35kv線路保護(hù)設(shè)計(jì)

35kv線路保護(hù)設(shè)計(jì)

《繼電保護(hù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

一、題目

輸電線路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)二、資料某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(dòng)保護(hù)，線路A、B的最大傳輸功率為Ｐ=9MW,功率因數(shù)cos，系統(tǒng)max中的發(fā)電機(jī)都裝設(shè)了自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。自起動(dòng)系數(shù)取，其他參數(shù)如圖所示。10Ω12Ω30ΩΩΩ30Ω圖1某35kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)示意圖三、設(shè)計(jì)內(nèi)容確定AB線路相間短路的保護(hù)方式以及它們的整定值，并校驗(yàn)靈敏度；同時(shí)計(jì)算互感器的變比。繪制AB線路相間短路保護(hù)的原理接線圖；對(duì)本網(wǎng)絡(luò)所采用的保護(hù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。四、提交成果

1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份并提交電子版；

2、線路保護(hù)原理展開(kāi)圖一份；

20XX年12月

《繼電保護(hù)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

一、任務(wù)

完成35kV單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)二、目的

1、通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和掌握電力網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)裝置的工作原理、配置原則，整定計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生具有熟練閱讀繼電保護(hù)裝置原理圖、展開(kāi)圖、安裝圖的重要技能和進(jìn)行初步設(shè)計(jì)的技能，彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，使學(xué)生在繼電保護(hù)方面的知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固和提高。

2、通過(guò)設(shè)計(jì)，樹(shù)立正確的技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀，掌握對(duì)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的方法。3、學(xué)習(xí)編制計(jì)算說(shuō)明書(shū)。三、設(shè)計(jì)步驟及時(shí)間安排

相間短路時(shí)線路保護(hù)的整定計(jì)算步驟１.短路電流及殘余電壓計(jì)算

考慮到35kV單電源網(wǎng)絡(luò)相間短路保護(hù)可能電流電壓保護(hù)，因此在決定保護(hù)方式前，必須較詳細(xì)地計(jì)算各短路點(diǎn)短路時(shí)，流過(guò)有關(guān)保護(hù)的短路電流

和保護(hù)安裝處的殘余電壓

等

參數(shù)。然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在滿足“繼電保護(hù)和自動(dòng)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(jiǎn)單的保護(hù)方式。

計(jì)算

和

的步驟及注意事項(xiàng)如下。

系統(tǒng)運(yùn)行方式的考慮

除考慮發(fā)電廠發(fā)電容量的最大和最小運(yùn)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(shí)流過(guò)保護(hù)裝置的短路電流最大和最小的系統(tǒng)運(yùn)行方式，以便計(jì)算保護(hù)的整定值和保護(hù)靈敏度。在需采用電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)時(shí)，還必須考慮系統(tǒng)的正常運(yùn)行方式。短路點(diǎn)的考慮

求不同保護(hù)的整定值和靈敏度時(shí)，應(yīng)注意短路點(diǎn)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(diǎn)至少要取三點(diǎn)，即線路的始端、中點(diǎn)和末端三個(gè)點(diǎn)。短路類型的考慮

相間短路保護(hù)的整定計(jì)算應(yīng)取系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路電流，以作動(dòng)作電流整定之用；而在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下計(jì)算兩相短路電流，以作計(jì)算靈敏度之用。

1

的計(jì)算選用三相短

路或兩相短路進(jìn)行計(jì)算均可，因?yàn)閷?duì)保護(hù)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(hù)，系統(tǒng)運(yùn)行方式應(yīng)采用正常運(yùn)行方式下的短路電流和電壓的數(shù)值作為整定之用。

和

列表

和

將計(jì)算結(jié)果列成表格。

為了便于整定計(jì)算時(shí)查考每一點(diǎn)的短路時(shí)保護(hù)安裝處的

流過(guò)保護(hù)安裝處的短路電流應(yīng)考慮后備保護(hù)的計(jì)算需要，即列出本線路各短路點(diǎn)短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的短路電流，還要列出相鄰線路各點(diǎn)短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的短路電流。保護(hù)安裝處的殘余電壓計(jì)算

和

列表與短路電流

相似。

時(shí)，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(jiǎn)單的方法計(jì)算。電

壓一律用平均電壓。2.保護(hù)方式的考慮及整定計(jì)算

采用什么保護(hù)方式，主要視其能否滿足規(guī)程的要求。能滿足要求時(shí)，所采用的保護(hù)就可采用；不能滿足要求時(shí)，就必須采取措施使其符合要求或改用其他保護(hù)方式。

選用保護(hù)方式時(shí)，首先考慮采用最簡(jiǎn)單的保護(hù)，以便提高保護(hù)的可靠性。當(dāng)采用簡(jiǎn)單保護(hù)不能同時(shí)滿足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性要求時(shí)，則可采用較復(fù)雜的保護(hù)方式。

