL 1為20KM XL 2為50KM XL 3 為 25KM XL 4 為 14KM XL 5 為 40KM（2）、電廠最大運行方式為3臺發(fā)電機、2臺變壓器運行方式，最小運行方式為 2 臺發(fā)電機、2臺變壓器運行方式；XL 1線路最大負荷功率為10MW，XL 4線路最 大負荷功率為6MW/（3）、各可靠系數(shù)設(shè)為：Klrel =1.2，Kllrel =1.1，KIIIrel =1.2，XL 1 線路 自起動系數(shù)KMs=1.1，

6、XL 4線路自起動系數(shù)KMs=1.2，XL 5線路過流保護的動 作時限為1.6秒,XL 3線路C則過流保護的動作時限為1.0秒，保護操作電源為直 流 220V。（4）、系統(tǒng)最大短路容量為169MVA，最小短路容量為159MVA2.2線路的阻抗計算1、35KV俞電線路長度 L仁20Km L2=50Km L3=25Km L4=14Km L5=40Km線路電抗X=0.4 /Km選取基準(zhǔn)值SB=100MVAUav=UB=37KV發(fā)電機的阻抗值:XgXd35 26.320.12535 26.323.86X2X23526.320.153526.324.638.18.6系統(tǒng)最大阻抗：6.3kv 側(cè) In60

7、003 6.3549.904A變壓器的阻抗值Xt2Ud 35100 1027.5359.2100 10各線路的阻抗值:XL1=L1X X=20X 0.4=8 QXL2=L2X X=50X 0.4=20 QXL3=L3X X=25X 0.4=10 QXL4=L4X X=14X 0.4=5.6 QXL5=L4X X=40X 0.4=16 Q由W max169MVA .3UavIdmaxSdmi n159MVA -,3UavIdmin得系統(tǒng)最小阻抗:Xdmin系統(tǒng)最小阻抗標(biāo)么值：XsysminZd min 0.59U av系統(tǒng)最大阻抗標(biāo)么值：SXZB 0 63sysmaxdmax2U av35KV下

8、的電流基準(zhǔn)值：sb100 43一IBB1.56KA,3UB3 37dmax2.3選出線路電流互感器變比1、變壓器一次額定電流35KV側(cè)In 10000 A 164.96AV3 352、線路XL-1A側(cè),XL-4線路電流互感器變比 35kv側(cè)計算變比N= 3 164.962=57.146變比選取300/556.3kv 側(cè)計算變比 N= 3 549.904 =190.492 變比選 1000/552.4系統(tǒng)中各點短路電流計算1、當(dāng)A點短路時，系統(tǒng)等效阻抗計算圖如下:圖2.2 A點短路時的等效阻抗計算圖當(dāng)系統(tǒng)在最大運行方式下時:短路點左邊的等效阻抗:X1Xg3Xt23.869.195.88短路點右邊

9、的等效阻抗:X2Xl1Xl2Xl3系統(tǒng)短路阻抗:X Ad maxX1X2短路電流:X1Xg3X2Xl1Xl2Xl3當(dāng)系統(tǒng)在最小運行方式下時:短路點左邊的等效阻抗:短路點右邊的等效阻抗:X2系統(tǒng)短路阻抗:X d min8 20108.146.15.8846.1X1 X25.88 46.15.2XT 167 0F 0.9317X d minX1X2X1X20.58 1.46 0.73 0.590.9317 3.360 7290.9317 3.363.36'* X1 Ad minX1XgXl1Xl2X Ad min1.370.729Ib1.3715602140AX22Xl3Xt2Vd max

10、3.86 4.63 9.198.848 20 108.646.67.43X1 X2短路電流:X1Xg X 2 Xt1.67 0.150.751.2852 222X2Xl1 X L2XL3X d max0.581.46 0.73 0.633.4X1X20.93XiX2I*10.931.071 Ad minI Ib 1.07 15601677.4A2、其他各點的短路阻抗及短路電流計算類似A點，將計算結(jié)果列入下表2-1表2-1短路計算結(jié)果相關(guān)量ABCD系統(tǒng)X八 d max5.211.3112.6010.818.10Xd m in7.4311.8613.2812.988.6I d max ( A)21