選用保護(hù)方式時(shí)，可先選擇主保護(hù)，然后選擇后備保護(hù)。通過(guò)整定計(jì)算，檢驗(yàn)?zāi)芊駶M足靈敏性和速動(dòng)性的要求。在用動(dòng)作電流、電壓或動(dòng)作時(shí)間能保證選擇性時(shí)，不要采用方向元件以簡(jiǎn)化保護(hù)。后備保護(hù)的動(dòng)作電流

大于下一元件保護(hù)的動(dòng)作電流3.繪制保護(hù)原理接線圖

要求繪制單線原理接線圖及某一線路保護(hù)原理展開(kāi)圖。4.說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)

說(shuō)明書(shū)一般應(yīng)包含如下內(nèi)容：（排版要求一級(jí)標(biāo)題四號(hào)黑體，正文宋體小四，行距固定值24磅,

速動(dòng)性

繼電保護(hù)的速動(dòng)性是指繼電保護(hù)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(yùn)行的系統(tǒng)失步,減少用戶在電壓降低情況下工作的時(shí)間及故障元件損壞程度，應(yīng)盡量地快速切除故障。

靈敏性

繼電保護(hù)的靈敏性是指保護(hù)裝置對(duì)于其應(yīng)保護(hù)的范圍內(nèi)發(fā)生故障的反應(yīng)能力。

可靠性

繼電保護(hù)的可靠性是指保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不誤動(dòng);再規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)可靠動(dòng)作;而在不屬于該保護(hù)動(dòng)作的其他任何情況下，應(yīng)可靠的不動(dòng)作。

2、35KV線路繼電保護(hù)的配置

1、短路保護(hù)采用兩相兩繼電流保護(hù)，它是一種階段式電流保護(hù)。以第1段、第2段電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，以第3段過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)。

2、接地系統(tǒng)中單相接地故障的保護(hù)方式之一：零序電流保護(hù)

3、重合閘：三相一次重合閘，后加速，和前加速(<35KV)。無(wú)論本線路發(fā)生何種類型的故障，繼電保護(hù)裝置均將三相斷路跳開(kāi)，重合閘啟動(dòng)，經(jīng)預(yù)定延時(shí)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(yùn)行，若永久故障，不再重合閘。

3.電網(wǎng)相間短路的電流保護(hù)

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(hù)，最主要的優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)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。

三段式過(guò)流保護(hù)包括：

1、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)2、限時(shí)電流速斷保護(hù)3、過(guò)電流保護(hù)。

電流速斷、限時(shí)電流速斷和過(guò)電流保護(hù)都是反應(yīng)電流增大而動(dòng)作的保護(hù)，它們相互配合構(gòu)成一整套保護(hù)，稱做三段式電流保護(hù)，它們的不同是保護(hù)范圍不同。三段的區(qū)別主要在于起動(dòng)電流的選擇原則不同。其中速斷和限時(shí)速斷保護(hù)是按照躲開(kāi)某一點(diǎn)的最大短路電流來(lái)整定的，而過(guò)電流保護(hù)是按照躲開(kāi)最大負(fù)荷電流來(lái)整定的。

1、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)：保護(hù)范圍小于被保護(hù)線路的全長(zhǎng)一般設(shè)定為被保護(hù)線路的全長(zhǎng)的85%

2、限時(shí)電流速斷保護(hù)：保護(hù)范圍是被保護(hù)線路的全長(zhǎng)或下一回線路的15%3、過(guò)電流保護(hù)：保護(hù)范圍為被保護(hù)線路的全長(zhǎng)至下一回線路的全長(zhǎng)

5

互感器變比:

短路電流:

pw3Ucos69MW335KV=165A

300A

910335103考慮到三分之一的裕度：I=*165=220A但在實(shí)際中電流不可能為220，所以取所以互感器變化為n=300/5=60

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)

輸電線路發(fā)生短路時(shí)，電流突然增大，電壓降低。利用電流突然增大使保護(hù)動(dòng)作而構(gòu)成的保護(hù)裝置，稱為電流保護(hù)。

通常輸電線路電流保護(hù)采用階段式電流保護(hù)，采用三套電流保護(hù)共同構(gòu)成三段式電流保護(hù)?？梢愿鶕?jù)具體的情況，只采用速斷加過(guò)流保護(hù)或限時(shí)速斷加過(guò)流保護(hù)，也可以三段同時(shí)采用。

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的工作原理

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)又稱Ⅰ段電流保護(hù)，它是反應(yīng)電流增大而能瞬時(shí)動(dòng)作切除故障的電流保護(hù)。

當(dāng)系統(tǒng)電源電勢(shì)一定，線路上任一點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流的大小與短路點(diǎn)至電源之間的電抗及短路類型有關(guān)，三相短路和兩相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)安裝地點(diǎn)的短路電流可用下式表示式中

Ik(3)Es3(XsX1l)Ik(2)Es323(XsX1l)

l——短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處距離。

對(duì)K1點(diǎn)：

對(duì)AB段最大運(yùn)行方式：

Es——系統(tǒng)等電源相電勢(shì)；

Xs——系統(tǒng)等效電源到保護(hù)安裝處之間的電抗；X1——線路千米長(zhǎng)度的正序電抗；

37(3)KV

Ik1310A3(10）對(duì)AB段最小運(yùn)行方式：

(2)Ik337KV953A23(10)6

對(duì)K2點(diǎn)：

I(2)Ik(3)k37KV366A3(101230)337KV301A23(101230)對(duì)K3點(diǎn)：

37KVIk(3)461A3(1030)

337KV(2)Ik374A23(1030)

短路點(diǎn)K1最大運(yùn)行方式下電流1310最小運(yùn)行方式下電流953瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算

流來(lái)整定，即

K2366A301AK3461A374A瞬時(shí)電流速斷保護(hù)1的動(dòng)作電流應(yīng)按大于本線路末端短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的最大短路電

IIIset

式中

IsIe1t—保護(hù)1無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流，又稱一次動(dòng)作電流；

KrIe—可靠系數(shù)，考慮到繼電器的整定誤差、短路電流計(jì)算誤差和非周期分量的影響l等而引入的大于1的系數(shù)，一般取～。

—被保護(hù)線路末端末端B母線上三相短路時(shí)保護(hù)安裝測(cè)量到的最大短路電流，一x般取次暫態(tài)短路電流周期分量的有效值。

I1opIKnsetTA1con

nK

TA-----為電流互感器的變比----為電流互感器的接線系數(shù)

con對(duì)于35KV電路，電流互感器采用兩相星形接線，所以

Kcon=1。

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)，是用其最小保護(hù)范圍來(lái)衡量的，規(guī)程規(guī)定，最小保護(hù)范圍

lmin不應(yīng)小于線路全長(zhǎng)的(15~20)%。

在最小保護(hù)區(qū)末端發(fā)生短路故障時(shí)，動(dòng)作電流，即

I(2)IsIe1t

23(X1lmi)n7

式中—系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，最大等值電抗；xX1—輸電線路千米正序電抗。

通常規(guī)定，最小保護(hù)范圍不應(yīng)小于被保護(hù)線路全長(zhǎng)(15~20)%。

一、Ⅰ段

37103IⅠ1031572A

331697AIⅠ10校驗(yàn)靈敏度：計(jì)算AB線15%處短路時(shí)最小短路電流

靈敏度合格。tⅠ。

二、Ⅱ段

首先計(jì)算BC線的Ⅰ段。

371033439AIⅠ101230。

校驗(yàn)靈敏度：計(jì)算BC線15%處短路時(shí)最小短路電流：

37873AIⅠ1012，靈敏度合格。

tⅠ。

371033600AIⅡ1030與變壓器T1的差動(dòng)保護(hù)配合：

IⅡ439526A與BC線Ⅰ段配合：

IⅡ600A選取其中較大者為整定值

371033310校驗(yàn)靈敏度：計(jì)算AB線末端短路時(shí)最小短路電流：。

954KⅡ靈敏系數(shù)，合格。

37103與變壓器T1的差動(dòng)保護(hù)配合：

ⅠtⅡtt與BC線Ⅰ段配合：

tⅡ選取其中較大者為整定值三、Ⅲ段

9174A333510計(jì)算AB線最大負(fù)荷電流。

8

tⅡ0tⅢ174

ⅢKsen校驗(yàn)靈敏度：近后備

954，合格。

58933589AⅢKsen1012計(jì)算BC線末端短路時(shí)最小短路電流遠(yuǎn)后備。

合格。

Ⅲtop13t從變壓器T1的負(fù)荷保護(hù)開(kāi)始計(jì)算：.A

Ⅲtop12t2s從變壓器T2的負(fù)荷保護(hù)開(kāi)始計(jì)算：.A

Ⅲtop選取其中較大者為整定值.A

37103

限時(shí)電流速斷電流保護(hù)

于瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，當(dāng)被保護(hù)線路末端附近短路時(shí)，必須其他的保護(hù)來(lái)切除。為了滿足速動(dòng)的要求，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)盡可能的短。為此，可增加一套帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)，用以切除瞬時(shí)電流速斷保護(hù)范圍以外的短路故障，這種帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)范圍以外的短路故障，這種帶限時(shí)的電流速斷保護(hù)，稱為限時(shí)電流速斷保護(hù)。要求限時(shí)電流速斷保護(hù)被保護(hù)線路的全長(zhǎng)。