11、4015661591.813572106.5I dmin (A)1677.41356.51485.71155.61950.53整定計算3.1線路XL-1A段整定計算段保護1）動作電流。線路AB末端的最大三相短路電流為Bd maxEsX d minXL11.59kA保護的第 段動作電流為ISetK rel I Bd max 1.91kA2）保護圍校驗。根據(jù)I setL1d m ax得 Xmin3 Es2 I ' setd max因此互61% 20%I ABII段保護Kr'L，一般取為 1.11.2 ,II''''set2Krel ' set

12、l =1.1 1.59kA=1.749kAt2t； tKsen 嶺Ln；3565 0.8 1.31.5,不滿足要求。降低整定值為1043.46A, set .21749此時靈敏度為1.3，滿足靈敏度要求'''段保護'L.max = 10000 A 164.96A3 35'ss.max Kss' L.max 1.1 164.96A181.45 A1'reK'''' K''' K 'rel ss.maxrel ssi L.max''''set1,&

13、#39;K'Kss,1.2 1.1'rerel ss ' L.max164.96256.17AKreKre0.85Ksen'豐罟=5.3>1.31.5,滿足要求。'set3.2線路XL-4段整定計算段保護1）線路AD末端的最大三相短路電流為Dd maxEsX d minXl42.23kA保護的第 段動作電流為'set K rel I Dd max2672）保護圍校驗。根據(jù)'setd m ax得 XignS2 I setXd max0.39因此血L 7% 15%1 AD由此可知此段保護不滿足要求,采用瞬時電流電壓聯(lián)鎖速斷保護整定計算和

14、校驗:動作電流。扁EsX d minXl42.23kA.1保護圍校驗。根據(jù)Iset、3Es2 X d m ax X L 4得 Xhin3 Esxd max2.64因此匾 47%20%l ab由此可知滿足要求。II段保護Kre,，一般取為 1.11.2，I set2Krel I set.1 =1.1 2.23kA=2.453kAt2 t1 tI1155 6Ksen 蘭嚴(yán)=址仝0.5 1.31.5,不滿足要求。降低整定值為 888.9安I set.22453培,此時靈敏度為1.3，滿足靈敏度要求III段保護98.97 A6000 AL.max =A、3 35I ss.max KssI L.max

15、1.2 98.97A 118.76AIIIK relss. maxKrel KssI L.maxIllset1Kre1 reK111 K rel ss *1 L.maxKre1.2 1.298.97167.67A0.85Ksen丄弈 =6.9>1.31.5,滿足要求I set4繼電器的規(guī)格型號4.1斷路器參數(shù)選擇(1) 斷路器的額定電壓不小于裝設(shè)電路所在電網(wǎng)的額定電壓。(2) 斷路器的額定電流不小于通過斷路器的最大持續(xù)工作電流。(3) 斷路器的額定關(guān)合電流不小于短路沖擊電流。斷路器的斷流能力，一般可按斷路器的額定開斷電流Iekd大于或等于斷 路器觸頭剛分開時實際開斷的短路電流周期分量有效

16、值Izk來選擇，即Iekd = Izk。(5) 動穩(wěn)定應(yīng)滿足條件為：ich < idw。ich 三相短路沖擊電流的幅值；idw 設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流(極限電流)峰值。(6) 熱穩(wěn)定應(yīng)滿足條件為：QcK ft。(7) 關(guān)于分合閘時間，對于110KV以上的電網(wǎng)，當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切 除故障時，分閘時間不宜大于0.04s，用于電氣制動回路的斷路器，其合閘時間 不宜大于0.040.06s。由于線路上最大的短路電流為lxL4max，故選型號為ZW7-40.5的斷路器。 4.2電壓互感器的參數(shù)選擇(1) 一次電壓 U1: 1.1Un>U1>0.9 Un.Ur為電壓互感器額定一次線