以上分析可知，若要是限時(shí)電路速斷保護(hù)能夠保護(hù)線路全長(zhǎng)，其保護(hù)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(shí)電流速斷保護(hù)增加一定的時(shí)限，此時(shí)限既能保證選擇性又能滿足速動(dòng)性的要求，即盡可能短。鑒于此，可首先考慮使它的保護(hù)范圍不超出相鄰線路瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍，而動(dòng)作時(shí)限則比相鄰線路的無(wú)時(shí)限電速斷保護(hù)長(zhǎng)一個(gè)時(shí)限級(jí)差，用t表示?？梢?jiàn)限時(shí)電流速斷保護(hù)是通過(guò)動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)限來(lái)保證選擇性的。

定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)：

定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)是指按躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定，并以動(dòng)作時(shí)限保證其選擇性的一種保護(hù)。輸電線路正常運(yùn)行時(shí)它不應(yīng)啟動(dòng)，發(fā)生短路且短路電流大于其動(dòng)作電流時(shí)，保護(hù)啟動(dòng)延時(shí)動(dòng)作于斷路器跳閘。過(guò)電流保護(hù)不僅能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，也能保護(hù)相鄰線路的全長(zhǎng)，是本線路的近后備和相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。

電流三段保護(hù)小結(jié)

使用1段、2段或3段組成的階段式電流保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)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)用。其缺點(diǎn)是它直接受電網(wǎng)的接線及電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，例如整定值必須按電網(wǎng)最大運(yùn)行方式整定，而靈敏性必須用電網(wǎng)最小運(yùn)行方式來(lái)校驗(yàn)，這就難以滿足靈敏系數(shù)和保護(hù)范圍的要求。

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《繼電保護(hù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

一、題目

輸電線路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)二、資料某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(dòng)保護(hù)，線路A、B的最大傳輸功率為Ｐ=9MW,功率因數(shù)cos，系統(tǒng)max中的發(fā)電機(jī)都裝設(shè)了自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。自起動(dòng)系數(shù)取，其他參數(shù)如圖所示。10Ω12Ω30ΩΩΩ30Ω圖1某35kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)示意圖三、設(shè)計(jì)內(nèi)容確定AB線路相間短路的保護(hù)方式以及它們的整定值，并校驗(yàn)靈敏度；同時(shí)計(jì)算互感器的變比。繪制AB線路相間短路保護(hù)的原理接線圖；對(duì)本網(wǎng)絡(luò)所采用的保護(hù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。四、提交成果

1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份并提交電子版；

2、線路保護(hù)原理展開(kāi)圖一份；

20XX年12月

《繼電保護(hù)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

一、任務(wù)

完成35kV單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)二、目的

1、通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和掌握電力網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)裝置的工作原理、配置原則，整定計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生具有熟練閱讀繼電保護(hù)裝置原理圖、展開(kāi)圖、安裝圖的重要技能和進(jìn)行初步設(shè)計(jì)的技能，彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，使學(xué)生在繼電保護(hù)方面的知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固和提高。

2、通過(guò)設(shè)計(jì)，樹(shù)立正確的技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀，掌握對(duì)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的方法。3、學(xué)習(xí)編制計(jì)算說(shuō)明書(shū)。三、設(shè)計(jì)步驟及時(shí)間安排

相間短路時(shí)線路保護(hù)的整定計(jì)算步驟１.短路電流及殘余電壓計(jì)算

考慮到35kV單電源網(wǎng)絡(luò)相間短路保護(hù)可能電流電壓保護(hù)，因此在決定保護(hù)方式前，必須較詳細(xì)地計(jì)算各短路點(diǎn)短路時(shí)，流過(guò)有關(guān)保護(hù)的短路電流

和保護(hù)安裝處的殘余電壓

等

參數(shù)。然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在滿足“繼電保護(hù)和自動(dòng)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(jiǎn)單的保護(hù)方式。

計(jì)算

和

的步驟及注意事項(xiàng)如下。

系統(tǒng)運(yùn)行方式的考慮

除考慮發(fā)電廠發(fā)電容量的最大和最小運(yùn)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(shí)流過(guò)保護(hù)裝置的短路電流最大和最小的系統(tǒng)運(yùn)行方式，以便計(jì)算保護(hù)的整定值和保護(hù)靈敏度。在需采用電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)時(shí)，還必須考慮系統(tǒng)的正常運(yùn)行方式。短路點(diǎn)的考慮

求不同保護(hù)的整定值和靈敏度時(shí)，應(yīng)注意短路點(diǎn)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(diǎn)至少要取三點(diǎn)，即線路的始端、中點(diǎn)和末端三個(gè)點(diǎn)。短路類型的考慮

相間短路保護(hù)的整定計(jì)算應(yīng)取系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路電流，以作動(dòng)作電流整定之用；而在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下計(jì)算兩相短路電流，以作計(jì)