17、電壓，1.1和0.9是允許的一次電壓的波動圍, 即為土 10% Un(2) 二次電壓：電壓互感器二次電壓，應(yīng)根據(jù)使用情況，選用所需二次額定 電壓U2n如表3-1所示。表4-1電壓互感器二次額定電壓選擇表繞組主二次1繞組附加二次繞組高壓側(cè)接入方式接于線電壓上接于相電壓上用于中性點直接接地系統(tǒng)中用于中性點不 接地或經(jīng)消弧 線圈接地系統(tǒng) 中二次額定電壓(V)100100/3100100/3準(zhǔn)確等級：電壓互感器應(yīng)在哪一級下工作需根據(jù)接入的測量儀表，繼電器和自動裝置等設(shè)備對準(zhǔn)確等級的要求確定。二次負荷 S2: S2W Sn。型式的選擇：330kV及以上配電裝置，高容量和準(zhǔn)確度等級滿足要求時，一 般采用電

18、容式電壓互感器。在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器組。而對XL-1A側(cè)電壓、電流互感器的選擇因為電壓互感器的變比為：35 / 0.1，電壓互感器的型號：JDJJ-353 一 34.3電流互感器的參數(shù)選擇一次回路電壓：Ug< Un=Ug-為電流互感器安裝處一次回路工作電壓，Un為電流互感器額定電壓。(2) 次回路電流：Ig.max < I1n。Ig.max 為電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流，I1n為電流互感器 原邊額定電流。(3) 準(zhǔn)確等級：電流互感器準(zhǔn)確等級的確定與電壓互感器的相同，需先知電流互感器二次回路所按測量儀

19、表的類型及對準(zhǔn)確等級的要求，并按準(zhǔn)確等級要求最高的表計來選擇。二次負荷S2： S2W Sn。(5)熱穩(wěn)定校驗：(Krle1)2t > QdQc為短路熱效應(yīng)；Kr為熱穩(wěn)定倍數(shù)，它等于互感器1s熱穩(wěn)定電流與一次額定電流Ie1之比。(6)動穩(wěn)定校驗：(Kdx、2 Ie1 )> ich(2)XL-1A側(cè) 段保護的動作電流與電流互感器的二次側(cè)比值為：1.195984908*2/0.005=478.3939632由此可知電流互感器的變比為：300/5電流互感器的型號：LDJ8- 35XL-4電流互感器的選擇，XL-4段保護的動作電流與電流互感器的二次側(cè)比值為：0.16767416*2/0.00

20、5=67.069664由此可知電流互感器的變比為：1000/5電流互感器的型號：LQZ-354.4繼電器的選擇繼電器額定工作電壓的選擇繼電器額定工作電壓是繼電器最主要的一項技 術(shù)參數(shù)。在使用繼電器時，應(yīng)該首先考慮所在電路(即繼電器線圈所在的電路)的工作電壓，繼電器的額定工作電壓應(yīng)等于所在電路的工作電壓。一般所在電路的工作電壓是繼電器額定工作電壓的0.86。注意所在電路的工件電壓千萬不能超過繼電器額定工作電壓，否則繼電器線圈燒毀。線路XL-1A側(cè)的繼電保護所需繼電器：XL-1B側(cè)短路時，段保護的二次側(cè)動作電流為：I opAXL 1 * (5/300) =1.044230626* (5/300) =0.002088461 (kA)段保護的二次側(cè)動作電流為：I dzAXL 1 * (5/300) =0.256168858* (5/300) =0.000512337 ( kA)所以繼電器選用DL-33,2A, 0.5-2A。XL-4所需繼電器的規(guī)格、型號：XL-4末端短路時，段保護的二次側(cè)動作電流為：I dzXL 4* (5/1000) =0.16767416* (5/1000) =0.000335348 (kA)所以繼電器 KS2選用 MY2K-US KM3選用 JL14-12Z、K